云台及其性能的评估方法及装置、可移动平台与流程

1.本技术涉及云台领域，尤其涉及一种云台及其性能的评估方法及装置、可移动平台。


背景技术：

2.云台的工作原理是：通过检测负载的实际姿态，并将实际姿态和设定的云台的目标姿态做比较，确定姿态偏差，以此进行负反馈控制，输出给电机力矩，最终减小姿态偏差，保证负载的姿态偏差尽量小。
3.在云台的控制参数如电机的输出力度(电机对应速度的响应)、强度(电机对于角度的响应)、滤波参数等被人为修改和/或负载变更后，可能会出现控制参数与负载不匹配而导致云台的抗干扰能力下降的情况，此时，云台的可靠性和增稳性能均较低，用户使用云台的体验较差。然而，目前的云台大都不具备抗干扰能力的评估功能，另外一些云台虽然在云台的控制参数被人为修改和/或负载变更后，会根据姿态误差来评估云台的抗干扰能力是否下降，以对用户提醒，而仅根据姿态误差评估云台的抗干扰能力是否下降的方式会出现误判。


技术实现要素：

4.本技术提供一种云台及其性能的评估方法及装置、可移动平台。
5.第一方面，本技术实施例提供一种云台性能的评估方法，云台搭载在支撑平台上，所述云台用于支撑有效载荷，所述云台或所述有效载荷上设有第一惯性测量单元，所述支撑平台上设有第二惯性测量单元，所述方法包括：
6.获取所述云台的姿态误差和期望角速度，所述姿态误差为基于所述第一惯性测量单元确定的所述云台的测量姿态和设定的所述云台的目标姿态确定，所述期望角速度为根据所述目标姿态和基于所述第二惯性测量单元确定的所述支撑平台的角速度确定；
7.根据所述姿态误差和所述期望角速度，评估所述云台的抗干扰能力。
8.第二方面，本技术实施例提供一种云台性能的评估装置，云台搭载在支撑平台上，所述云台用于支撑有效载荷，所述云台或所述有效载荷上设有第一惯性测量单元，所述支撑平台上设有第二惯性测量单元，所述云台性能的评估装置包括：
9.存储装置，用于存储程序指令；以及
10.一个或多个处理器，调用所述存储装置中存储的程序指令，当所述程序指令被执行时，所述一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于实施如下操作：
11.获取所述云台的姿态误差和期望角速度，所述姿态误差为基于所述第一惯性测量单元确定的所述云台的测量姿态和设定的所述云台的目标姿态确定，所述期望角速度为根据所述目标姿态和基于所述第二惯性测量单元确定的所述支撑平台的角速度确定；
12.根据所述姿态误差和所述期望角速度，评估所述云台的抗干扰能力。
13.第三方面，本技术实施例提供一种云台，云台搭载在支撑平台上，所述云台包括：
14.承载部，用于支撑有效载荷；
15.第一惯性测量单元，设于所述承载部或所述有效载荷上；
16.第二惯性测量单元，设于所述支撑平台上；和
17.第二方面所述的云台性能的评估装置，与所述第一惯性测量单元及所述第二惯性测量单元分别电连接。
18.第四方面，本技术实施例提供一种可移动平台，所述可移动平台包括：
19.机体；和
20.第三方面所述的云台，搭载在所述机体上。
21.根据本技术实施例提供的技术方案，本技术通过获取云台的姿态误差和期望角速度，并根据姿态误差和期望角速度来评估云台的抗干扰能力，同时通过云台或有效载荷上的第一惯性测量单元以及支撑平台上的第二惯性测量单元，确保在任何场景下，始终能够得到云台的测量姿态和支撑平台的角速度，从而确保始终能够获取姿态误差和期望角速度，这种评估方式精度高，可以给用户较为准确的评估结果，这对于提高云台可靠性和增稳性能以及提升用户使用云台的体验均具有重要的意义。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
23.图1a是本技术一实施例中的云台的使用场景示意图；
24.图1b是本技术另一实施例中的云台的使用场景示意图；
25.图2是本技术一实施例中的云台性能的评估方法的方法流程示意图；
26.图3是本技术一实施例中的根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力的一种实现过程示意图；
27.图4是本技术一实施例中的云台性能的评估装置的结构示意图；
28.图5是本技术一实施例中的云台的结构示意图。
具体实施方式
29.在云台的控制参数如电机的输出力度(电机对应速度的响应)、强度(电机对于角度的响应)、滤波参数等被人为修改和/或负载变更后，可能会出现控制参数与负载不匹配而导致云台的抗干扰能力(对扰动的抑制能力，可以体现为诸如增稳能力)下降的情况，此时，云台的可靠性和增稳性能均较低，用户使用云台的体验较差。
30.然而，目前的云台大都不具备抗干扰能力的评估功能，另外一些云台虽然在云台的控制参数被人为修改和/或负载变更后，会根据姿态误差来评估云台的抗干扰能力是否下降，以对用户提醒，而发明人发现在姿态误差较小的情况下，也出现了抗干扰能力下降的问题，但在实际应用中，影响云台抗干扰能力的因素有多种，比如控制参数与负载之间的匹配度、云台与负载之间的连接强度、云台的结构稳定性，如何准确评估云台的抗干扰能力并不是容易的问题。
