CN107765712B - 基于传感器数据融合的云台转角估计方法、控制器及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法、控制器及系统。其中，该方包括利用云台的任一自由度上的角度传感器模块来实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值。
Description
技术领域
本发明属于云台控制领域，尤其涉及一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法、控制器及系统。
背景技术
云台是一种可以搭载摄像机且能够在水平和垂直方向转动的承载设备，在摄影、安防、机器人等领域应用广泛。目前常用的电控云台通常具备水平和垂直两个自由度，云台控制器依据各自由度上安装的角度传感器控制云台电机旋转，实现对云台姿态的控制，进而完成对特定区域图像、视频等信息的连续或定点采集。依据角度传感器安装位置不同，现有电控云台通常有以下两种类型：
(1)仅在云台电机轴或传动机构输入轴安装角度传感器的云台
这类云台通常可以实现对云台输出轴转角微小增量的精确控制，尤其是当角度传感器安装于电机轴时，可以进一步实现对云台电机转速的闭环控制，有效克服传动机构运动过程中摩擦阻力导致各自由度转速不均匀现象，然而该类云台也存在易受传动机构机械回差影响，导致云台重复定位精度较差的问题。
(2)仅在传动机构输出轴安装角度传感器的云台
这类云台由于角度传感器可精确反应云台各自由度输出轴转角，因此具有良好的重复定位精度，然而由于各自由度云台电机转动过程中其转速无法实现闭环控制，传动机构摩擦阻力的不均匀会导致云台转动过程中转速出现波动，同时也难以实现对云台输出轴转角微小增量的精确控制。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其通过对云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度传感器数据进行融合处理，从而为云台姿态控制提供更加准确可靠的输出转角数据。
本发明实施例第一方面提供了一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，具体步骤包括：
步骤1：利用云台的任一自由度上的角度传感器模块来实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
步骤2：利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；
步骤3：将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第一种实施方式中，在所述步骤1中，角度传感器模块包括云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器，用来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据。
本实施例利用云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器这两种角度传感器来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据，能够同时异步工作，而且采集的数据互不干扰。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第二种实施方式中，在所述步骤2中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
本发明的该实施例通过实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定，可以更加有效获取云台各自由度运动范围内传动机构摩擦阻力和机械回差对输出转角的影响程度，从而进一步保证云台姿态控制的精度。
结合本发明的本发明实施例的第一方面的第二种实施方式中，对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定的过程包括：
步骤2.1：在云台电机旋转的同时，连续同步采集m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
步骤2.2：将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
步骤2.3：根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
在本实施例方式中，利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差可以保证标定结果与原始数据间的均方误差最小。
除了最小二乘算法之外，也可以采用其他现有的算法来求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第三种实施方式中，所述步骤3中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加。
该实施方式中，充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
本发明实施例第二方面提供了一种基于传感器数据融合的云台转角估计控制器。
基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，包括：
角度数据获取模块，其用于接收云台的任一自由度上的角度传感器模块实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
传动机构输出轴角度数据估计模块，其用于利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；
数据融合模块，其用于将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
结合本发明实施例的第二方面，本发明实施例的第二方面的第一种实施方式中，在所述传动机构输出轴角度数据估计模块中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
本发明的该实施例通过实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定，可以更加有效获取云台各自由度运动范围内传动机构摩擦阻力和机械回差对输出转角的影响程度，从而进一步保证云台姿态控制的精度。
结合本发明实施例的第二方面，本发明实施例的第二方面的第二种实施方式中，所述传动机构输出轴角度数据估计模块，还包括：
连续同步采集数据接收模块，其用于在云台电机旋转的同时，接收连续同步采集的m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
数据分段模块，其用于将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
系统误差求取模块，其用于根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
在本实施例方式中，利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差可以保证标定结果与原始数据间的均方误差最小。
除了最小二乘算法之外，也可以采用其他现有的算法来求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差。
结合本发明实施例的第二方面的第二种实施方式中，所述数据融合模块中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
