控制方法、装置、设备及可移动平台与流程

本发明实施例涉及控制领域，尤其涉及一种可移动平台的控制方法、装置、设备及可移动平台。

背景技术：

目前可移动平台，例如无人飞行器、遥控拍摄车的机头设置有探测设备如雷达、双目避障系统、超声波系统等，用于探测可移动平台周围的障碍物，避免可移动平台在运动时碰撞到前方的障碍物。

在可移动平台在对拍摄对象进行拍摄时，可移动平台的控制器会控制云台转动，以使拍摄设备能够时刻跟踪拍摄的目标物体，或者从不同角度拍摄目标物体，从而导致可移动平台的运动方向和拍摄设备的拍摄方向不同，当可移动平台的机头指向拍摄的目标物体时，可能导致设置在机头上的探测设备的探测方向和可移动平台的运动方向不一致，而可移动平台只能检测到机头方向的障碍物，无法检测到其左右或后侧的障碍物，当可移动平台的机头对准目标物体，同时向左、向后、或向后运动时，很容易导致可移动平台撞向其左右或后侧的障碍物。目前缺乏有效的避障控制方法，可能会降低了可移动平台的操作安全性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种控制方法、装置、设备及可移动平台，以提高可移动平台的操作安全性。

本发明实施例的一个方面是提供一种控制方法，包括：

确定可移动平台的运动方向；

按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

本发明实施例的另一个方面是提供一种控制装置，包括：

确定模块，用于确定可移动平台的运动方向；

控制模块，用于按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

本发明实施例的另一个方面是提供一种控制设备，包括：一个或多个处理器，单独或协同工作，所述处理器用于：

确定可移动平台的运动方向；

按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

本发明实施例的另一个方面是提供一种可移动平台，包括：

机身；

动力系统，安装在所述机身，用于提供运行动力；

探测设备，安装在所述机身，用于探测所述可移动平台前方的障碍物；

以及如前一方面所述的控制设备，用于控制所述可移动平台的朝向。

本发明实施例提供的控制方法、装置、设备及可移动平台，通过确定可移动平台的运动方向，按照可移动平台的运动方向来控制可移动平台的朝向，保证探测设备可以探测到运动方向上的障碍物，避免当探测设备的探测方向与可移动平台的运动方向不一致时，探测设备无法探测到可移动平台运动方向上的障碍物可能发生的碰撞，从而提高了可移动平台的操作安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无人飞行器和拍摄的目标物体的示意图；

图2为本发明实施例提供的无人飞行器和拍摄的目标物体的示意图；

图3为本发明实施例提供的控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的世界坐标系的xoy平面的示意图；

图5为本发明实施例提供的世界坐标系的xoy平面的示意图；

图6为本发明实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图7为本发明实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图8为本发明另一实施例提供的控制方法的流程图；

图9为本发明另一实施例提供的无人飞行器的运动方向的示意图；

图10为本发明另一实施例提供的控制方法的流程图；

图11为本发明另一实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图12为本发明另一实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图13为本发明另一实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图14为本发明另一实施例提供的调整无人飞行器的朝向的示意图；

图15为本发明另一实施例提供的控制方法的流程图；

图16为本发明实施例提供的控制设备的结构图；

图17为本发明实施例提供的无人飞行器的结构图；

图18为本发明实施例提供的控制装置的结构图；

图19为本发明另一实施例提供的控制装置的结构图。

附图标记：

1-云台坐标系的x轴正方向2-云台坐标系的x轴负方向

3-云台坐标系的y轴正方向4-云台坐标系的y轴负方向

5-云台坐标系的z轴正方向6-云台坐标系的z轴负方向

9-第一劣弧11-螺旋桨12-机身13-探测设备

14-云台15-拍摄设备16-拍摄镜头17-光轴方向

20-目标物体60-无人飞行器61-探测设备的探测方向

62-无人飞行器的运动方向63-探测设备

64-第二劣弧65-优弧66-拍摄设备的拍摄方向

67-转动角度68-转动角度160-控制设备

161-处理器162-滤波器163-通讯接口

100-无人飞行器21-探测设备

107-电机106-螺旋桨117-电子调速器

118-控制设备108-传感系统110-通信系统

102-支撑设备104-拍摄设备112-地面站

114-天线116-电磁波180-控制装置

181-确定模块182-控制模块183-滤波模块

184-替换模块185-接收模块

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，本发明的实施例中的可移动平台可以为任何配置有用于探测障碍物的探测设备的可移动物体，其中可移动平台可以具体为无人飞行器、遥控拍摄车等，下面以无人飞行器作为可移动平台进行示意性说明，所以下文中所有的无人飞行器都可以用可移动平台进行替换，本发明的实施例并不将可移动平台限定在无人飞行器，本领域人员可以选用其他类型的可移动平台。

在无人飞行器航拍时，无人飞行器和拍摄的目标物体的示意图可如图1所示，11表示无人飞行器的螺旋桨，12表示无人飞行器的机身，13表示探测设备，探测设备可以设置在无人飞行器的前方，具体可以设置在无人飞行器的机头，14表示无人飞行器上的云台，15表示无人飞行器搭载的拍摄设备，拍摄设备15通过云台14与无人飞行器的机身连接，16表示拍摄设备的拍摄镜头，17表示拍摄镜头16的光轴方向，光轴方向17指向拍摄的目标物体20，用于表示拍摄设备16的拍摄方向，20表示拍摄镜头16拍摄的目标物体。其中，探测设备13用于感测无人飞行器周围的障碍物，探测设备13包括如下至少一种：雷达、超声波探测设备、tof测距探测设备、视觉探测设备、激光探测设备。无人飞行器内的飞行控制器可以控制云台14转动，拍摄设备15随着云台14的转动而转动，具体的，飞行控制器可控制云台14的姿态角，姿态角包括俯仰角(英文：pitchangle)、横滚角(英文：rollangle)、航向角(英文：yawangle)，飞行控制器通过控制云台14的姿态角来控制拍摄设备的姿态角，以使拍摄设备能够对准拍摄的目标物体20。

为了达到较好的拍摄效果，需要从多个不同的角度对目标物体20进行拍摄，一种可实现的方式是：保持无人飞行器机身的中心指向拍摄的目标物体20，如图1所示，o表示无人飞行器机身的中心，1表示无人飞行器机身的中心指向目标物体20的方向，拍摄镜头16的光轴方向17对准拍摄的目标物体20，控制无人飞行器在云台坐标系下运动，云台坐标系是指以无人飞行器机身的中心o为坐标原点的左手坐标系,云台坐标系的x轴正方向为无人飞行器机身的中心指向目标物体20的方向即箭头1所示的方向，y轴正方向为箭头3指示的方向，z轴正方向为箭头5指示的方向，另外，拍摄设备15的中心o1在云台坐标系的y轴上。

