[发明专利]一种姿态角的恢复方法、装置及设备

说明书

本申请提供一种姿态角的恢复方法、装置及设备，该方法包括：在确定云台发生碰撞后，基于当前周期的角速度值确定云台的预测方向向量，基于当前周期的加速度值确定云台的实际方向向量，基于预测方向向量和实际方向向量确定目标修正值；基于目标修正值对角速度值进行修正，基于修正后的角速度值确定云台的姿态角是否已恢复；若是，基于修正后的角速度值确定目标姿态角，在当前周期的后一个周期，基于目标姿态角确定云台的姿态角；若否，将当前周期的后一个周期作为当前周期，返回执行基于当前周期的角速度值确定云台的预测方向向量的操作。通过本申请的技术方案，云台发生碰撞后，能够得到正确姿态角，对错误姿态角进行快速恢复，提高云台稳定性。

技术领域

本申请涉及云台控制领域，尤其涉及一种姿态角的恢复方法、装置及设备。

背景技术

防抖云台的工作原理是，当云台向前(向后)运动，云台支架向后(向前)运动，使云台上固定的摄像机前后方向不变。当云台向左(向右)运动，云台支架向右(向左)运动，使云台上固定的摄像机左右方向不变。当云台向上(向下)运动，云台支架向下(向上)运动，使云台上固定的摄像机上下方向不变。

云台通常会部署测量传感器，如IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)等，IMU是一种六轴惯性测量传感器，能够采集云台的加速度值和角速度值，基于角速度值就可以获知云台的姿态角，以前后方向的姿态角为例，这个姿态角就可以表示云台前后方向的运动情况，基于云台前后方向的运动情况控制云台支架运动，使得云台上固定的摄像机前后方向保持不变。

综上所述，获知云台的姿态角是对云台进行有效控制的前提，但是，在云台使用过程中，难免会出现运动状态突变情况，比如跑动、剧烈晃动或者跌落等，这些运动状态突变情况均会导致云台发生碰撞，使得IMU采集的角速度值不连续，出现较大的跳跃值，基于不连续的角速度值确定云台的姿态角时，姿态角可能会出现错误，即得到错误的姿态角，从而导致无法对云台进行有效控制，云台上部署的摄像机采集的图像，会出现画面歪斜抖动等不良现象。

发明内容

本申请提供一种姿态角的恢复方法，应用于包括测量传感器和云台的设备，所述测量传感器周期性采集云台的加速度值和角速度值，该方法包括：

在确定所述云台发生碰撞后，基于当前周期的角速度值确定所述云台的预测方向向量，基于所述当前周期的加速度值确定所述云台的实际方向向量，并基于所述预测方向向量和所述实际方向向量确定目标修正值；

基于所述目标修正值对所述角速度值进行修正，得到修正后的角速度值，并基于所述修正后的角速度值确定所述云台的姿态角是否已恢复；

若是，则基于所述修正后的角速度值确定所述云台的目标姿态角，在所述当前周期的后一个周期，基于所述目标姿态角确定所述云台的姿态角；

若否，则将所述当前周期的后一个周期作为当前周期，返回执行基于当前周期的角速度值确定所述云台的预测方向向量的操作。

示例性的，所述基于当前周期的角速度值确定所述云台的预测方向向量，包括：基于当前周期的角速度值及所述当前周期的上一个周期的初始四元数，确定当前周期的初始四元数，所述当前周期的初始四元数包括4个向量值；

基于所述初始四元数中的4个向量值确定所述云台的预测方向向量；

其中，若当前周期是所述云台发生碰撞后的第一个周期，则所述当前周期的上一个周期的初始四元数，是所述云台发生碰撞时的初始四元数，且该初始四元数是基于所述云台发生碰撞时的初始姿态角确定的。

示例性的，所述基于所述当前周期的加速度值确定所述云台的实际方向向量，包括：基于所述当前周期的加速度值确定加速度模长；

基于所述加速度值和所述加速度模长确定所述云台的实际方向向量。