31.对于此，发明人做了多种尝试，以调整基于姿态误差判断云台的抗干扰能力的准确度，例如，加固云台与负载之间的连接强度，但在扰动变化的情况下，基于姿态误差判断云台的抗干扰能力的准确度仍较差。后来，发明人发现电机的转动角速度结合姿态误差反馈云台的抗干扰能力，可以解决扰动变化程度不同，但云台的抗干扰能力的准确度的判断不准的问题。例如，在第一时刻，电机的转动角速度为1度/秒，该电机对应的姿态误差为0.1度；在第二时刻，电机的转动角速度为10度/秒，该电机对应的姿态误差为0.2度，由此可见，第二时刻的姿态误差是第一时刻的姿态误差的2倍，姿态误差变大，但是第二时刻的转动角速度是第一时刻的转动角速度的10倍，即第二时刻的扰动远大于第一时刻的扰动，此时第二时刻的抗干扰能力应该是优于第一时刻的抗干扰能力。因此，这种仅根据姿态误差评估云台的抗干扰能力是否下降的方式会出现误判。
32.基于现有根据姿态误差评估云台的抗干扰能力是否下降的方式进行了改进，通过获取云台的姿态误差和期望角速度，并根据姿态误差和期望角速度来评估云台的抗干扰能力，同时通过云台或有效载荷上的第一惯性测量单元以及支撑平台上的第二惯性测量单元，确保在任何场景下，始终能够得到云台的测量姿态和支撑平台的角速度，从而确保始终能够获取姿态误差和期望角速度，这种评估方式精度高，可以给用户较为准确的评估结果，这对于提高云台可靠性和增稳性能以及提升用户使用云台的体验均具有重要的意义。
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述，显然。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
35.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a,b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a、b、或c中的至少一项(个)，可以表示：a、b、c，a和b,a和c，b和c,或a和b和c，其中a、b、c可以是单个，也可以是多个。
36.本技术实施例的云台搭载在支撑平台上，且云台用于支撑有效载荷。其中，云台可以为手持云台，也可以为机载云台，或者云台既可以作为手持云台，也可以作为机载云台使用。支撑平台的类型与云台的类型相关，示例性的，云台为手持云台，支撑平台为手持云台的手柄(或称作基座)；示例性的，云台为机载云台，例如，云台可搭载在可移动平台上，支撑平台为可移动平台的机体，可移动平台可以为移动小车、无人飞行器(如无人机或有人飞行器)或移动机器人，可以理解的是，可移动平台也可为其他可移动的设备或装置。示例性的，请参见图1a，云台200搭载在无人机100的机体110上，有效载荷300搭载在云台200上，支撑平台为无人机100的机体110。示例性的，请参见图1b，云台200为手持云台，有效载荷300搭载在云台200的承载部220上，支撑平台为手柄210。
37.另外，本技术实施例的云台可以为单轴云台，也可以为多轴云台，如两轴云台、三轴云台等。下述实施例中，以云台为多轴云台为例，云台包括多个驱动轴，如偏航轴、俯仰轴和横滚轴中的至少两个，示例性的，云台为三轴云台，包括偏航轴、俯仰轴和横滚轴；示例性的，云台为两轴云台，包括偏航轴和俯仰轴，或者偏航轴和横滚轴，或者俯仰轴和横滚轴。
38.有效载荷是指能够随云台的姿态变化而变化的负载，该负载可以包括拍摄装置，也可以包括其他，如避障传感器。示例性的，负载为拍摄装置；示例性的，负载为避障传感器；示例性的，负载包括拍摄装置和避障传感器。
39.本技术实施例中，云台或有效载荷上设有第一惯性测量单元，从而可以通过第一惯性测量单元检测获得云台的测量姿态。第一惯性测量单元的设置位置可以根据云台和有效载荷之间的配合方式决定，可选的，云台被配置为与有效载荷可拆卸地连接，第一惯性测量单元设于云台上，如此，在更换有效载荷后，无需重新安装第一惯性测量单元；可选的，云台被配置为与有效载荷不可拆卸地连接，第一惯性测量单元设于云台或有效载荷上。
40.进一步的，支撑平台上设有第二惯性测量单元，从而可以通过第二惯性测量单元检测获得支撑平台的角速度。其中，当云台为手持云台时，支撑平台为手柄，若用户手动转动手柄，即手柄的角速度不是零，但云台还是静止的，即云台的角速度为零，此时，第一惯性测量单元检测获得的云台的角速度并非手柄的角速度，即在用户手动转动手柄，但云台静止的情况下，无法通过第一惯性测量单元来检测手柄的角速度；可以理解的是，在用户转动手柄，云台跟随手柄运动的情况下，第一惯性测量单元检测获得的角速度即为云台的角速度，也为手柄的角速度，即在用户转动手柄，云台跟随手柄运动的情况下，可以通过第一惯性测量单元来检测手柄的角速度。对于机载云台，上述情况同样适用，不再赘述。其中，对于机载云台，例如，云台可搭载在可移动平台上，支撑平台为可移动平台的机体，第二惯性测量单元可以是在机体内的惯性测量单元，例如，对于可移动平台为无人飞行器而言，无人飞行器内也设有惯性测量单元，以能够反馈无人飞行器的姿态。