在目标物体20不动的情况下，若控制无人飞行器沿着箭头1指示的方向运动，以目标物体20为参照物，相当于推近了拍摄镜头16；若控制无人飞行器沿着箭头2指示的方向运动，以目标物体20为参照物，相当于推远了拍摄镜头16；若控制无人飞行器沿着箭头3指示的方向运动，以目标物体20为参照物，相当于向右横移了拍摄镜头16；若控制无人飞行器沿着箭头4指示的方向运动，以目标物体20为参照物，相当于向左横移了拍摄镜头16。因此，通过控制无人飞行器沿着箭头1、2、3、4指示的方向运动时，可从多个不同的角度对目标物体20进行拍摄，达到了较好的拍摄效果。但是，由于探测设备13设置在无人飞行器的前方，即探测设备设置在无人飞行器的机头上，使得探测设备13只能探测到无人飞行器前方的障碍物，即只能检测到箭头1指示的方向上的障碍物，无法检测到无人飞行器后方、以及左右的障碍物，即控制无人飞行器沿着箭头2指示的方向运动时，探测设备13无法检测到无人飞行器后方的障碍物，当控制无人飞行器沿着箭头3指示的方向运动时，探测设备13无法检测到无人飞行器右侧的障碍物，当控制无人飞行器沿着箭头4指示的方向运动时，探测设备13无法检测到无人飞行器左侧的障碍物，导致无人飞行器很容易撞向探测设备探测范围之外的障碍物。

在目标物体20移动的情况下，无人飞行器可以智能跟随目标物体20，智能跟随模式包括：普通尾随模式、平行模式、锁定模式，本实施例以平行模式为例。在平行模式下，无人飞行器将会在目标物体20的一侧跟随运动，并且保持与目标物体20的相对位置，如图2所示，假设目标物体20从位置a运动到位置b，为了保持与目标物体20的相对位置，无人飞行器从位置c运动到位置d，且从位置a到位置b的方向和从位置c到位置d的方向平行，即无人飞行器始终跟随在目标物体20的一侧。但是，无人飞行器在从位置c运动到位置d的过程中，探测设备13的探测方向21和无人飞行器的运动方向即从位置c到位置d的方向不一致，因此，无人飞行器在从位置c运动到位置d的过程中，探测设备13只能检测到探测方向21上的障碍物，而无法探测到无人飞行器的运动方向即从位置c到位置d的方向上的障碍物，导致无人飞行器在平行跟随的模式下很容易撞向其运动方向上的障碍物。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种控制方法。图3为本发明实施例提供的控制方法的流程图。如图3所示，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s101、确定可移动平台的运动方向。

本发明的实施例中的可移动平台可以为任何配置有用于探测障碍物的探测设备的可移动物体，以下将以无人飞行器作为可移动平台进行示意性说明，当可移动平台为无人飞行器时，本实施例的执行主体可以是无人飞行器的飞行控制器，飞行控制器可以获取无人飞行器配置的传感器系统输出的数据，用于检测无人飞行器的位置、加速度、角加速度、速度、俯仰角、横滚角及航向角等，其中传感器系统可以包括运动传感器和/或视觉传感器，运动传感器包括陀螺仪、加速度计、惯性测量单元、全球定位系统(globalpositioningsystem，简称gps)，飞行控制器可以利用传感器系统来确定无人飞行器的运动方向。

当无人飞行器在航拍时，飞行控制器可根据传感器系统确定出无人飞行器的运动方向，具体的，飞行控制器确定无人飞行器的运动方向的可实现方式包括如下两种：

第一种：根据所述无人飞行器的位移，确定所述无人飞行器的运动方向。

本实施例采用世界坐标系来确定无人飞行器相对于地面的位置，假设无人飞行器飞行高度已知，在该飞行高度可确定一个与地面平行的平面，如图4所示，在该平面内，以朝北方向为世界坐标系的x轴正方向，以朝东方向为世界坐标系的y轴正方向，垂直于xoy平面向上的方向为世界坐标系的z轴正方向，无人飞行器的位置变化即为无人飞行器的位移，假设无人飞行器在世界坐标系的xoy平面内从位置e移动到位置f，具体的，从位置e到位置f的位置变化即为无人飞行器的位移，位移是一个既有方向又有大小的矢量，具体的，位移大小是从位置e到位置f的距离，位移方向是从位置e指向位置f的方向。

本实施例可根据所述无人飞行器在世界坐标系中的位移，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。具体的，如图4所示，假设无人飞行器在前一时刻t1时刻位于e，下一时刻t2时刻位于f，e点在x轴方向上的坐标是x1，在y轴方向上的坐标是y1，f点在x轴方向上的坐标是x2，在y轴方向上的坐标是y2，无人飞行器从位置e运动到位置f的过程中，无人飞行器在x轴方向的位移是从x1到x2的位置变化，且无人飞行器在x轴方向的位移大小为(x2-x1)，无人飞行器在y轴方向的位移是从y1到y2的位置变化，且无人飞行器在y轴方向的位移大小为(y2-y1)，本实施例可将从位置e指向位置f的方向确定为t1时刻无人飞行器的运动方向，和/或，t2时刻无人飞行器的运动方向，由于无人飞行器的运动方向是变化的，因此，t2时刻之后，或t1时刻之前，无人飞行器的运动方向可能与从位置e指向位置f的方向不同。

如图4所示，假设从位置e指向位置f的方向与y轴正方向的夹角为θ，具体的，根据无人飞行器在x轴方向的位移大小(x2-x1)，以及无人飞行器在y轴方向的位移大小(y2-y1)，可确定从位置e指向位置f的方向与y轴正方向的夹角θ，θ、(x2-x1)、(y2-y1)之间的关系可根据公式(1)确定：

tanθ＝(x2-x1)/(y2-y1)(1)

θ的大小可根据公式(2)确定：

θ＝arctan[(x2-x1)/(y2-y1)](2)

夹角θ即为无人飞行器从位置e运动到位置f的过程中，无人飞行器的运动方向和世界坐标系y轴正方向的夹角，因此，可用夹角θ来表示无人飞行器的运动方向。

第二种：根据所述无人飞行器的运动速度，确定所述无人飞行器的运动方向。

无人飞行器的运动速度也是一个既有方向又有大小的矢量，在本实施例中，无人飞行器的运动速度可以是实时变化的矢量，如图5所示,oe表示前一时刻t1时刻无人飞行器的运动速度，of表示下一时刻t2时刻无人飞行器的运动速度，在t1时刻，无人飞行器的运动速度oe在世界坐标系的x轴上的分量为x1，在y轴上的分量为y1；在t2时刻，无人飞行器的运动速度of在世界坐标系的x轴上的分量为x2，在y轴上的分量为y2。

