[实用新型]一种防抖云台控制装置

说明书

本实用新型公开一种防抖云台控制装置，姿态传感器装在云台的底部，实时检测当前云台的角速度、加速度等信息，并传送到控制器中，控制器利用搭载的卡尔曼滤波器对采集数据进行滤波融合得到的云台偏转角。控制器基于当前云台姿态角与水平姿态的偏差使用现有的PID算法输出两组三相SPWM波形，三相SPWM波信号经过DRV8313芯片进行功率放大，其中一组驱动横滚轴无刷电机，另一组驱动俯仰轴无刷电机，进而调节云台的俯仰轴和横滚轴姿态角，从而形成一个闭环的控制装置。本实用新型硬件电路简单、性能稳定、调整速度快，可适用于手机或小型摄像机等视频拍摄领域。

技术领域

本实用新型涉及云台防抖控制技术，尤其涉及一种防抖云台控制装置。

背景技术

随着数码产品的快速发展，视频拍摄已经成为大部分人生活的一部分。目前的拍摄设备主要以手机或小型摄像机为主，由于大部分手机或者小型摄像机没有防抖功能，或者防抖功能较弱，使得拍摄者在拍摄的过程中容易出现抖动，拍摄的视频容易出现模糊、图像质量不稳定，视频画面质量不高等现象。为了解决拍摄抖动的问题，提出以STM32系列单片机为控制核心的防抖动云台的设计方法，通过MPU9250获取云台姿态角，采用卡尔曼滤波融合算法计算出最优姿态角，使用PID算法调节三相无刷直流电机，使云台保持平衡。云台稳定器可应用于手机或小型摄像机等视频拍摄领域。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种防抖云台控制装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种防抖云台控制装置，云台包括立杆，立杆的上端固定有俯仰轴无刷电机，俯仰轴无刷电机的输出端上设有连接支架，俯仰轴无刷电机驱动连接支架俯仰动作，连接支架的上端面上固定有横滚轴无刷电机，横滚轴无刷电机上端设有固定平台，控制装置包括控制器和姿态传感器，姿态传感器设在固定平台的底部，姿态传感器探测固定平台的角速度和加速度，姿态传感器与控制器电连接，控制器分别连接横滚轴无刷电机和俯仰轴无刷电机，控制器输出两组三相SPWM波形分别驱动横滚轴无刷电机和俯仰轴无刷电机动作。

进一步地，所述姿态传感器为MPU9250姿态传感器。

进一步地，控制器选用STM32系列单片机。

进一步地，控制器上搭载有卡尔曼滤波器，通过卡尔曼滤波器对姿态传感器的采集数据进行滤波融合。

进一步地，控制器基于姿态传感器的采集数据采用成熟的PID算法输出两组三相SPWM波形。

进一步地，每组SPWM波由三路相位差各为120^o的SPWM波形组成。

进一步地，控制器输出端对应每组三相SPWM波信号分别连接有一功放器，功放器对三相SPWM波信号进行功率放大，两组三相SPWM波信号经功率放大后再分别输出横滚轴无刷电机和俯仰轴无刷电机。

进一步地，功放器选用DRV8313芯片。

本实用新型采用以上技术方案，使用MPU9250作为姿态传感器，MPU9250装在云台的底部，能实时检测当前云台的角速度、加速度等信息，并传送到作为控制器的STM32系列单片机中，控制器利用搭载的卡尔曼滤波器对采集数据进行滤波融合得到的云台偏转角。控制器基于当前云台姿态角与水平姿态的偏差使用现有的PID算法输出两组三相SPWM波形，三相SPWM波信号经过DRV8313芯片进行功率放大，其中一组驱动横滚轴无刷电机，另一组驱动俯仰轴无刷电机，进而调节云台的俯仰轴和横滚轴姿态角，从而形成一个闭环的控制装置。本实用新型硬件电路简单、性能稳定、调整速度快，适用于手机或小型摄像机等设备。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1为本实用新型一种防抖云台控制装置的原理示意图；