41.需要说明的是，通过第一惯性测量单元检测获得云台的测量姿态，以及通过第二惯性测量单元检测获得支撑平台的角速度均为现有技术，本技术对此不作具体介绍。
42.另外，本技术实施例对第一惯性测量单元、第二惯性测量单元的类型不作具体限定，示例性的，第一惯性测量单元和第二惯性测量单元均包括加速度计和陀螺仪。
43.图2是本技术一实施例中的云台性能的评估方法的方法流程示意图；本技术实施例的云台性能的评估方法的执行主体可以为云台，也可以为其他，如云台的控制装置，其中，云台的控制装置可以包括遥控器、手机、平板电脑或智能穿戴设备等；又如当云台搭载在可移动平台上时，云台性能的评估方法的执行主体可以为可移动平台；当然，云台性能的评估方法的执行主体不限于上述列举的几种执行主体，还可以为其他能够与云台通信的装置。请参见图2，本技术实施例提供一种云台性能的评估方法可以包括s201～s202：
44.在s201中，获取云台的姿态误差和期望角速度，姿态误差为基于第一惯性测量单元确定的云台的测量姿态和设定的云台的目标姿态确定，期望角速度为根据目标姿态和基于第二惯性测量单元确定的支撑平台的角速度确定；
45.其中，在一些实施例中，目标姿态为默认姿态大小，示例性的，云台上电启动后，用户未打杆，目标姿态可默认为(0，0，0)；在一些实施例中，目标姿态由用户设定，示例性的，目标姿态为根据用户打杆的杆量确定；在一些实施例中，目标姿态基于支撑平台的姿态设定，示例性的，在跟随模式下，云台的姿态跟随支撑平台的姿态，目标姿态即基于支撑平台的姿态设定。
46.本技术实施例的云台性能的评估方法可适用于云台处于锁定模式下，也可适用于云台处于跟随模式下。示例性的，本技术实施例的云台性能的评估方法云台处于锁定模式
下，锁定模式用于指示云台保持在目标姿态。需要说明的是，在锁定模式下，当云台处于目标姿态时，云台的各个驱动轴均用于增稳，从而使得有效载荷在空间定向。本技术即通过目标姿态使得有效载荷在空间定向，从而确定云台各驱动轴对应的电机的期望角速度，其中，在锁定模式下，目标姿态保持不变，使得云台各驱动轴对应的电机的期望角速度的计算可以免受目标姿态的干扰，有利于简化计算。
47.s201中获取的姿态误差可以位于关节角空间坐标系中；当然，s201中获取的姿态误差也可以不是位于关节角空间坐标系中的，可以通过坐标转换，将姿态误差转换至关节角空间坐标系中，以使得姿态误差和期望角速度均位于关节角坐标系。其中，姿态误差在关节角坐标系中可以表示为：
[0048][0049]
公式(1)中，δ
j
为关节角坐标系中的姿态误差，其中，为序号为1的驱动轴在关节角坐标系中的姿态误差，为序号为n的驱动轴在关节角坐标系中的姿态误差，为序号为n的驱动轴在关节角坐标系中的姿态误差；
[0050]
n为云台的驱动轴的轴数，例如，云台为三轴云台，n则等于3；云台为两轴云台，n则等于2；云台为单轴云台，n则等于1，以此类推；
[0051]
n为正整数，表示序号为n的驱动轴的序号，1≤n≤n。
[0052]
姿态误差的产生是由于在控制测量姿态趋近于目标姿态时，无法完全到达目标姿态，而与目标姿态之间存在差值(即趋近于目标姿态的测量姿态和目标姿态的大小不相等)，导致云台产生定向误差，在关节角坐标系中，测量姿态可以利用电机的实际角速度进行积分得到，目标姿态可以利用电机的期望角速度进行积分得到，则姿态误差是由于电机的实际角速度与期望角速度的大小不相等导致，也即，姿态误差也可以由实际角速度与期望角速度的差值进行积分得到，可以利用姿态误差和期望角速度对云台的扰动抑制能力进行估计。
[0053]
可以理解的是，云台的期望角速度包括云台各驱动轴对应的电机的期望角速度，期望角速度位于关节角空间坐标系中；云台的目标姿态也即载荷的目标姿态，可以通过载荷的角速度(或称作云台的角速度)表征，云台的目标姿态位于载荷坐标系(也可称作body坐标系{b})中；支撑平台的角速度位于支撑平台坐标系(也可称作base坐标系{0})中。
[0054]
由于云台的主要扰动源是通过支撑平台传递到有效载荷上的，为了使得有效载荷在空间定向，云台各驱动轴对应的电机需要输出力抑制扰动。当有效载荷的目标姿态不变时，目标姿态由两部分导致：云台各驱动轴对应的电机的期望角速度和支撑平台的角速度，目标姿态与云台各驱动轴对应的电机的期望角速度、支撑平台的角速度的关系可以如下：
[0055][0056]
公式(2)中，i为云台的驱动轴的序号，i为正整数且1≤i≤n；
[0057]
为目标姿态中云台在序号为i的驱动轴上的角速度；
[0058]
t
b0
为支撑平台坐标系在载荷坐标系中的表示；
[0059]