在本实施例中，还可以根据无人飞行器的运动速度在世界坐标系的x轴上的分量和在y轴上的分量的比值，确定无人飞行器的运动方向。在瞬时时刻，可以合理假设无人飞行器的运动方向与无人飞行器的速度方向一致。

在t1时刻，无人飞行器的运动速度oe和y轴正方向的夹角θ1可用于表示无人飞行器在t1时刻的运动方向，夹角θ1可根据公式(3)或公式(4)确定：

tanθ1＝x1/y1(3)

θ1＝arctan(x1/y1)(4)

在t2时刻，无人飞行器的运动速度of和y轴正方向的夹角θ2可用于表示无人飞行器在t2时刻的运动方向，夹角θ2可根据公式(5)或公式(6)确定：

tanθ2＝x2/y2(5)

θ2＝arctan(x2/y2)(6)

可见，t1时刻和t2时刻，无人飞行器的运动方向并不相同，同理，其他不同时刻，无人飞行器的运动方向可以不同。

步骤s102、按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

根据上述步骤确定无人飞行器的运动方向后，按照无人飞行器的运动方向，控制所述无人飞行器的朝向，如图2所示，无人飞行器的运动方向为从c指向d的方向，探测设备的探测方向始终为箭头21指示的方向，两者不一致，因此，飞行控制器可以根据无人飞行器的运动方向，控制无人飞行器的朝向，以使无人飞行器机头上设置的探测设备的探测方向和无人飞行器的运动方向一致，即无人飞行器的运动方向决定无人飞行器的朝向，当探测设备的探测方向和无人飞行器的运动方向不一致时，飞行控制器可调整无人飞行器的朝向，以使无人飞行器机头上设置的探测设备的探测方向和无人飞行器的运动方向一致，从而使得探测设备13能够探测到运动方向cd上的障碍物。另外，在调整无人飞行器的朝向时，拍摄设备15的拍摄方向即光轴方向17始终对准拍摄的目标物体20，实现对目标物体20的跟随拍摄。

另外，如图6所示，60表示一个四旋翼无人飞行器，63表示无人飞行器60机头上设置的探测设备，61表示探测设备的探测方向，62表示无人飞行器的运动方向，调整无人飞行器的朝向之前，探测设备的探测方向与无人飞行器的运动方向不一致，此时，飞行控制器可控制无人飞行器的朝向，并对无人飞行器朝向的调整，调整无人飞行器的朝向之后，探测设备的探测方向61与无人飞行器的运动方向62一致。

此外，在其他实施例中，探测设备63不仅可以探测到箭头61所示方向上的障碍物，如图7所示，探测设备63还可以探测到以箭头61所示方向为中心、α角度范围内的障碍物，在这种情况下，调整无人飞行器的朝向后，探测设备的探测方向61可以与无人飞行器的运动方向62不完全一致，只要探测设备的探测方向61与无人飞行器的运动方向62之间的夹角小于α，即可保证探测设备63能够探测到运动方向62上的障碍物。

本实施例通过确定无人飞行器的运动方向，按照无人飞行器的运动方向来控制无人飞行器的朝向，保证探测设备可以探测到运动方向上的障碍物，避免当探测设备的探测方向与无人飞行器的运动方向不一致时，探测设备无法探测到无人飞行器运动方向上的障碍物可能发生的碰撞，从而提高了无人飞行器的飞行安全性。

本发明实施例提供一种控制方法。图8为本发明另一实施例提供的控制方法的流程图。如图8所示，在图3所示实施例的基础上，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向，可以包括：

步骤s201、根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定指示所述运动方向的角度。

如图5所示，在t1时刻，指示所述运动方向的角度是运动方向相对于参考方向的角度，其中图5中以y轴正方向为参考方向，则无人飞行器的运动速度oe和y轴正方向的夹角θ1表示无人飞行器在t1时刻的运动方向，在t2时刻，无人飞行器的运动速度of和y轴正方向的夹角θ2表示无人飞行器在t2时刻的运动方向，若从世界坐标系的y轴正方向按照逆时针方向旋转到速度方向表示正向，从世界坐标系的y轴正方向按照顺时针方向旋转到速度方向表示负向，则夹角θ1是负的角度，夹角θ2是正的角度，从世界坐标系的y轴正方向按照逆时针方向旋转到y轴负方向时，表示无人飞行器运动方向的夹角的范围是0度至正180度，从世界坐标系的y轴正方向按照顺时针方向旋转到y轴负方向时，表示无人飞行器运动方向的夹角的范围是0度至负180度。可见，表示无人飞行器运动方向的夹角的范围是正180度至负180度，其中参考方向选用y轴正方向只是示意性说明书，本领域技术人员可以选定其他方向为参考方向,例如可以选定x轴正方向为参考方向，在这里不做具体限定。

在本实施例中，无人飞行器上的传感器系统检测到的无人飞行器的运动速度是不断变化的，即不同时刻，检测到的无人飞行器的运动速度不同，根据图5所示实施例的方法，可以确定出每一时刻，无人飞行器的运动方向，即根据无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定出表示运动方向的角度。

步骤s202、若前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度之差的绝对值大于预设值，则确定替换角度。

由于无人飞行器的运动速度是不断变化的，则无人飞行器上的惯性测量单元、陀螺仪和/或gps检测到的无人飞行器的运动速度也是不断变化的，当无人飞行器处于悬停状态或以较小的速度飞行时，无人飞行器的运动速度的方向可能会变化较快，如图9所示，前一时刻t1，表示无人飞行器运动方向的角度θ1是170度，下一时刻t2，表示无人飞行器的运动方向的角度θ2是-170度，比较170度和-170度，说明无人飞行器的运动方向在短时间内发生了较大的变化即发生了阶跃，导致前一时刻t1和下一时刻t2，表示无人飞行器运动方向的角度不连续。

本实施例可根据前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度的差值，对各时刻指示所述运动方向的角度进行连续处理，例如，前一时刻t1，表示无人飞行器的运动方向的角度θ1是170度，下一时刻t2，表示无人飞行器的运动方向的角度θ2是-170度，两个角度之差的绝对值值是340度，如果预设值是180度，则340度大于了预设值，此时需要确定出下一时刻t2，表示无人飞行器的运动方向的角度θ2的替换角度，用替换角度来代替t2时刻表示无人飞行器的运动方向的角度θ2。