该实施方式中，充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
本发明实施例第三方面提供了一种基于传感器数据融合的云台转角估计系统。
一种基于传感器数据融合的云台转角估计系统，包括上述所述的云台转角估计控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
(2)本发明通过实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定，可以更加有效获取云台各自由度运动范围内传动机构摩擦阻力和机械回差对输出转角的影响程度，从而进一步保证云台姿态控制的精度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的基于传感器数据融合的云台转角估计方法原理图。
图2是本发明的分段标定的过程示意图。
图3是本发明实施例的基于传感器数据融合的云台转角估计控制器结构示意图。
图4是传动机构输出轴角度数据估计模块结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是本发明的基于传感器数据融合的云台转角估计方法原理图。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，具体步骤包括：步骤1～步骤3。
步骤1：利用云台的任一自由度上的角度传感器模块来实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
在所述步骤1中，角度传感器模块包括云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器，用来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据。
例如：云台控制系统同步采集当前时刻对应自由度所有角度传感器输出数据，假设k(k为等于或等于1的正整数)时刻采集的云台电机轴角度传感器输出数据为
传动机构输出轴角度传感器输出数据为
其中，云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器输出数据的小标i表示后续分段标定中的索引号。
本实施例利用云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器这两种角度传感器来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据，能够同时异步工作，而且采集的数据互不干扰。
步骤2：利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值。
在所述步骤2中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
具体地，利用k时刻云台电机轴角度数据
估计传动机构输出轴角度传感器输出
两者之间的关系可由以下公式表示：
上式中：ai、bi和εi由预先执行的角度传感器分段标定过程得到，分别代表了角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差；n表示标定分段数。
本发明的该实施例通过实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定，可以更加有效获取云台各自由度运动范围内传动机构摩擦阻力和机械回差对输出转角的影响程度，从而进一步保证云台姿态控制的精度。
其中，如图2所示，对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定的过程包括：
步骤2.1：在云台电机旋转的同时，连续同步采集m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；如：(θ1,j,θ2,j)，j＝1,2,…m；
步骤2.2：将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
步骤2.3：根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
在本实施例方式中，利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差可以保证标定结果与原始数据间的均方误差最小。
除了最小二乘算法之外，也可以采用其他现有的算法来求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差。
步骤3：将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值。
具体地，所述步骤3中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
具体地，利用下述公式将估计得到的传动机构输出轴角度
与实际采集到的角度传感器数据
进行融合，即可得到传动机构输出轴角度的精确估计值
具体为：
上式中，R为传动机构输出轴角度传感器量化误差方差，而Pk-1则为k-1时刻传动机构输出轴角度方差，利用误差传递关系可得k时刻传动机构输出轴角度估计值方差Pk为：
该实施方式中，充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
本发明充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
图3是本发明实施例的基于传感器数据融合的云台转角估计控制器结构示意图。
如图3所示，基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，包括：
(1)角度数据获取模块，其用于接收云台的任一自由度上的角度传感器模块实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
其中，角度传感器模块包括云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器，用来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据。
例如：云台控制系统同步采集当前时刻对应自由度所有角度传感器输出数据，假设k(k为等于或等于1的正整数)时刻采集的云台电机轴角度传感器输出数据为
传动机构输出轴角度传感器输出数据为
其中，云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器输出数据的小标i表示后续分段标定中的索引号。
本实施例利用云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器这两种角度传感器来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据，能够同时异步工作，而且采集的数据互不干扰。
(2)传动机构输出轴角度数据估计模块，其用于利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；
在所述传动机构输出轴角度数据估计模块中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
具体地，利用k时刻云台电机轴角度数据
估计传动机构输出轴角度传感器输出
两者之间的关系可由以下公式表示：
上式中：ai、bi和εi由预先执行的角度传感器分段标定过程得到，分别代表了角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差；n表示标定分段数。
本发明的该实施例通过实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定，可以更加有效获取云台各自由度运动范围内传动机构摩擦阻力和机械回差对输出转角的影响程度，从而进一步保证云台姿态控制的精度。
