[发明专利]云台控制方法和装置

权利要求书

1.一种云台控制方法，其特征在于，所述云台控制方法包括以下步骤：

获取云台上被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比；

根据所述被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比，计算获取控制被控端的有效机械能；

根据所述有效机械能，控制所述被控端保持在稳定状态。

2.如权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述获取云台上被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比的步骤包括：

获取被控端的角速度和姿态四元数；

根据所述被控端的姿态四元数，获取被控端的旋转矩阵；

根据所述被控端的旋转矩阵，获取被控端的欧拉角，得到被控端当前姿态；

获取被控端的目标姿态角和目标角速度，作为被控端目标状态；

获取固定端的角速度和姿态角，作为固定端当前状态；

获取固定端与被控端的转动惯量比。

3.如权利要求1或2所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比，计算获取控制被控端的有效机械能的步骤包括：

根据所述被控端当前状态和目标状态，以及固定端当前状态，获取控制被控端的补偿角速度；

根据所述控制被控端的补偿角速度、固定端与被控端的转动惯量比以及固定端当前状态，计算获取控制被控端的有效机械能。

4.如权利要求3所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述被控端当前状态和目标状态，以及固定端当前状态，获取控制被控端的补偿角速度的步骤包括：

根据所述固定端当前状态获取固定端在云台电机轴上的角速度；

根据所述被控端当前姿态和目标姿态，获取姿态角差值；

根据所述被控端的当前状态、固定端在云台电机轴上的角速度和所述姿态角差值，获取控制被控端的补偿角速度。

5.如权利要求1所述的云台控制方法，其特征在于，所述根据所述有效机械能，控制所述被控端保持在稳定状态的步骤包括：

根据所述有效机械能，获取控制所述被控端的目标电流；

根据所述目标电流，通过云台电机轴控制所述被控端保持在稳定状态。

6.一种云台控制装置，其特征在于，所述云台控制装置包括：

获取模块，用于获取云台上被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比；

计算模块，用于根据所述被控端当前状态和目标状态、固定端当前状态，以及固定端与被控端的转动惯量比，计算获取控制被控端的有效机械能；

控制模块，用于根据所述有效机械能，控制所述被控端保持在稳定状态。

7.如权利要求6所述的云台控制装置，其特征在于，所述获取模块包括：

传感单元，用于获取被控端的角速度和姿态四元数；

矩阵单元，用于根据所述被控端的姿态四元数，获取被控端的旋转矩阵；

姿态单元，用于根据所述被控端的旋转矩阵，获取被控端的欧拉角，得到被控端当前姿态；

获取单元，用于获取被控端的目标姿态角和目标角速度，作为被控端目标状态；获取固定端与被控端的转动惯量比；

所述传感单元还用于，获取固定端的角速度和姿态角，作为固定端当前状态。

8.如权利要求6所述的云台控制装置，其特征在于，所述计算模块包括：

速度计算单元，用于根据所述被控端当前状态和目标状态，以及固定端当前状态，获取控制被控端的补偿角速度；

能量计算单元，用于根据所述控制被控端的补偿角速度、固定端与被控端的转动惯量比以及固定端当前状态，计算获取控制被控端的有效机械能。

9.如权利要求8所述的云台控制装置，其特征在于，所述速度计算单元包括：

干扰子单元，用于根据所述固定端当前状态获取固定端在云台电机轴上的角速度；

差值子单元，用于根据所述被控端当前姿态和目标姿态，获取姿态角差值；

补偿子单元，用于根据所述被控端的当前状态、固定端在云台电机轴上的角速度和所述姿态角差值，获取控制被控端的补偿角速度。

10.如权利要求6所述的云台控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：

电流单元，用于根据所述有效机械能，获取控制所述被控端的目标电流；

控制单元，用于根据所述目标电流，通过云台电机轴控制所述被控端保持在稳定状态。