为支撑平台的角速度；
[0060]
j为雅克比矩阵；
[0061]
为云台序号为i的驱动轴对应的电机的期望角速度。
[0062]
公式(2)通过将云台各驱动轴对应的电机的角速度和支撑平台的角速度均转换至载荷坐标系，再加转换至载荷坐标系的云台各驱动轴对应的电机的角速度和支撑平台的角速度相加，得到目标姿态。
[0063]
则根据公式(2)可也得到：
[0064][0065]
其中，云台上电启动后，云台处于锁定模式下，用户未打杆，可为0；云台上电启动后，云台处于跟随模式下，用户打杆，可为根据用户打杆的杆量在序号为i的驱动轴上的分量确定。
[0066]
云台的期望角速度表示如下：
[0067][0068]
公式(4)中，为云台序号为1的驱动轴对应的电机的期望角速度，为云台序号为n的驱动轴对应的电机的期望角速度，为云台序号为n的驱动轴对应的电机的期望角速度。
[0069]
需要说明的是，上述计算云台的期望角速度的公式仅是示例性的，可以对上述公式进行变形以计算云台的期望角速度，或者还可以通过其他方式来计算云台的期望角速度。
[0070]
在一些实施例中，在预设评估周期内，获取云台的多个姿态误差和多个期望角速度。需要说明的是，多个姿态误差和多个期望角度是同步获取的，也即，在获取一个姿态误差的同时，获取一个期望角度。
[0071]
本技术实施例的预设评估周期是可更新的，或者，预设评估周期是固定不变的。需要说明的是，预设评估周期固定不变并不是指一段时长(如云台从开机到关机的这一段时长)内的多个预设评估周期的大小均相同，而是指在一段时长内的多个预设评估周期中，每个预设评估周期的大小一旦设定好，则保持固定不变，一段时长内的多个预设评估周期的大小可以相等，也可以至少部分不相等。预设评估周期可更新则指在一段时长内的多个预设评估周期中，每个预设评估周期的大小可随时间调整。
[0072]
可根据需设置一段时长内的多个预设评估周期中各预设评估周期的大小，可选的，在一段时长内的多个预设评估周期中，至少两个预设评估周期能够不同。可选的，在一段时长内的多个预设评估周期中，每个预设评估周期的大小均相等。
[0073]
预设评估周期的确定方式可以根据需要选择，示例性的，预设评估周期为根据扰动频率和预设采样频率确定，其中，扰动频率为云台受到扰动时的频率。
[0074]
需要说明的是，在根据扰动频率和预设采样频率确定预设评估周期时，预设评估周期可能是可更新的，也可能是固定不变的。例如，在云台性能的评估过程中，扰动频率的大小是变化的，则预设评估周期是可更新的；在云台性能的评估过程中，扰动频率的大小固定不变，则预设评估周期的大小也是固定不变的。
[0075]
可选的，预设评估周期与扰动频率负相关，并与预设采样频率正相关。
[0076]
示例性的，预设评估周期的数据长度可表示为：
[0077][0078]
公式(5)中，m为预设评估周期的数据长度；
[0079]
f
s
为预设采样频率；
[0080]
f为扰动频率。
[0081]
也即，在一个预设评估周期内，采集m个姿态误差和m个期望角速度，m个姿态误差可表示为m个期望角速度可表示为m＝0,1,
…
,m
‑
1。
[0082]
示例性的，f
s
＝10hz，f＝2hz，m则为5，即若0.1秒采集一次姿态误差和期望角速度，但在一个预设评估周期内，采集到5个姿态误差和5个期望角速度，则由此可以确定预设评估周期为0.5秒。
[0083]
可以理解的是，当预设评估周期与扰动频率负相关，并与预设采样频率正相关时，预设评估周期不限于公式(5)，还可以为其他。另外，预设评估周期也可以不是根据扰动频率和预设采样频率确定，还可以采用其他方式确定，如预设评估周期可以由用户设定。
[0084]
由于云台的主要扰动源是通过支撑平台传递到有效载荷上的，因此，本技术实施例的扰动频率与支撑平台相关。示例性的，在一些实施例中，扰动频率与支撑平台的角速度的变化快慢正相关，即支撑平台的角速度的变化越快，扰动频率越大；支撑平台的角速度的变化越慢，扰动频率越小。由于支撑平台的角速度的变化越快，表明云台受到的扰动会越大，故扰动频率也越大，将扰动频率设置成与支撑平台的角速度的变化快慢正相关，能够准确地体现云台受到的扰动大小。
[0085]
在一些实施例中，扰动频率与支撑平台的类型相关，其中，支撑平台可包括手持支撑平台和/或机载支撑平台。示例性的，支撑平台为手持支撑平台，如支撑平台为手持云台的手柄；示例性的，支撑平台为机载平台，如云台搭载在可移动平台上，支撑平台为可移动平台的机体；示例性的，云台既可以作为手持云台使用，也可以作为机载云台使用，当云台作为手持云台使用时，支撑平台为手持云台的手柄；当云台作为机载云台使用时，支撑平台为可移动平台的机体。
[0086]
