[发明专利]无人机及其云台控制方法

说明书

本发明公开了一种无人机及其云台控制方法，其中，云台控制方法包括飞控系统生成无人机的偏航角速率指令，云台控制系统根据无人机的偏航角速率指令，控制云台的偏航轴电机。本发明由飞控系统和云台控制系统联合控制云台偏航轴电机，最大限度发挥了云台控制系统高精度控制和快速响应的优点，利用该优点来补偿飞控系统在偏航控制上的不足，实现了对云台偏航通道的增稳，彻底解决了当无人机低速偏航时，航拍视频的卡顿现象。

技术领域

本发明涉及涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机及其云台控制方法。

背景技术

航拍无人机包括消费级航拍无人机和专业级航拍无人机，无论是消费级航拍无人机还是专业级航拍无人机，其航拍质量均取决于无人机机身和云台的控制效果。飞行控制系统(Flight Control System,FCS)是保证无人机稳定飞行的基本前提，云台控制系统(Gimbal Control System,GCS)用于改善航拍视频质量，并且通过云台的减振系统来隔离机身的高频振动，其控制精度远高于FCS的控制精度。现有的航拍无人机中，GCS和FCS是独立的，亦即，GCS的俯仰、滚转通道不响应FCS姿态的变化，且GCS的偏航角一阶收敛于FCS的偏航角。

这种GCS/FCS独立控制思想存在以下缺点：

1、FCS没有GCS的控制权限，GCS只获取无人机实际的偏航角/偏航角速率信息，并且无任何反馈信息与FCS进行实时交互；

2、FCS的偏航控制力矩小，偏航控制与俯仰控制、滚转控制存在通道耦合，在受到外界干扰时，会造成FCS偏航通道转速不均匀，从而导致航拍视频不流畅，特别是在FCS控制无人机低转速偏航时，视频卡顿现象严重；

3、云台偏航通道的控制受到无人机偏航角控制的影响，并没有将GCS的高精度控制优点有效地发挥出来，造成FCS控制压力增大。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的上述问题，提供一种飞控系统和云台控制系统联合控制云台的偏航轴电机，能够消除视频卡顿现象的无人机及其云台控制方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种无人机云台控制方法，所述无人机包括飞控系统和用于控制所述云台的云台控制系统，包括：

所述飞控系统生成所述无人机的偏航角速率指令；

所述云台控制系统根据所述无人机的偏航角速率指令，控制所述云台的偏航轴电机。

在本发明的一实施例中，所述云台控制系统根据所述无人机的所述偏航角速率指令，控制所述云台的所述偏航轴电机，包括：

判断输入所述无人机的偏航角速率指令是否为零；

若否，则：

所述云台控制系统获取所述云台的实际偏航角速率；

所述云台控制系统根据输入所述无人机的所述偏航角速率指令和所述云台的所述实际偏航角速率，生成所述云台的偏航轴电机控制指令；

所述云台控制系统获取所述云台的偏航轴电机附加控制指令，其中，所述偏航轴电机附加控制指令用于控制所述云台的偏航轴电机以使得所述云台搭载的影像设备的视线与所述无人机的航向重合；

所述云台控制系统根据所述云台的所述偏航轴电机控制指令和所述云台的所述偏航轴电机附加控制指令，生成所述云台的偏航轴电机控制量；

根据所述云台的所述偏航轴电机控制量，控制所述云台的偏航轴电机。

在本发明的一实施例中，所述云台控制系统获取所述云台的所述偏航轴电机附加控制指令，包括：

所述云台控制系统获取所述云台的实际偏航角和所述无人机的实际偏航角；