拍攝裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及攝像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拍攝裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于穩(wěn)定手機(jī)或者相機(jī)拍攝視頻的方法一般有三種處理方法，其中兩種是 對攝像頭進(jìn)行處理的，一種是光學(xué)防抖，另一種是機(jī)械防抖，從處理效果上來講，光學(xué)防抖 的處理方法要優(yōu)于機(jī)械防抖的處理方法，此外，還有一種方法就是靠受過專業(yè)訓(xùn)練的人來 進(jìn)行視頻拍攝來保證視頻畫面的穩(wěn)定以及流暢性。但是無論是基于鏡頭的防抖技術(shù)還是專 業(yè)的攝影人員，都無法使拍攝的視頻拍攝達(dá)到很好的效果，主要原因是無論多高級的攝像 頭還是專業(yè)人員對震動的過濾上都有一定的局限，即拍攝過程中所產(chǎn)生的晃動使拍攝效果 不好。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在由于在拍攝過程中會產(chǎn)生晃動使拍攝效果不好問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種拍攝裝置及其控制方法，旨在解決針對現(xiàn)有技術(shù)中存 在由于在拍攝過程中會產(chǎn)生晃動使拍攝效果不好問題。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，第一方面提供一種拍攝裝置的控制方法，所述控制方法包 括以下步驟：
[0005] A.獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的姿態(tài)角度；
[0006] B.獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度，并根據(jù)所述絕對位置角度得 到跟隨角度；
[0007] C.將所述姿態(tài)角度和所述跟隨角度經(jīng)過PID運(yùn)算后得到電機(jī)控制信號；
[0008] D.根據(jù)所述電機(jī)控制信號驅(qū)動電機(jī)。
[0009] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種實(shí)施方式中，所述步驟A具體為：
[0010] 獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的俯仰角、橫滾角以及航偏角；
[0011] 對所述俯仰角、橫滾角以及航偏角經(jīng)過卡爾曼濾波算法得到姿態(tài)角度。
[0012] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第二種實(shí)施方式中，所述步驟C具體為：
[0013] 將所述姿態(tài)角度與所述跟隨角度做差，通過PID控制器生成速率設(shè)定值；
[0014] 將所述速率設(shè)定值與采集到速率信息進(jìn)行作差，通過PID控制器生成電流設(shè)定 值；
[0015] 將所述電流設(shè)定值與實(shí)時采集到的電機(jī)電流信息作差，通過PID控制器生成電機(jī) 控制信號。
[0016] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第三種實(shí)施方式中，所述步驟D具體為：
[0017] 將異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流變換成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電 流；
[0018] 將所述交流電流經(jīng)過轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流；
[0019] 根據(jù)所述直流電流獲取電動機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換以對電動機(jī)進(jìn)行 控制。
[0020] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種實(shí)施方式中，所述步驟B中所述獲取所述拍 攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度步驟之后還包括：
[0021] 判斷是否到達(dá)設(shè)定的中斷時間，是，則更新所述絕對位置角度，并根據(jù)更新后的絕 對位置角度得到跟隨角度；否，則根據(jù)原有絕對位置角度得到跟隨角度。
[0022] 本發(fā)明第二方面提供一種拍攝裝置，所述拍攝裝置包括：
[0023] 姿態(tài)角度獲取模塊，用于獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的姿態(tài)角度；
[0024] 跟隨角度獲取模塊，用于獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度，并根 據(jù)所述絕對位置角度得到跟隨角度；
[0025] 控制模塊，用于將所述姿態(tài)角度和所述跟隨角度經(jīng)過PID運(yùn)算后得到電機(jī)控制信 號，并根據(jù)所述電機(jī)控制信號驅(qū)動電機(jī)。
[0026] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種實(shí)施方式中，所述姿態(tài)角度獲取模塊獲取所 述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的姿態(tài)角度的過程為：
[0027] 獲取所述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的俯仰角、橫滾角以及航偏角；
[0028] 對所述俯仰角、橫滾角以及航偏角經(jīng)過卡爾曼濾波算法得到姿態(tài)角度。