可选的，不同类型的支撑平台的扰动频率不相同，这是由于当云台搭载在不同类型的支撑平台上时，云台受到的扰动大小可能不相同，因此，不同类型的支撑平台的扰动频率也不相同。示例性的，云台搭载在不同类型的可移动平台上，不同类型的可移动平台对应的扰动频率不相同，如可移动平台包括移动小车、无人飞行器和移动机器人，当云台搭载在移动小车上时，云台受到的扰动是移动小车传递的；当云台搭载在无人飞行器上时，云台受到的扰动是无人飞行器传递的；当云台搭载在移动机器人上时，云台受到的扰动是移动机器人传递的。由于移动小车、无人飞行器和移动机器人的动力系统和/或运动方式和/或运动参数不同，因此，移动小车、无人飞行器和移动机器人传递给云台的扰动的大小也会不同，故移动小车、无人飞行器和移动机器人的扰动频率不相同。示例性的，手持云台的手柄对应的扰动频率不同于可移动平台对应的扰动频率，不同类型的可移动平台对应的扰动频率可以不相同，也可以相同。
[0087]
可选的，云台与支撑平台可拆卸地连接，本技术实施例的云台性能的评估方法还可包括：在云台改变搭载的支撑平台时，基于云台搭载的当前支撑平台调整扰动频率。示例
性的，云台为机载云台，云台搭载在移动小车上，在进行云台性能的评估时，扰动频率为移动小车对应的扰动频率；在将云台从移动小车上拆卸下来，再安装至无人飞行器上后，则在进行云台性能的评估时，需要将扰动频率由移动小车对应的扰动频率设置成无人飞行器对应的扰动频率。示例性的，云台既可以作为手持云台使用，也可以作为机载云台使用，云台搭载在可移动平台上，在进行云台性能的评估时，扰动频率为可移动平台对应的扰动频率；则将云台从可移动平台拆卸下来，由用户手持使用并进行云台性能的评估时，需要将扰动频率由可移动平台对应的扰动频率设置成手柄对应的扰动频率。
[0088]
在一些实施例中，扰动频率与支撑平台所处的运动场景相关，也即，可以基于支撑平台所处的运动场景调整扰动频率的大小。示例性的，云台为手持云台，用户走路过程中使用云台时，通过手柄传递给云台的扰动小于用户跑步过程中使用云台，因此，用户走路过程中使用云台时的扰动频率小于用户跑步过程中使用云台时的扰动频率，示例性的，用户走路过程中使用云台时的扰动频率为2hz，用户跑步过程中使用云台时的扰动频率为4hz。
[0089]
扰动频率可以是预设扰动频率，即扰动频率大小固定不变，例如，当支撑平台的类型和支撑平台所处的场景(如运动场景)固定不变时，扰动频率的大小可以固定不变；当然，扰动频率也可以是实时更新的，如支撑平台的类型和/或支撑平台所处的场景(如运动场景)变化时，扰动频率的大小相应变化。
[0090]
可以理解的是，也可以不按照周期方式获取云台的多个姿态误差和多个期望角速度。
[0091]
在s202中，根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力。
[0092]
示例性的，在第一时刻，姿态误差为1度，期望角速度为1度/秒；第二时刻姿态误差为2度，期望角速度为10度/秒，其中，第一时刻与第二时刻为相邻的两个时刻。由第一时刻到第二时刻，姿态误差的变化为2倍，而姿态误差与期望角速度的比值变化为10倍，姿态误差的变化、姿态误差与期望角速度的比值变化不同，因此，若仅根据姿态误差评估云台的抗干扰能力，评估精度较低；本技术实施例根据姿态误差和期望角速度共同评估云台的抗干扰能力，提高评估精度。
[0093]
需要说明的是，云台的抗干扰能力可包括云台对于内部阻力的抑制能力(如摩擦、同轴线的扰动等)和/或云台对于外部扰动的抑制能力，当云台为手持云台时，外部干扰可为用户手持手柄时，通过手柄传递给云台的扰动；当云台为机载云台时，外部干扰可为可移动平台运动时，通过可移动平台的机体传递给云台的扰动。本技术实施例的抗干扰能力能够反映云台的控制性能，当抗干扰能力弱时，表明云台的控制性能差；当抗干扰能力强时，表明云台的控制性能强。
[0094]
示例性的，云台为多轴云台，云台包括多个驱动轴，本技术实施例的抗干扰能力用于表征云台相应于每个驱动轴的抗干扰能力。示例性的，云台为三轴云台，包括偏航轴、俯仰轴和横滚轴，抗干扰能力用于表征云台相应于偏航轴、俯仰轴和横滚轴的抗干扰能力。当云台相应于多个驱动轴中任一驱动轴的抗干扰能力弱时，表明云台的抗干扰能力差；当云台相应于多个驱动轴中每一驱动轴的抗干扰能力强时，表明云台的抗干扰能力强。
[0095]
图3是本技术一实施例中的根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力的一种实现过程示意图，可以理解的是，图3所示实施例与上述在预设评估周期内，获取云台的多个姿态误差和多个期望角速度的实施例相对应。请参见图3，根据姿态误差和期望角
速度，评估云台的抗干扰能力的实现过程可以包括s301～s302：
[0096]
在s301中、根据预设评估周期内获取的多个姿态误差和多个期望角速度，分别确定预设评估周期内的姿态误差幅值和角速度幅值；
[0097]
示例性的，根据傅里叶变换，将预设评估周期内获取的多个姿态误差转换至频域，获得预设评估周期内的姿态误差幅值。其中，在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的姿态误差幅值可以表示为：