如图9可知，无人飞行器从170度沿着逆时针的方向转动到-170度方向只需转动20度，而无人飞行器从170度沿着顺时针的方向转动到-170度方向则需要转动340度，可见，在短时间内，无人飞行器从170度沿着逆时针的方向转动到-170度方向的概率要大于无人飞行器从170度沿着顺时针的方向转动到-170度方向的概率，为了得到稳定和连续的运动方向，同时为了方便滤波器进行滤波，保证滤波效果，在本实施例中，当前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度之差的绝对值大于预设值时，计算替换角度，用替换角度来代替后一时刻指示所述运动方向的角度，替换角度的计算方法可以是：1)计算从前一时刻无人飞行器的运动方向到后一时刻无人飞行器的运动方向的第一劣弧对应的圆心角；2)根据前一时刻指示所述运动方向的角度和该圆心角得到替换角度。

例如，前一时刻t1，表示无人飞行器的运动方向的角度θ1是170度，下一时刻t2，表示无人飞行器的运动方向的角度θ2是-170度，从前一时刻t1无人飞行器的运动方向到下一时刻t2无人飞行器的运动方向对应的第一劣弧如箭头9所示，第一劣弧9对应的圆心角为20度，在θ1即170度的基础上加20度得到替换角度190度，用190度来代替-170度，即从世界坐标系的y轴正方向按照逆时针方向旋转到y轴负方向之后，若继续按照逆时针方向旋转，将按照大于180度的角度来表示无人飞行器的运动方向的角度。

步骤s203、将所述后一时刻指示所述运动方向的角度替换为所述替换角度，以使各时刻指示所述运动方向的角度连续。

如图9所示，t2时刻指示所述运动方向的角度为-170度，则用190度来代替-170度，则前一时刻t1，无人飞行器的运动速度的方向是170度，下一时刻t2，无人飞行器的运动速度的方向是190度。相比于前一时刻t1，无人飞行器的运动速度的方向是170度，下一时刻t2，无人飞行器的运动速度的方向是-170度，避免了运动速度方向的阶跃，使得前一时刻t1和下一时刻t2，表示无人飞行器运动方向的角度连续。同理，其他时刻，指示所述运动方向的角度也可以根据本实施例所述的方法处理，以使各个时刻指示所述运动方向的角度连续。

步骤s204、对指示所述运动方向的角度进行滤波处理，得到所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

由于无人飞行器上的传感器系统受外界的干扰，导致传感器系统感测到的无人飞行器的运动速度存在较大的噪声干扰，为了消除噪声干扰，本实施例采用预设的滤波器对上述步骤获得的各时刻指示无人飞行器运动方向的角度进行滤波处理，以滤除各时刻指示该运动方向的角度中的噪声干扰，该预设的滤波器可以是卡尔曼滤波器。

另外，在其他实施例中，若滤波器输出的角度值大于360度，还可以对该角度值取360度的余，用余值来表示该角度值，使得滤波器输出的角度值稳定，进而得到稳定的指示无人飞行器运动方向的角度值。

此外，在其他实施例中，若无人飞行器的运动速度小于或等于阈值，则保持无人飞行器当前的朝向不变。或者，若滤波器输出的前后两个时刻的角度值之差的绝对值小于或等于阈值，则保持后一时刻无人飞行器的朝向不变。本实施例中，当前一时刻指示无人飞行器运动方向的角度与后一时刻指示该运动方向的角度之差的绝对值大于预设值时，计算从前一时刻无人飞行器的运动方向到后一时刻无人飞行器的运动方向的第一劣弧对应的圆心角，根据前一时刻指示所述运动方向的角度和该劣弧对应的圆心角，确定替换角度，并用替换角度代替后一时刻指示该运动方向的角度，实现了对各时刻指示该运动方向的角度的连续处理，避免指示无人飞行器运动方向的角度在短时间内出现阶跃，另外，采用预设的滤波器对各时刻指示无人飞行器运动方向的角度进行滤波处理，可以滤除各时刻指示该运动方向的角度中的噪声干扰，提高了无人飞行器运动方向的检测精度。

本发明实施例提供一种控制方法。图10为本发明另一实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图。如图10所示，在图3所示实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s301、确定无人飞行器的运动方向。

步骤s301与步骤s101一致，具体方法此处不再赘述。

步骤s302、按照所述无人飞行器的运动方向，确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向。

如图6或图7可知，飞行控制器可根据无人飞行器的运动方向，控制无人飞行器的朝向，飞行控制器调整无人飞行器的朝向之前，无人飞行器的探测设备的探测方向与无人飞行器的运动方向不一致，调整无人飞行器的朝向之后，无人飞行器上探测设备的探测方向61与无人飞行器的运动方向62一致，或者无人飞行器上探测设备的探测方向61与无人飞行器的运动方向62之间的夹角小于α。假设无人飞行器的运动方向62在短时间内不变，则根据图6可知，飞行控制器可以控制无人飞行器的朝向，使探测设备的探测方向61按照顺时针方向转动到无人飞行器的运动方向62，也可以控制无人飞行器的朝向，使探测设备的探测方向61按照逆时针方向转动到无人飞行器的运动方向62。本实施例的下述方法将介绍如何确定按照顺时针方向，或者逆时针方向，控制无人飞行器的朝向，使无人飞行器的探测设备的探测方向61与无人飞行器的运动方向62一致。

步骤s303、按照所述转动方向，控制所述无人飞行器转动。

确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向后，飞行控制器将按照该转动方向，控制该无人飞行器转动。

在本实施例中，确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向可通过如下步骤41-43实现：

步骤41、根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定所述无人飞行器从所述探测设备当前的探测方向转动到所述运动方向对应的第二劣弧。

如图11所示，60表示一个四旋翼无人飞行器，63表示无人飞行器60机头上设置的探测设备，61表示探测设备63的探测方向，62表示无人飞行器的运动方向，15表示无人飞行器60上搭载的拍摄设备，拍摄设备15通过云台(未示出)搭载在无人飞行器60上，本实施例不限定拍摄设备15相对于无人飞行器60机身的位置，拍摄设备15可以设置在无人飞行器60的机身上侧，也可以设置在无人飞行器60的机身下侧。

以无人飞行器60的机身中心为坐标原点o、向东为y轴正向，向北为x轴正向建立如图11所示的坐标系，某一时刻t3，拍摄设备15拍摄的目标物体20在无人飞行器60的正前方，探测设备的探测方向61与拍摄设备15的拍摄方向一致。

