增穩(wěn)裝置及增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)、方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及增穩(wěn)裝置，尤其設(shè)及一種增穩(wěn)裝置及增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)、方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 增穩(wěn)裝置是用于承載負(fù)載使用W保持負(fù)載穩(wěn)定的支撐工作臺。所述增穩(wěn)裝置包括 支架組件及驅(qū)動裝置，所述支架組件支撐所述負(fù)載，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述支架組件 的各個支架部件繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而改變所述負(fù)載的位置及方向。常用的增穩(wěn)裝置啟動時， 不會先對增穩(wěn)裝置上電時的狀態(tài)進(jìn)行判斷，再決定啟動后支架部件的鎖定位置，而是將支 架部件鎖定在一個固定位置。啟動時將支架部件鎖定在一個固定位置可能會對負(fù)載造成不 利影響。例如，若所述負(fù)載是相機(jī)，由于啟動時驅(qū)動裝置帶動支架部件運動并將支架部件與 相機(jī)鎖定在一個固定位置，因此，當(dāng)所述增穩(wěn)裝置處于倒立模式時，相機(jī)所拍攝圖像的方向 是反向的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于W上內(nèi)容，有必要提供一種增穩(wěn)裝置及增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)、方法，可 W在所述增穩(wěn)裝置啟動后將俯仰軸鎖定在不同位置，方便負(fù)載的使用。
[0004] 一種增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)，運行于增穩(wěn)裝置中，所述增穩(wěn)裝置包括至少一 個支架部件及用于驅(qū)動所述支架部件繞對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述支架部件用于 支撐負(fù)載，該系統(tǒng)包括：檢測模塊，用于在所述增穩(wěn)裝置啟動時，檢測所述支架部件所處的 位置；及控制模塊，用于根據(jù)所述支架部件所處的位置發(fā)送控制信號給所述驅(qū)動裝置，使所 述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述支架部件轉(zhuǎn)動至鎖定位置，從而將所述負(fù)載轉(zhuǎn)動至所述鎖定位置對應(yīng) 的方位。
[0005] -種增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制方法，所述增穩(wěn)裝置包括至少一個支架部件及用于驅(qū) 動所述支架部件繞對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述支架部件用于支撐負(fù)載，該方法包 括：在所述增穩(wěn)裝置啟動時，檢測所述支架部件所處的位置；及根據(jù)所述支架部件所處的 位置發(fā)送控制信號給所述驅(qū)動裝置，使所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述支架部件轉(zhuǎn)動至鎖定位置， 從而將所述負(fù)載轉(zhuǎn)動至所述鎖定位置對應(yīng)的方位。
[0006] 進(jìn)一步地，在發(fā)送控制信號給所述驅(qū)動裝置之前，根據(jù)所述增穩(wěn)裝置啟動時所述 支架部件所處的位置確定所述增穩(wěn)裝置啟動后所述支架部件的鎖定位置。
[0007] 進(jìn)一步地，檢測所述增穩(wěn)裝置的工作模式及與所述支架部件相連接的慣性測量單 元的位置，根據(jù)所述增穩(wěn)裝置的工作模式及所述慣性測量單元的位置確定所述支架部件所 處的位置。
[0008] 進(jìn)一步地，所述慣性測量單元的位置是所述慣性測量單元相對于根據(jù)所述支架部 件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸確定的基準(zhǔn)面的位置。
