手持云台揭密：采用开源技术行不行？

上一篇笔者简单介绍了一下目前市场上热卖的一些手持云台产品（《手持云台揭密（一）：新一代网红拍片神器》）。在视频直播的网红时代到来之际，手持云台将会是一个即将兴起的硬件产品。厂家们不仅是提早发现这个商机，还要尽早地进行技术储备，以便开发出新产品快速上市。那么，手持云台（摄像稳定器）是一个简单的产品吗？它跟自拍杆有多大的区别？

对于第二个问题，电子工程专辑记者走访了一位业内人士，他详细介绍了目前的手持云台硬件开发的内幕。可以肯定的说，没有一定的技术基础，要想像做一款自拍杆一样做出手持云台来是不可能的。

首先我们先从硬件和软件上来进行了解云台。

从上面的图可以看出，云台至少要有三个电机马达，来控制XYZ三个方向上的运动。其次还要有一个固定相机的装置，装置里面要有运动传感器，来感测相机的位置变化。当然，还要有一个无线控制器（蓝牙），来控制相机的照相或摄像，这个控制器跟现在的自拍杆功能类似，不多赘述。

不过，有技术门槛的是控制系统软件。一是无刷电机的驱动，需要用PMSM FOC算法实现精准顺滑的伺服控制，做过几年电机驱动的工程师，基本上可以上手；最大的难度在于采集到相机固定装置板上的MEMS陀螺仪和加速度传感器的数据后，即时地进行三维的姿态解算和姿态控制，来实现相机的稳定和各种跟随操作。这一套算法，基本上是没有很多年的积累，根本不可能做好。

但是，世界上还是有牛人研发出来这个产品。他是一位俄罗斯人，名字叫Aleksey Moskalenko，是开源云台控制系统的创作人，全球做无人机云台的工程师，应该都有用过他的技术或开发板。他开发了一套基本的云台开源程序，放到了一个无人机开发论坛中。并且他也在网络上放视频教程，
（网站链接：http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1815204）。

笔者在某宝上也有看到从爱好者使用的云台开发板，如果有兴趣自己做云台，可以搜一下。

图：Aleksey Moskalenko的公司提供的云台开发板，采用了STM32F303芯片。这颗混合信号MCU采用ARM Cortex-M4内核(DSP、FPU)，运行主频72 MHz。板上还有三颗TI 的DRV8313 无刷直流 (BLDC) 驱动器。更多信息见网址http://www.basecamelectronics.com/

云台开发用户和爱好者可以到上面这个网页去学习、交流和下载有关知识，也可以看到他分享的无人机摄像的试机视频。

恒动电机科技有限公司技术总监张小平对电子工程专辑记者说，该网站可以下载由俄罗斯技术大牛Aleksey Moskalenko的开源程序，或者是购买他们的开发板。不过，如果要用他的“AlexMos 3-axis Simple BGC”代码做产品商用，则必须给他交loyalty，大概一套产品28美元，合计人民币180块左右。

张小平介绍，据他的研究，目前行业内的云台最早都是基于AlexMos开发出来。现在国内DJI和零度无人机是在采用自主开发的云台。DJI和零度作为专业航拍的无人机领导级厂商，建立自己的云台开发团队，是必然要迈出这一步。但是对于玩具级厂商，暂时采用云台的不多。虽然有的无人机上已经有安装相机，但并不能提供专业级摄像质量。

他还指出，目前国内的手持云台产品，也基本上都是来自于这位俄罗斯人开发的程序，通过交版权费的形式，在市场上供货。但是还没有掌握到自主开发的程度。开源程序，根据不同的稳定性、灵活性，以及后期的技术升级上，只会用开源程序的厂家，肯定在市场竞争上，会遇到问题。例如，成本要比自主开发要高，技术升级要等AlexMos出新看到本，如果新版本成本太高，则新产品在价格上没有竞争力。

图：恒动电机技术总监张小平在向电子工程专辑记者讲解他的手持云台样机

张小平表示，他本人有着超过十年的电机控制开发经验，这一两年来专注于研发云台，并特别针对手持云台开发出产品。现在他开发的程序各项性能参数都很好，可以媲美俄罗斯人Aleksey Moskalenko的程序，而稳定性则更好。他的三轴手持云台采用了意法32位ARM MCU，以及六轴的MEMS 传感器，完全可以替代现有市场上的方案。

张小平表示，“我现在非常看好手持云台产品的前景，它既可以用于各种视频的拍摄，也可以用在运动相机爱好者们的拍摄。手持式云台会很快成为下一个热门的电子产品。由于是自主开发，可以有更可控的质量，更低的成本，更快速的市场反应，现在已经接到了一些知名公司的合作洽谈。”

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