无人飞行器60的飞行控制器通过控制云台的姿态来调整拍摄设备15的拍摄方向，具体的，飞行控制器通过控制云台的航向角，控制拍摄设备15的拍摄方向以云台的yaw轴为转动轴线进行转动，由于拍摄设备和云台之间通过传输线连接，使得拍摄设备15的拍摄方向并不能以云台的yaw轴为转动轴线无限转动，可选的，云台的yaw轴的限位角为+360度和-360度，即拍摄设备15的拍摄方向只能以云台的yaw轴为转动轴线逆时针转动一圈或者顺时针转动一圈。假设从x轴正向开始沿着逆时针方向转动为负方向，从x轴正向开始沿着顺时针方向转动为正方向，在图11所示的坐标系中，云台的yaw轴为过原点o，垂直于xoy平面的直线，则拍摄设备15的拍摄方向可以从x轴正向即0度方向沿着逆时针方向转一圈回到x轴正向即-360度，也可以从x轴正向即0度方向沿着顺时针方向转一圈回到x轴正向即+360度。

如图11所示，探测设备的探测方向61与x轴正向一致，无人飞行器的运动方向62与y轴正向一致，控制无人飞行器60从探测设备的探测方向61转动到无人飞行器的运动方向62的转动方向有两种：一种是按照顺时针方向转动，即从探测设备的探测方向61转动到无人飞行器的运动方向62的第二劣弧64的方向，此处的第二劣弧是为了和上述实施例中的第一劣弧9区别开来，所谓劣弧是指圆心角小于180度的圆弧；另一种是按照逆时针方向转动，即从探测设备的探测方向61转动到无人飞行器的运动方向62的优弧65的方向，所谓优弧是指圆心角大于180度的圆弧。

步骤42、当所述无人飞行器沿所述第二劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向时，确定所述无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转动的角度，其中所述拍摄方向相对于所述探测方向的转动是以云台的yaw轴为转动轴线。

在本实施例中，当目标物体20的位置发生变化时，拍摄设备15的拍摄方向跟着变化，假设目标物体20在时刻t3开始沿着逆时针方向开始移动，到t4时刻，目标物体20移动到了如图12所示的位置，在目标物体20沿着逆时针方向移动的过程中，云台控制拍摄设备15沿着逆时针方向转动到了如图12所示的-330度方向，66表示t4时刻拍摄设备的拍摄方向，此时，拍摄设备15的拍摄方向66以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于探测设备63的探测方向61转动的角度为-330度。

另外，如图12所示，若云台控制拍摄设备15沿着逆时针方向继续转动60度时云台将到达其yaw轴的限位角-360。若无人飞行器沿劣弧64指示的方向从探测设备的探测方向61转到运动方向62时，将加速云台到达其yaw轴的限位角-360。因此，确定无人飞行器从探测设备的探测方向61转动到无人飞行器的运动方向62的转动方向时，需要考虑无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转动的角度,其中所述拍摄方向相对于所述探测方向的转动是以云台的yaw轴为转动轴线。

云台的机械角度是指以云台的yaw轴为转动轴线相对于参考方向的旋转角度，该参考方向是无人飞行器的探测设备的探测方向和拍摄设备的拍摄方向一致时探测设备的探测方向，如图11所示，探测设备63的探测方向和拍摄设备15的拍摄方向均为x轴正向，则x轴正向可作为参考方向，如图12所示，拍摄设备15以yaw轴为转动轴线相对于参考方向即x轴正向的旋转角度为-330度，即此时云台的机械角度为-330度。

假设云台的机械角度用β1表示，无人飞行器沿劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向的转动角度用β2表示，若|β1-β2|大于云台yaw轴的限位角，则表示无人飞行器沿劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向的过程，加速了云台到达其yaw轴的限位角，且无人飞行器沿劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向之后，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于所述探测设备的探测方向的转动角度将大于yaw轴的限位角。若|β1-β2|小于云台yaw轴的限位角，则表示无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到所述运动方向的过程，减缓了云台到达其yaw轴的限位角，且无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到所述运动方向之后，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于所述探测设备的探测方向转动的角度将小于yaw轴的限位角。

步骤43、根据所述转动的角度，确定所述无人飞行器的转动方向。

在本实施例中，所述无人飞行器的转动方向包括如下至少一种：所述第二劣弧指示的方向，与所述第二劣弧对应的优弧指示的方向。

具体的，若以所述云台的yaw轴为转动轴线，无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转动的角度大于所述云台的yaw轴的限位角，则确定所述无人飞行器的转动方向为所述优弧指示的方向。

如图12所示，云台的机械角度β1为-330度，无人飞行器沿劣弧64指示的方向从探测设备的探测方向61转到运动方向62的转动角度β2为+90度，则|β1-β2|＝|-330-90|＝420，420大于360，且无人飞行器沿劣弧64指示的方向从探测设备的探测方向61转到运动方向62后，如图13所示，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于探测设备63的探测方向的转动角度为(-330-90)度＝-420度，如图13所示的67，-420度超出了云台的yaw轴的限位角-360度。

因此，在如图12所示的情况下，飞行控制器应该控制无人飞行器60沿优弧65指示的方向从所述探测设备的探测方向61转到所述运动方向62，无人飞行器60沿优弧65指示的方向从探测设备的探测方向61转到所述运动方向62的转动角度β2为-270度，|β1-β2|＝|-330-(-270)|＝60，60小于360，且无人飞行器60沿优弧65指示的方向从探测设备的探测方向61转到所述运动方向62后，如图14所示，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于探测设备63的探测方向的转动角度为[-330-(-270)]度＝-60度，如图14所示的68，没有超出云台的yaw轴的限位角-360度。

同理，若以所述云台的yaw轴为转动轴线，所述无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转动的角度小于或等于所述云台的yaw轴的限位角，则确定所述无人飞行器的转动方向为所述第二劣弧指示的方向。具体原理此处不再赘述。

另外，在其他实施例中，还可以根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定所述无人飞行器的转动速度。

根据前述方法确定无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向、以及无人飞行器的转动方向之后，采用比例-积分-导数(proportion-integral-derivative,简称pid)控制器即可实现对无人飞行器朝向的控制，pid控制器的输入是无人飞行器的运动方向和探测设备当前的探测方向，输出是无人飞行器的转动方向和转动速度，期望角度是无人飞行器的运动方向，当前角度是探测设备当前的探测方向。