[0009] 進(jìn)一步地，當(dāng)所述支架部件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸水平時，確定所述支架部件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn) 軸所在的水平面為所述基準(zhǔn)面；當(dāng)所述支架部件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸傾斜時，在與所述支架部件 對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸相交的水平面中確定一條與所述支架部件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸垂直的線，確定此線 和所述支架部件對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸共同確定的平面為所述基準(zhǔn)面。
[0010] 進(jìn)一步地，若所述增穩(wěn)裝置處于正立模式且所述慣性測量單元在所述基準(zhǔn)面的上 半?yún)^(qū)，或者所述增穩(wěn)裝置處于倒立模式且所述慣性測量單元在所述基準(zhǔn)面的下半?yún)^(qū)，則確 定所述支架部件處于第一位置；若所述增穩(wěn)裝置處于正立模式且所述慣性測量單元在所述 基準(zhǔn)面的下半?yún)^(qū)，或者所述增穩(wěn)裝置處于倒立模式且所述慣性測量單元在所述基準(zhǔn)面的上 半?yún)^(qū)，則確定所述支架部件處于第二位置。
[0011] 進(jìn)一步地，若所述增穩(wěn)裝置啟動時所述支架部件處于第一位置，則確定所述支架 部件的鎖定位置為第一鎖定位置；若所述增穩(wěn)裝置啟動時所述支架部件處于第二位置，貝U 確定所述支架部件的鎖定位置為第二鎖定位置。
[0012] 進(jìn)一步地，所述第二鎖定位置為所述支架部件的零點位置，所述第一鎖定位置與 第二鎖定位置相差180度。
[0013] 進(jìn)一步地，所述第一鎖定位置與第二鎖定位置是所述支架部件相對于固定的參考 坐標(biāo)系的位置。
[0014] 進(jìn)一步地，發(fā)送預(yù)設(shè)參數(shù)值給所述驅(qū)動裝置，從而控制所述負(fù)載啟動時的鎖定位 置對應(yīng)的方位。
[0015] 進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)參數(shù)確定的負(fù)載啟動時的鎖定位置對應(yīng)的方位數(shù)目大于兩 個。
[0016] 一種增穩(wěn)裝置，所述增穩(wěn)裝置包括控制器、至少一個支架部件及用于驅(qū)動所述支 架部件繞對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，所述支架部件用于支撐負(fù)載，所述控制器用于；在 所述增穩(wěn)裝置啟動時，檢測所述支架部件所處的位置；及根據(jù)所述支架部件所處的位置發(fā) 送控制信號給所述驅(qū)動裝置，使所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述支架部件轉(zhuǎn)動至鎖定位置，從而將 所述負(fù)載轉(zhuǎn)動至所述鎖定位置對應(yīng)的方位。本發(fā)明根據(jù)增穩(wěn)裝置啟動時支架部件所處的位 置將支架部件鎖定到不同的鎖定位置，方便了負(fù)載的使用。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)較佳實施例的應(yīng)用環(huán)境示意圖。
[001引圖2是增穩(wěn)裝置的示意圖。
[0019] 圖3是圖1中增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制系統(tǒng)的功能模塊圖。
[0020] 圖4是當(dāng)增穩(wěn)裝置啟動時，增穩(wěn)裝置處于正立模式且增穩(wěn)裝置的慣性測量單元在 基準(zhǔn)面的下半?yún)^(qū)的示意圖。
[0021] 圖5是當(dāng)增穩(wěn)裝置啟動時，增穩(wěn)裝置處于正立模式且增穩(wěn)裝置的慣性測量單元在 基準(zhǔn)面的上半?yún)^(qū)的示意圖。
[0022] 圖6是對應(yīng)于圖4所示增穩(wěn)裝置啟動時的狀態(tài)，增穩(wěn)裝置啟動后支架部件的鎖定 位置的示意圖。
[0023] 圖7是對應(yīng)于圖5所示增穩(wěn)裝置啟動時的狀態(tài)，增穩(wěn)裝置啟動后支架部件的鎖定 位置的示意圖。
[0024] 圖8是當(dāng)增穩(wěn)裝置啟動時，增穩(wěn)裝置處于倒立模式且增穩(wěn)裝置的慣性測量單元在 基準(zhǔn)面的上半?yún)^(qū)的示意圖。