[0098][0099]
公式(6)中，为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的姿态误差幅值；
[0100]
m为预设评估周期的数据长度；
[0101]
m为采样序号；
[0102]
为第m个姿态误差；
[0103]
j为虚数的单位；
[0104]
w0为基角频率，
[0105]
姿态误差幅值即为频域上的姿态误差的最大幅度值。
[0106]
示例性的，根据傅里叶变换，将预设评估周期内获取的多个期望角速度转换至频域，获得预设评估周期内的角速度幅值。其中，在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的角速度幅值可以表示为：
[0107][0108]
公式(6)中，为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的角速度幅值；
[0109]
m为预设评估周期的数据长度；
[0110]
m为采样序号；
[0111]
为第m个期望角速度。
[0112]
角速度幅值即为频域上的期望角速度的最大幅度值。
[0113]
需要说明的是，在根据预设评估周期内获取的多个姿态误差和多个期望角速度，分别确定预设评估周期内的姿态误差幅值和角速度幅值时，也可以采用其他策略，不限于傅里叶变换方式。
[0114]
在s302中、根据姿态误差幅值和角速度幅值，评估云台的抗干扰能力。
[0115]
本技术实施例中，通过预设评估周期内的姿态误差幅值和角速度幅值评估来评估云台的抗干扰能力，精确度高。也即，电机的期望角速度可以反馈云台的目标姿态，在期望角速度变化较大的情况下，如果云台的抗干扰能力较佳，实际角速度也应该变化较大，从而使得期望角速度与实际角速度之间的偏差较小，并体现为云台的姿态误差较小，进一步体现为下述的扰动抑制比较小，而若姿态误差变化较小，但扰动抑制比较大的情况，则意味着
期望角速度与实际角速度之间的偏差较大，即使获取的姿态误差较小，云台的抗干扰能力依然较差。
[0116]
示例性的，根据姿态误差幅值及扰动抑制比，评估云台的抗干扰能力。其中，扰动抑制比为姿态误差幅值与角速度幅值的比值。
[0117]
结合公式(1)和(7)，可以得到在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴扰动抑制比的公式：
[0118][0119]
公式(8)中，r
n
(f)为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的扰动抑制比。
[0120]
其中，在根据姿态误差幅值及扰动抑制比，评估云台的抗干扰能力时，可选的，当至少一个预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比满足预设条件时，确定云台的抗干扰能力弱，即一段时长内的多个预设评估周期中，只要存在满足预设条件的预设评估周期，即认为云台的抗干扰能力弱。
[0121]
进一步可选的，当连续至少两个的预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比满足预设条件，且连续至少两个预设评估周期的数量大于或等于预设数量时，确定云台的抗干扰能力弱，也即，一段时长内的多个预设评估周期中，存在连续至少两个满足预设条件的预设评估周期，且连续至少两个满足预设条件的预设评估周期的数量大于或等于预设数量时，认为云台的抗干扰能力弱，这种方式能够减少误判；另外，确定出云台的抗干扰能力弱的连续预设评估周期的数量小于预设数量，可认为扰动小，云台的控制误差也小，满足控制需求。可以理解的是，本实施例中，若不存在连续至少两个的预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比满足预设条件，或者，存在连续至少两个的预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比满足预设条件，但连续至少两个预设评估周期的数量小于预设数量，则认为云台的抗干扰能力满足需求，即不认为云台的抗干扰能力弱。
[0122]
其中，预设数量的大小可以根据需要设定，示例性的，预设数量为5；当然，预设数量也可以设定为其他数值大小，如10。
[0123]
示例性的，通过计数器计数方式来统计满足预设条件的预设评估周期的数量，具体的，当至少一个预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比满足预设条件，计数器加1，当计数器的数值大于或等于5时，确定云台的抗干扰能力弱。另外，需要说明的是，计数器的初始值为0。另外，若当前预设评估周期内的姿态误差幅值及扰动抑制比不满足预设条件，则将计数器的数值设置为初始值，即将计数器清零。