本实施例根据无人飞行器的运动方向、探测设备当前的探测方向，确定无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到运动方向对应的劣弧，若无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到运动方向后，以所述云台的yaw轴为转动轴线，拍摄设备的拍摄方向相对于探测设备的探测方向转动的角度大于云台的yaw轴的限位角，则确定无人飞行器的转动方向为优弧指示的方向；若无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到运动方向时，以所述云台的yaw轴为转动轴线，拍摄设备的拍摄方向相对于探测设备的探测方向转动的角度小于或等于云台的yaw轴的限位角，则确定无人飞行器的转动方向为劣弧指示的方向，即明确了无人飞行器的转动方向，避免了无人飞行器从探测设备当前的探测方向转到无人飞行器的运动方向的过程中，云台到达其yaw轴即偏航方向的限位角，保证云台在偏航方向转动的角度始终位于yaw轴限位角的范围内，避免云台和拍摄设备出现故障。

本发明实施例提供一种控制方法。图15为本发明另一实施例提供的控制方法的流程图。如图15所示，在图3所示实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s401、控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动。

在上述实施例的基础上，地面控制设备例如遥控器可以控制无人飞行器运动，无人飞行器的飞行控制器也可以自主控制无人飞行器运动，在本实施例中，地面控制设备或者飞行控制器可以控制无人飞行器在云台坐标系中运动。所述云台坐标系以无人机飞行的机身中心坐标原点，x轴正方向为所述无人机飞行的机身中心指向拍摄的目标物体的方向，所述云台坐标系为左手坐标系，云台坐标系具体如图1所示的坐标系，云台坐标系的坐标原点为o，x轴正方向为箭头1指示的方向，y轴正方向为箭头3指示的方向，z轴正方向为箭头5指示的方向。

当无人飞行器的飞行控制器自主控制无人飞行器在云台坐标系中运动时，飞行控制器可控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；或者，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；或者，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；或者，控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

当地面控制设备例如遥控器控制无人飞行器在云台坐标系中运动时，遥控器的操作者通过操控遥控器上的摇杆控制无人飞行器在云台坐标系中运动，遥控器的摇杆底部设置有传感器，该传感器用于检测用户操作该摇杆时该遥控器产生的控制杆量，该遥控器的无线发送模块将该控制杆量发送给无人飞行器的飞行控制器，飞行控制器根据控制杆量控制无人飞行器运动，具体的，飞行控制器可用于执行如下至少一种操作：

接收控制设备的俯仰杆或俯仰按键的控制杆量，并控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；

接收控制设备的横滚杆或横滚按键的控制杆量，并控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；

接收控制设备的油门杆或油门按键的控制杆量，并控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；

接收控制设备的航向杆或航向按键的控制杆量，并控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

步骤s402、确定无人飞行器的运动方向。

步骤s402与步骤s101一致，具体方法此处不再赘述。

步骤s403、按照所述无人飞行器的运动方向，控制所述无人飞行器的朝向，以使配置在所述无人飞行器上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

步骤s403与步骤s102一致，具体方法此处不再赘述。

本实施例通过地面控制设备控制无人飞行器在云台坐标系中运动，或者通过飞行控制器自主控制无人飞行器在云台坐标系中运动，控制无人飞行器沿着云台坐标系的x轴正向运动时，相当于推近了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的x轴负向运动时，相当于推远了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的y轴正向运动时，相当于向右横移了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的y轴负向运动时，相当于向左横移了拍摄镜头，实现了从多个不同的角度对目标物体进行拍摄，达到了较好的拍摄效果。

本发明实施例提供一种控制方法。在图3所示实施例的基础上，本实施例中的方法，可以还包括：

控制所述无人飞行器上的云台的姿态，以使所述云台上的拍摄设备对目标物体跟踪拍摄。

飞行控制器在确定了无人飞行器的运动方向后，无人飞行器可以使探测设备的探测方向与运动方向保持一致，另外飞行控制器还可以控制无人飞行器的云台，使云台上的拍摄设备始终对准目标物体，即对目标物体进行跟踪拍摄，当目标物体运动时，飞行控制器会调整云台以使拍摄设备转动，始终保持目标物体在拍摄画面中，这样一方面可以使无人飞行器探测到运动方向上的障碍物，另一方面可以对目标物体跟踪拍摄，提高了无人飞行器的操作安全性，另外降低了对用户的专业性要求。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序执行时可包括如图3-15对应实施例中的控制方法的部分或全部步骤。

本发明实施例提供一种控制设备。图16为本发明实施例提供的控制设备的结构图，如图16所示，控制设备160包括一个或多个处理器161，单独或协同工作，处理器161用于：确定可移动平台的运动方向；按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。

本发明的实施例中的可移动平台可以为任何配置有用于探测障碍物的探测设备的可移动物体，以下将以无人飞行器作为可移动平台进行示意性说明，当可移动平台为无人飞行器时，具体的，处理器161可通过如下两种方式确定无人飞行器的运动方向：

第一种：根据所述无人飞行器的位移，确定所述无人飞行器的运动方向。

所述处理器根据所述无人飞行器在世界坐标系中的位移，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向；具体的，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的位移和y轴方向的位移，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

第二种：根据所述无人飞行器的运动速度，确定所述无人飞行器的运动方向。

所述处理器根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向；具体的，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

本发明实施例提供的控制设备的具体原理和实现方式均与图3所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过确定可移动平台的运动方向，按照可移动平台的运动方向来控制可移动平台的朝向，保证探测设备可以探测到运动方向上的障碍物，避免当探测设备的探测方向与可移动平台的运动方向不一致时，探测设备无法探测到可移动平台运动方向上的障碍物可能发生的碰撞，从而提高了可移动平台的操作安全性。

本发明实施例提供一种控制设备。如图16所示，控制设备160还包括：与处理器161通讯连接的滤波器162，处理器161根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向时具体用于：根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定指示所述运动方向的角度；滤波器162用于对指示所述运动方向的角度进行滤波处理，得到所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

进一步地，滤波器162对指示所述运动方向的角度进行滤波处理之前，处理器161还用于：计算前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度的差值；比较前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度之差的绝对值和预设值；若前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度之差的绝对值大于预设值，则处理器161还用于：确定替换角度；将所述后一时刻指示所述运动方向的角度替换为所述替换角度，以使各时刻指示所述运动方向的角度连续；所述指示所述运动方向的角度是所述运动方向相对于参考方向的角度。

可选的，所述处理器161确定替换角度时具体用于：确定从前一时刻所述无人飞行器的运动方向转动到后一时刻所述无人飞行器的运动方向对应的第一劣弧；根据前一时刻指示所述运动方向的角度和所述第一劣弧对应的圆心角，确定所述替换角度。