[0029] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第二種實(shí)施方式中，所述控制模塊將所述姿態(tài)角度 和所述跟隨角度經(jīng)過PID運(yùn)算后得到電機(jī)控制信號的過程為：
[0030] 將所述姿態(tài)角度與所述跟隨角度做差，通過PID控制器生成速率設(shè)定值；
[0031] 將所述速率設(shè)定值與采集到速率信息進(jìn)行作差，通過PID控制器生成電流設(shè)定 值；
[0032] 將所述電流設(shè)定值與實(shí)時采集到的電機(jī)電流信息作差，通過PID控制器生成電機(jī) 控制信號。
[0033] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第三種實(shí)施方式中，所述控制模塊根據(jù)所述電機(jī)控 制信號驅(qū)動電機(jī)的過程為：
[0034] 將異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流變換成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電 流；
[0035] 將所述交流電流經(jīng)過轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流；
[0036] 根據(jù)所述直流電流獲取電動機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換以對電動機(jī)進(jìn)行 控制。
[0037] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第四種實(shí)施方式中，所述跟隨角度獲取模塊獲取所 述拍攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度步驟，并根據(jù)所述電機(jī)控制信號驅(qū)動電機(jī)的過程 還包括：
[0038] 判斷是否到達(dá)設(shè)定的中斷時間，是，則更新所述絕對位置角度，并根據(jù)更新后的絕 對位置角度得到跟隨角度；否，則根據(jù)原有絕對位置角度得到跟隨角度。
[0039] 本發(fā)明提供一種拍攝裝置及其控制方法，通過實(shí)時采集姿態(tài)角度和跟隨角度進(jìn)行 PID運(yùn)算，并利用FOC電機(jī)驅(qū)動算法驅(qū)動電機(jī)彌補(bǔ)姿態(tài)角度與零角度的誤差，從而實(shí)現(xiàn)拍 攝過程中的畫面穩(wěn)定順滑，此外，本發(fā)明還包括隨動功能，即當(dāng)拍攝者想拍攝任意方向的視 頻，只與將身體轉(zhuǎn)向所要拍攝場景的方向時，系統(tǒng)會自行順滑跟隨到身體所指向的方向，并 保證畫面順滑流暢。
【附圖說明】
[0040] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些 附圖獲得其他的附圖。
[0041] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例提供的一種拍攝裝置的控制方法的流程圖；
[0042] 圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的一種拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3是本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的一種拍攝裝置中的電流采樣電路的電路圖；
[0044] 圖4是本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的一種拍攝裝置中的編碼器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0046] 為了說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
[0047] 本發(fā)明一種實(shí)施例提供一種拍攝裝置的控制方法，如圖1所示，控制方法包括以 下步驟：
[0048] 步驟SlOL獲取拍攝裝置當(dāng)前所在位置的姿態(tài)角度。
[0049] 在本步驟中，步驟SlOl具體為：
[0050] 獲取拍攝裝置當(dāng)前所在位置的俯仰角、橫滾角以及航偏角；
[0051] 對俯仰角、橫滾角以及航偏角經(jīng)過卡爾曼濾波算法得到姿態(tài)角度。
[0052] 具體的，首先通過IIC協(xié)議讀取MPU6050的六個軸的數(shù)據(jù)，根據(jù)終端信號更新角速 度與加速度的狀態(tài)，然后通過卡爾曼濾波算法獲取到姿態(tài)角度。
[0053] 其中，加速度傳感器Z軸與自然坐標(biāo)系Z軸夾角為：
[0059] 步驟S102.獲取拍攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度，并根據(jù)絕對位置角度得 到跟隨角度。
[0060] 在本步驟中，具體的，根據(jù)編碼器獲取當(dāng)前所在位置的絕對位置角度，當(dāng)拍攝者想 拍攝任意方向的視頻，將身體轉(zhuǎn)向所要拍攝場景的方向時系統(tǒng)會自行順滑跟隨到你身體所 指向的方向，并根據(jù)所旋轉(zhuǎn)的角度與原有測量的角度得到跟隨角度。
[0061] 進(jìn)一步的，步驟B中獲取拍攝裝置當(dāng)前所在位置的絕對位置角度步驟之后還包 括：
[0062] 判斷是否到達(dá)設(shè)定的中斷時間，是，則更新絕對位置角度，并根據(jù)更新后的絕對位 置角度得到跟隨角度；否，則根據(jù)原有絕對位置角度得到跟隨角度。
[0063] 在本步驟中，具體的，通過設(shè)定中斷時間，以得到跟隨角度，當(dāng)拍攝者轉(zhuǎn)動時，根據(jù) 旋轉(zhuǎn)的角度需要計(jì)算新的跟隨角度。
[0064] 具體的，可以通過設(shè)置定時器中斷以及串口中斷實(shí)現(xiàn)，其中，定時器的中斷方法包 括以下步驟：等待IMS中斷服務(wù)程序開始；置位中斷標(biāo)志；等待按鍵操作；LED燈閃爍提醒； 結(jié)束中斷。其中，串口中斷包括以下步驟：進(jìn)入串口中斷；等待DM傳輸，判