[0124]
可选的，预设条件可以包括：姿态误差幅值大于预设误差幅值阈值，且扰动抑制比大于预设比值阈值。示例性的，预设条件表示为：
[0125][0126]
公式(8)中，为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的角速度幅值；
[0127]
为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的预设误差幅值阈值；
[0128]
r
n
(f)为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的扰动抑制比；
[0129]
r
n_thr
(f)为在扰动频率f，云台相应于序号为n的驱动轴的预设比值阈值。
[0130]
从上述可知，假设在第一时刻，电机的转动角速度为1度/秒，该电机对应的姿态误差为0.1度；在第二时刻，电机的转动角速度为10度/秒，该电机对应的姿态误差为0.2度，第一时刻的姿态误差是第二时刻的姿态误差的2倍，而扰动抑制比是5倍，那么即使在姿态误差的变化较大的情况下，若扰动抑制比未超过预设比值阈值，也不会判断云台的抗干扰能力较差。因此，结合姿态误差与扰动抑制比，可以更为准确地判断云台的抗干扰能力，避免了姿态误差较小、电机的转动角速度变化较大，而出现的云台的抗干扰能力较差的情况，也避免了单独利用扰动抑制比，在扰动抑制比大于预设比值阈值时判断云台的抗干扰能力差的情况，但实际上此时姿态误差小，在扰动小的情况下，该姿态误差满足控制控制需求，无需输出评估结果使得用户反复修改控制参数，以调整云台的抗干扰能力。
[0131]
其中，可选的，不同扰动频率的预设误差幅值阈值不同，或者不同扰动频率的预设误差幅值阈值相同；可选的，不同驱动轴的预设误差幅值阈值可不同，或者不同驱动轴的预设误差幅值阈值相同；可选的，不同扰动频率的预设比值阈值不同，或者不同扰动频率的预设比值阈值相同；可选的，不同驱动轴的预设比值阈值不同，或者不同驱动轴的预设比值阈值相同。
[0132]
本技术实施例的预设条件也可以设置为其他，例如，预设条件可以为：姿态误差幅值大于或等于预设误差幅值阈值，且扰动抑制比大于或等于预设比值阈值。
[0133]
需要说明的是，在根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力时，也可以根据同一时刻采集的姿态误差和期望角速度直接评估云台的抗干扰能力，例如，根据姿态误差及姿态误差与期望角速度的比值(即姿态误差/期望角速度)，评估云台的抗干扰能力，也即，将上述姿态误差幅值替换成姿态误差，扰动抑制比替换成姿态误差与期望角速度的比值，具体评估过程相类似。
[0134]
进一步的，在一些实施例中，在根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力之后，输出评估结果，以使得用户可以根据评估结果调整云台的控制参数，进而提高云台的抗干扰能力。其中，评估结果用于表征云台的抗干扰能力的强弱。输出评估结果的方式可包括多种，以云台性能的评估方法的执行主体为云台为例，示例性的，可以通过云台和/或云台的控制装置显示屏以文字/图形等方式输出评估结果，也可以通过云台的指示灯输出评估结果，或者通过其他方式输出评估结果。
[0135]
示例性的，通过文字/图形等方式输出评估结果，其中，当云台自带显示屏时，可以通过云台自带的显示屏输出评估结果和/或通过云台的控制装置的显示屏输出评估结果；当云台未自带显示屏时，可以通过云台的控制装置的显示屏输出评估结果。
[0136]
需要说明的是，在一些实施例中，在云台启动后，可以一直进行上述云台性能的评估程序，除云台休眠外，即在云台处于休眠状态下，不会进行上述云台性能的评估程序，也即，即使在评估结果指示云台的抗干扰能力弱后，还会基于上述方式继续评估云台的抗干扰性能，并输出评估结果，这样，在云台启动后，可以持续识别出云台的抗干扰性能，从而持续将评估结果及时反馈给用户，有利于用户根据评估结果进行相应的操作，从而提高云台的可靠性和增稳性能，并提升用户使用云台的体验；在另外一些实施例中，当评估结果指示
云台的抗干扰能力弱、或者云台由工作状态切换成休眠状态、或者由工作状态切换成关闭状态时，结束云台的抗干扰性能的评估程序，示例性的，当评估结果指示云台的抗干扰能力弱时，结束云台的抗干扰性能的评估程序，评估结果指示云台的抗干扰能力弱，这说明云台的控制参数与有效载荷不匹配，需要用户对控制参数和/或有效载荷进行调节，如调节控制参数的大小和/或有效载荷的安装在云台上的位置和/或更换有效载荷等，在用户调节控制参数和/或有效载荷的过程中，评估云台的抗干扰性能的意义不大，因此，当评估结果指示云台的抗干扰能力弱时，结束云台的抗干扰性能的评估程序；示例性的，当云台由工作状态切换成休眠状态、或者由工作状态切换成关闭状态时，结束云台的抗干扰性能的评估程序，在云台处于休眠状态下或关闭状态下，用户无需使用云台，因此，无需评估云台的抗干扰性能。