本发明实施例提供的控制设备的具体原理和实现方式均与图8所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例中，当前一时刻指示无人飞行器运动方向的角度与后一时刻指示该运动方向的角度之差的绝对值大于预设值时，计算从前一时刻无人飞行器的运动方向到后一时刻无人飞行器的运动方向的劣弧对应的圆心角，根据前一时刻指示所述运动方向的角度和该劣弧对应的圆心角，确定替换角度，并用替换角度代替后一时刻指示该运动方向的角度，实现了对各时刻指示该运动方向的角度的连续处理，避免指示无人飞行器运动方向的角度在短时间内出现阶跃，另外，采用预设的滤波器对各时刻指示无人飞行器运动方向的角度进行滤波处理，可以滤除各时刻指示该运动方向的角度中的噪声干扰，提高了无人飞行器运动方向的检测精度。

本发明实施例提供一种控制设备。在图16所示实施例提供的技术方案的基础上，处理器161可以控制探测设备的探测方向和无人飞行器的运动方向一致。

另外，处理器161控制所述无人飞行器的朝向时具体用于：确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向，按照所述转动方向，控制所述无人飞行器转动。

具体的，处理器161确定无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向时具体用于：根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定无人飞行器从所述探测设备当前的探测方向转动到所述运动方向对应的第二劣弧；当所述无人飞行器沿所述第二劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向时，确定所述无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转的动角度，其中，所述拍摄方向相对于所述探测方向的转动是以所述云台的yaw轴为转动轴线；根据所述转动的角度，确定所述无人飞行器的转动方向，所述无人飞行器的转动方向包括如下至少一种：所述第二劣弧指示的方向，与所述第二劣弧对应的优弧指示的方向。

处理器161根据所述转动的角度，确定所述无人飞行器的转动方向时具体用于：比较所述转动的角度和所述云台的yaw轴的限位角；若所述转动的角度大于所述云台的yaw轴的限位角，则所述处理器确定所述无人飞行器的转动方向为所述优弧指示的方向；若所述转动的角度小于或等于所述云台yaw轴的限位角，则所述处理器确定所述无人飞行器的转动方向为所述第二劣弧指示的方向。

此外，在其他实施例中，处理器161还用于：根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定所述无人飞行器的转动速度。所述探测设备包括如下至少一种：雷达、超声波探测设备、tof测距探测设备、视觉探测设备、激光探测设备。

本发明实施例提供的控制设备的具体原理和实现方式均与图10所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例根据无人飞行器的运动方向、探测设备当前的探测方向，确定无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到运动方向对应的劣弧，若无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到运动方向后，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于探测设备的探测方向转动的角度大于云台的yaw轴的限位角，则确定无人飞行器的转动方向为优弧指示的方向；若无人飞行器沿劣弧指示的方向从探测设备当前的探测方向转到运动方向时，拍摄设备的拍摄方向以所述云台的yaw轴为转动轴线，相对于探测设备的探测方向转动的角度小于或等于云台的yaw轴的限位角，则确定无人飞行器的转动方向为劣弧指示的方向，即明确了无人飞行器的转动方向，避免了无人飞行器从探测设备当前的探测方向转到无人飞行器的运动方向的过程中云台到达其yaw轴即偏航方向的限位角，保证云台在偏航方向的转动角度始终位于yaw轴限位角的范围内，避免云台和拍摄设备出现故障。

本发明实施例提供一种控制设备。在图16所示实施例提供的技术方案的基础上，处理器161还用于：控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动，所述云台坐标系以所述无人飞行器的机身中心为坐标原点，x轴正方向为所述无人飞行器的机身中心指向拍摄的目标物体的方向，所述云台坐标系为左手坐标系。

控制设备160还包括：与处理器161通讯连接的通讯接口163，通讯接口163用于接收控制设备的控制杆量，并将所述控制设备的控制杆量传输给处理器161；处理器161根据所述控制设备的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动。

处理器161控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动时具体用于如下至少一种：控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

此外，通讯接口163具体用于接收如下至少一种：控制设备的俯仰杆或俯仰按键的控制杆量；控制设备的横滚杆或横滚按键的控制杆量；控制设备的油门杆或油门按键的控制杆量；控制设备的航向杆或航向按键的控制杆量。相应的，处理器161具体用于如下至少一种：根据控制设备的俯仰杆或俯仰按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；根据控制设备的横滚杆或横滚按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；根据控制设备的油门杆或油门按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；根据控制设备的航向杆或航向按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

另外，处理器161还用于：控制所述无人飞行器上的云台的姿态，以使所述云台上的拍摄设备对目标物体跟踪拍摄。

本发明实施例提供的飞行控制设备的具体原理和实现方式均与图15所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过地面控制设备控制无人飞行器在云台坐标系中运动，或者通过飞行控制器自主控制无人飞行器在云台坐标系中运动，控制无人飞行器沿着云台坐标系的x轴正向运动时，相当于推近了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的x轴负向运动时，相当于推远了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的y轴正向运动时，相当于向右横移了拍摄镜头；控制无人飞行器沿着云台坐标系的y轴负向运动时，相当于向左横移了拍摄镜头，实现了从多个不同的角度对目标物体进行拍摄，达到了较好的拍摄效果。

本发明实施例提供一种可移动平台，本发明的实施例中的可移动平台可以为任何配置有用于探测障碍物的探测设备的可移动物体，以下将以无人飞行器作为可移动平台进行示意性说明，当可移动平台为无人飞行器时，图17为本发明实施例提供的无人飞行器的结构图，如图17所示，无人飞行器100包括：机身、动力系统和控制设备118，所述动力系统包括如下至少一种：电机107、螺旋桨106和电子调速器117，动力系统安装在所述机身，用于提供动力；探测设备21安装在所述机身，与所述控制设备通信连接，用于探测无人飞行器前方的物体；控制设备118与所述动力系统通讯连接，用于控制所述无人飞行器飞行；其中，控制设备118包括惯性测量单元及陀螺仪。所述惯性测量单元及所述陀螺仪用于检测所述无人机的加速度、俯仰角、横滚角及航向角等。

另外，如图17所示，无人飞行器100还包括：传感系统108、通信系统110、支撑设备102、拍摄设备104，其中，支撑设备102具体可以是云台，通信系统110具体可以包括接收机，接收机用于接收地面站112的天线114发送的无线信号，116表示接收机和天线114通信过程中产生的电磁波。

本发明实施例提供的控制设备的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过确定可移动平台的运动方向，按照可移动平台的运动方向来控制可移动平台的朝向，保证探测设备可以探测到运动方向上的障碍物，避免当探测设备的探测方向与可移动平台的运动方向不一致时，探测设备无法探测到可移动平台运动方向上的障碍物可能发生的碰撞，从而提高了可移动平台的操作安全性。