如图4所示，所述传动机构输出轴角度数据估计模块，还包括：
(2.1)连续同步采集数据接收模块，其用于在云台电机旋转的同时，接收连续同步采集的m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；如：(θ1,j,θ2,j)，j＝1,2,…m；
(2.2)数据分段模块，其用于将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
(2.3)系统误差求取模块，其用于根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
在本实施例方式中，利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差可以保证标定结果与原始数据间的均方误差最小。
除了最小二乘算法之外，也可以采用其他现有的算法来求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差。
(3)数据融合模块，其用于将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值。
其中，所述数据融合模块中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
具体地，利用下述公式将估计得到的传动机构输出轴角度
与实际采集到的角度传感器数据
进行融合，即可得到传动机构输出轴角度的精确估计值
具体为：
上式中，R为传动机构输出轴角度传感器量化误差方差，而Pk-1则为k-1时刻传动机构输出轴角度方差，利用误差传递关系可得k时刻传动机构输出轴角度估计值方差Pk为：
该实施方式中，充分利用云台电机轴和传动机构输出轴安装的角度器输出数据，通过对角度传感器的融合处理，实现云台输出转角的准确估计，从而为云台姿态控制提供更加准确的转角数据。
本发明实施例还提供了一种基于传感器数据融合的云台转角估计系统。
本发明的基于传感器数据融合的云台转角估计系统，包括如图3所示的云台转角估计控制器。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其特征在于，包括：
步骤1：利用云台的任一自由度上的角度传感器模块来实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
步骤2：利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；
步骤3：将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值。
2.如权利要求1所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其特征在于，在所述步骤1中，角度传感器模块包括云台电机轴角度传感器和传动机构输出轴角度传感器，用来分别实时采集云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据。
3.如权利要求1所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其特征在于，在所述步骤2中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
4.如权利要求3所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其特征在于，对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定的过程包括：
步骤2.1：在云台电机旋转的同时，连续同步采集m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
步骤2.2：将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
步骤2.3：根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
5.如权利要求1所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计方法，其特征在于，所述步骤3中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
6.一种基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，其特征在于，包括：
角度数据获取模块，其用于接收云台的任一自由度上的角度传感器模块实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
传动机构输出轴角度数据估计模块，其用于利用云台电机轴角度数据的采集值来估计传动机构输出轴角度数据，得到传动机构输出轴角度数据的估计值；所述传动机构输出轴角度数据的估计值为云台电机轴角度数据的采集值与角度数据比例系数相乘后再依次与稳态偏差和系统误差的累加值；
数据融合模块，其用于将传动机构输出轴角度数据的估计值与传动机构输出轴角度数据的采集值进行融合，得到传动机构输出轴角度的精确估计值；所述传动机构输出轴角度的精确估计值等于传动机构输出轴角度数据的采集值与估计值两者之间偏差与数据融合系数相乘后再与传动机构输出轴角度数据的估计值的累加值。
7.如权利要求6所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，其特征在于，在所述传动机构输出轴角度数据估计模块中，角度数据比例系数、稳态偏差和系统误差是通过对实时采集的云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据进行分段标定而获得的。
8.如权利要求7所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，其特征在于，所述传动机构输出轴角度数据估计模块，还包括：
连续同步采集数据接收模块，其用于在云台电机旋转的同时，接收连续同步采集的m组云台电机轴角度数据和传动机构输出轴角度数据；
数据分段模块，其用于将采集得到的数据，依据云台输出轴转动范围等间隔分为n段，同时保证每段中至少有三组数据，之后利用最小二乘算法即可求得每段数据的角度数据比例系数和稳态偏差；
系统误差求取模块，其用于根据角度数据比例系数和稳态偏差及其对应的数据段，确定线性关系之间的偏差即可得到系统误差；其中，m为大于或等于3的正整数，n为大于或等于1的正整数。
9.如权利要求6所述的一种基于传感器数据融合的云台转角估计控制器，其特征在于，所述数据融合模块中的数据融合系数的分子为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加值；数据融合系数的分母为角度数据比例系数的平方值与传动机构输出轴角度估计值方差相乘后与系统误差方差累加后，再与传动机构输出轴角度传感器量化误差方差相累加；其中，传动机构输出轴角度传感器量化误差方差由误差传递关系得到。
10.一种基于传感器数据融合的云台转角估计系统，其特征在于，包括如权利要求6-9中任一项所述的云台转角估计控制器。
Priority Applications (1)
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| CN201710806218.XA CN107765712B (zh) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 基于传感器数据融合的云台转角估计方法、控制器及系统 |
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