[0025] 圖9是當(dāng)增穩(wěn)裝置啟動時，增穩(wěn)裝置處于倒立模式且增穩(wěn)裝置的慣性測量單元在 基準(zhǔn)面的下半?yún)^(qū)的示意圖。
[0026] 圖10是對應(yīng)于圖8所示增穩(wěn)裝置啟動時的狀態(tài)，增穩(wěn)裝置啟動后支架部件的鎖定 位置的示意圖。
[0027] 圖11是對應(yīng)于圖9所示增穩(wěn)裝置啟動時的狀態(tài)，增穩(wěn)裝置啟動后支架部件的鎖定 位置的示意圖。
[0028] 圖12是本發(fā)明增穩(wěn)裝置初始姿態(tài)控制方法較佳實施例的流程圖。主要元件符號 說明
[0029]
[0030]
[00引]如下具體實施方I式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說i本發(fā)明。I【具體實施方式】
[0032] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]W下結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0034] 參閱圖1所示，是本發(fā)明增穩(wěn)裝置1較佳實施例的示意圖。所述增穩(wěn)裝置1承載 負(fù)載2。所述增穩(wěn)裝置1可W手持，也可W安裝在任意固定或移動的物體上。例如，所述增 穩(wěn)裝置1安裝于飛行器（例如無人飛行器）上。在本較佳實施例中，所述增穩(wěn)裝置1為= 軸增穩(wěn)裝置，所述負(fù)載2是圖像獲取裝置（例如相機(jī)），如圖2所示。
[00巧]所述增穩(wěn)裝置1包括把持組件11、支架組件12、慣性測量單元13、驅(qū)動裝置14、控 制器15及存儲裝置16。
[0036] 所述把持組件11支撐所述支架組件12。所述把持組件11可W包括把持桿及一個 或多個把手，所述把持桿連接所述一個或多個把手，用戶可W通過握持所述一個或多個把 手而提起所述增穩(wěn)裝置1?？蒞理解，所述把持組件11可W省略，而直接握持所述支架組件 12的某個部位即可。
[0037] 所述支架組件12支撐所述負(fù)載2。所述支架組件12包括至少一個支架部件。各 個支架部件可W相對運動。參閱圖2所示，在本較佳實施例中，所述支架組件12包括第一 支架部件120、第二支架部件121W及第=支架部件122。第一支架部件120由所述把持組 件11支撐，第二支架部件121由第一支架部件120支撐，第=支架部件122由第二支架部 件121支撐，所述負(fù)載2安裝在所述第=支架部件122上。
[0038] 所述驅(qū)動裝置14包括至少一個驅(qū)動元件，用于驅(qū)動所述支架組件12的各個支架 部件繞一定的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述支架部件的旋轉(zhuǎn)帶動所述負(fù)載2繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。參 閱圖2所示，在本較佳實施例中，所述驅(qū)動裝置14包括第一驅(qū)動元件140、第二驅(qū)動元件 141W及第=驅(qū)動元件142。所述第一支架部件120在第一驅(qū)動元件140的驅(qū)動下繞第一 旋轉(zhuǎn)軸170 (例如航向（yaw)軸）旋轉(zhuǎn)，帶動所述負(fù)載2繞第一旋轉(zhuǎn)軸170旋轉(zhuǎn)；所述第二 支架部件121在第二驅(qū)動元件141的驅(qū)動下繞第二旋轉(zhuǎn)軸171 (例如橫滾軸（roll))旋轉(zhuǎn)， 帶動所述負(fù)載2繞第二旋轉(zhuǎn)軸171旋轉(zhuǎn)；所述第=支架部件122在第=驅(qū)動元件142的驅(qū) 動下繞第=旋轉(zhuǎn)軸172 (例如俯仰軸（pitch))旋轉(zhuǎn)，帶動所述負(fù)載2繞第=旋轉(zhuǎn)軸172旋 轉(zhuǎn)。如圖1所示，所述支架部件可W繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸順時針及逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0039] 所述慣性測量單元13安裝在所述支架部件上，當(dāng)所述支架部件旋轉(zhuǎn)時，所述慣性 測量單元13相應(yīng)旋轉(zhuǎn)。參閱圖2所示，在本較佳實施例中，所述慣性測量單元13安裝在第 =支架部件122上。當(dāng)所述第=驅(qū)動元件142驅(qū)動第=支架部件122繞第=旋轉(zhuǎn)軸172旋 轉(zhuǎn)時，所述慣性測量單元13繞第=旋轉(zhuǎn)軸172相應(yīng)旋轉(zhuǎn)。所述慣性測量單元13用于感測 所述增穩(wěn)裝置1及