本发明实施例提供一种控制装置。图18为本发明实施例提供的控制装置的结构图，如图18所示，控制装置180包括：确定模块181和控制模块182，其中，确定模块181用于确定可移动平台的运动方向；控制模块182用于按照所述可移动平台的运动方向，控制所述可移动平台的朝向，以使配置在所述可移动平台上的探测设备能够探测到所述运动方向上的障碍物。所述探测设备包括如下至少一种：雷达、超声波探测设备、tof测距探测设备、视觉探测设备、激光探测设备。

本发明的实施例中的可移动平台可以为任何配置有用于探测障碍物的探测设备的可移动物体，以下将以无人飞行器作为可移动平台进行示意性说明，当可移动平台为无人飞行器时：

具体的，确定模块181具体用于根据所述无人飞行器的位移，确定所述无人飞行器的运动方向。或者，确定模块181具体用于根据所述无人飞行器的运动速度，确定所述无人飞行器的运动方向。

当确定模块181根据所述无人飞行器的位移，确定所述无人飞行器的运动方向时，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的位移，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。可选的，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的位移和y轴方向的位移，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

当确定模块181根据所述无人飞行器的运动速度，确定所述无人飞行器的运动方向时，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。可选的，根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

本发明实施例提供的控制装置的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过确定可移动平台的运动方向，按照可移动平台的运动方向来控制可移动平台的朝向，保证探测设备可以探测到运动方向上的障碍物，避免当探测设备的探测方向与可移动平台的运动方向不一致时，探测设备无法探测到可移动平台运动方向上的障碍物可能发生的碰撞，从而提高了可移动平台的操作安全性。

本发明实施例提供一种控制装置。图19为本发明另一实施例提供的控制装置的结构图，如图19所示，在图18所示实施例提供的技术方案的基础上，确定模块181具体用于根据所述无人飞行器在世界坐标系中的x轴方向的速度和y轴方向的速度的比值，确定指示所述运动方向的角度；控制装置180还包括：滤波模块183和替换模块184，滤波模块183用于对指示所述运动方向的角度进行滤波处理，得到所述无人飞行器在世界坐标系中的运动方向。

在滤波模块183对指示所述运动方向的角度进行滤波处理之前，若前一时刻指示所述运动方向的角度与后一时刻指示所述运动方向的角度之差的绝对值大于预设值，则确定模块181还用于确定替换角度；替换模块184用于将所述后一时刻指示所述运动方向的角度替换为所述替换角度，以使各时刻指示所述运动方向的角度连续；所述指示所述运动方向的角度是所述运动方向相对于参考方向的角度。

确定模块181确定替换角度的可实现方式包括：确定从前一时刻所述无人飞行器的运动方向转动到后一时刻所述无人飞行器的运动方向对应的第一劣弧；根据前一时刻指示所述运动方向的角度和所述第一劣弧对应的圆心角，确定所述替换角度。

另外，控制模块182按照所述无人飞行器的运动方向，控制所述无人飞行器的朝向时，具体可以控制所述探测设备的探测方向与所述无人飞行器的运动方向一致。

或者，确定模块181确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向；控制模块182按照所述转动方向，控制所述无人飞行器转动。

确定模块181确定所述无人飞行器从探测设备当前的探测方向转动到所述无人飞行器的运动方向的转动方向的可实现方式包括：

根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定无人飞行器从所述探测设备当前的探测方向转动到所述运动方向对应的第二劣弧；

当所述无人飞行器沿所述第二劣弧指示的方向从所述探测设备当前的探测方向转到所述运动方向时，确定所述无人飞行器的云台上的拍摄设备的拍摄方向相对于所述探测设备的探测方向转动的角度；其中，所述拍摄方向相对于所述探测方向的转动是以所述云台的yaw轴为转动轴线；

根据所述转动的角度，确定所述无人飞行器的转动方向，所述无人飞行器的转动方向包括如下至少一种：

所述第二劣弧指示的方向，与所述第二劣弧对应的优弧指示的方向。

具体的，若所述转动的角度大于所述云台的yaw轴的限位角，则确定模块181确定所述无人飞行器的转动方向为所述优弧指示的方向；若所述转动的角度小于或等于所述云台yaw轴的限位角，则确定模块181确定所述无人飞行器的转动方向为所述第二劣弧指示的方向。

其中，云台上的拍摄设备在偏航方向上的旋转是以云台的yaw轴为旋转轴线，无人飞行器的探测设备的探测方向在偏航方向的旋转也是以云台的yaw轴为旋转轴线。

此外，确定模块181还用于根据所述无人飞行器的运动方向、所述探测设备当前的探测方向，确定所述无人飞行器的转动速度。

控制模块182还用于控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动，所述云台坐标系以所述无人飞行器的机身中心为坐标原点，x轴正方向为所述无人飞行器的机身中心指向拍摄的目标物体的方向，所述云台坐标系为左手坐标系。如图19所示，控制装置180还包括：接收模块185，接收模块185用于接收控制设备的控制杆量；控制模块182具体用于根据所述控制设备的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中运动。控制模块182具体用于如下至少一种：

控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；

控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；

控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；

控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

接收模块185具体用于如下至少一种：

接收控制设备的俯仰杆或俯仰按键的控制杆量；

接收控制设备的横滚杆或横滚按键的控制杆量；

接收控制设备的油门杆或油门按键的控制杆量；

接收控制设备的航向杆或航向按键的控制杆量；

相应的，控制模块182具体用于如下至少一种：

根据所述控制设备的俯仰杆或俯仰按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的x轴方向运动；

根据所述控制设备的横滚杆或横滚按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的y轴方向运动；

根据所述控制设备的油门杆或油门按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中的z轴方向运动；

根据所述控制设备的航向杆或航向按键的控制杆量，控制所述无人飞行器在云台坐标系中以z轴为轴线旋转。

此外，控制模块182还用于控制所述无人飞行器上的云台的姿态，以使所述云台上的拍摄设备对目标物体跟踪拍摄。

本发明实施例提供的控制装置的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。

本实施例采用预设的滤波器对各时刻指示无人飞行器运动方向的角度进行滤波处理，可以滤除各时刻指示该运动方向的角度中的噪声干扰，提高了无人飞行器运动方向的检测精度；明确了无人飞行器的转动方向，避免了无人飞行器从当前的朝向转到无人飞行器的运动方向的过程中云台到达其yaw轴即在偏航方向上的限位角，保证云台在方向转过的角度始终位于yaw轴的限位角的范围内，避免云台和拍摄设备出现故障。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。