[0137]
另外，需要说明的是，在一些实施例中，在云台开机或者用户触发(如通过操作云台上的按键或者云台的控制装置)或者云台的控制参数被修改或者有效载荷变更时，可以进入上述云台性能的评估程序。其中，控制参数被修改是指控制参数的大小被修改，有效载荷变更可以包括：有效载荷的类型变更和/或有效载荷的安装位置变更。
[0138]
对应于上述实施例的云台性能的评估方法，本技术实施例还提供一种云台性能的评估装置。请参见图4，本技术实施例的云台性能的评估装置可以包括存储装置和处理器，处理器包括一个或多个。
[0139]
其中，存储装置，用于存储程序指令。所述存储装置存储所述云台性能的评估方法的可执行指令计算机程序，所述存储装置可以包括至少一种类型的存储介质，存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且，所述云台性能的评估装置可以与通过网络连接执行存储器的存储功能的网络存储装置协作。存储器可以是云台性能的评估装置的内部存储单元，例如云台性能的评估装置的硬盘或内存。存储器也可以是云台性能的评估装置的外部存储设备，例如云台性能的评估装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步的，存储器还可以既包括云台性能的评估装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0140]
一个或多个处理器，调用存储装置中存储的程序指令，当程序指令被执行时，一个或多个处理器单独地或共同地被配置成用于实施如下操作：获取云台的姿态误差和期望角速度，姿态误差为基于第一惯性测量单元确定的云台的测量姿态和设定的云台的目标姿态确定，期望角速度为根据目标姿态和基于第二惯性测量单元确定的支撑平台的角速度确定；根据姿态误差和期望角速度，评估云台的抗干扰能力。
[0141]
本实施例的处理器可以实现如本技术图2、图3所示实施例的云台性能的评估方法，可参见上述实施例的云台性能的评估方法对本实施例的云台性能的评估装置进行说明。
[0142]
所述处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路
(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0143]
进一步的，本技术实施例还提供一种云台，云台搭载在支撑平台上，请参见图1a、图1b和图5，本技术实施例的云台可以包括承载部210、第一惯性测量单元220、第二惯性测量单元230和上述实施例的云台性能的评估装置，其中，承载部210用于支撑有效载荷，第一惯性测量单元220设于承载部或有效载荷上，第二惯性测量单元230设于支撑平台上，云台性能的评估装置与第一惯性测量单元220及第二惯性测量单元230分别电连接。
[0144]
本技术实施例的云台可以为手持云台，也可以为机载云台。
[0145]
进一步的，本技术实施例还提供一种可移动平台，可移动平台可以包括机体和上述实施例的云台，云台搭载在机体上。
[0146]
本技术实施例的可移动平台可以为移动小车、无人飞行器(如无人机或有人飞行器)或移动机器人，可以理解的是，可移动平台也可为其他可移动的设备或装置。
[0147]
示例性的，请参见图1a，可移动平台为无人机100，支撑平台为无人机100的机体110。
[0148]
此外，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例的云台性能的评估方法的步骤。
[0149]
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的云台的内部存储单元，例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是云台的外部存储设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smart media card，smc)、sd卡、闪存卡(flash card)等。进一步的，所述计算机可读存储介质还可以既包括云台的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述云台所需的其他程序和数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0150]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
[0151]
以上所揭露的仅为本技术部分实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。