發(fā)布時間：2020-06-13 12:20

【摘要】：攝像機云臺因為響應速度快、運動空間大、控制精度高等特點被廣泛的研究應用。其在攝影拍攝方面的應用攝像機云臺更是顛覆了傳統(tǒng)的拍攝方式,給人們帶來了全新的視覺盛宴。國外的攝像機云臺控制攝像機技術(shù)已經(jīng)很成熟,在各種體育賽場,電影拍攝,演唱會等隨處可見其身影�？墒菄鴥�(nèi)對其的研究應用距離現(xiàn)實的商業(yè)應用還有一定距離。本文旨在已有的技術(shù)研究基礎上設計一種能夠搭載攝像機的穩(wěn)定控制的云臺,并設計改進攝像機云臺的控制系統(tǒng)和控制方式,為其實際攝影拍攝提供進一步的便利性。主要工作如下:根據(jù)搭載攝像機的云臺系統(tǒng)的功能要求,確定了云臺設計的主要技術(shù)指標;首先選出適合本云臺的主控制器以及驅(qū)動方式建立無刷直流電動機數(shù)學模型確定云臺的控制協(xié)議。其次著重設計了云臺的結(jié)構(gòu)�；�于傳動結(jié)構(gòu)對云臺內(nèi)部零件進行布局;分析云臺水平、垂直運動控制原理;然后設計云臺編碼器安裝連接軸、水平和垂直結(jié)構(gòu)進行了樣機研制。再次完成云臺控制硬件電路設計主要包括驅(qū)動電路設計、電源模塊、傳感器單元設計、串口通信電路等完成云臺控制PCB板制作。最后分別采用PID算法、模糊控制算法和參數(shù)自整定模糊PID算法,對攝像機云臺運動控制進行了仿真實驗。實驗結(jié)果表明參數(shù)自整定模糊PID算法控制精度高、自適應能力強,可以滿足攝像機云臺運動控制的要求完成對云臺的軟件設計。通過對不同狀態(tài)下的攝像機云臺不同的干擾進行云臺穩(wěn)定性功能的測試,以及結(jié)合實際應用將開發(fā)完成的攝像機云臺進行實地測試,從結(jié)果數(shù)據(jù)上驗證了基于STM32攝像機云臺控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。
【圖文】：

基于Ｓ１Ｍ３２的攝像機云臺系統(tǒng)的設計云臺研究的現(xiàn)狀逡逑代初期國際上就開始對攝像機云臺進行研究云臺方面的研究，國外對攝像機云臺系統(tǒng)研立體視覺效果的呈現(xiàn)，因而對云臺的調(diào)速控另外國外由于率先使用了結(jié)構(gòu)設計的軟件，結(jié)構(gòu)布局就可以通過結(jié)構(gòu)設計軟件全面的此在結(jié)構(gòu)設計方面也更具領(lǐng)先優(yōu)勢［１］。最早是英國的牛津大學，第一代的視覺云臺為Ｙ的轉(zhuǎn)動速度為了實現(xiàn)云臺的精確定位，再之。在到后期為了更好的應付突發(fā)情況的快速諧波齒輪減速箱和直流伺服電機在Ｙｏｒｉｃｋ的影響幾乎可以忽略不用考慮。逡逑

？彳逡逑圖１．１國外的傳統(tǒng)云臺逡逑國外除了一些知名的電氣公司進行了攝像機云臺的研制還有不少智能感知設逡逑備公司也進行了攝像機云臺的研制。如博世公司研制的高速定位裝置水平方向可逡逑以達到１秒鐘內(nèi)從０°到１００°的快速變換，因而可以用于多種環(huán)境下的快速攝像逡逑與定位。美國思科公司研發(fā)的用于視頻會議的云臺機構(gòu)詳細介紹了云臺的設計原逡逑理和控制過程，可控制云臺在豎直平面和水平平面移動利用無線傳輸協(xié)議［６］。逡逑相對于國外來說在國內(nèi)對云臺的研究起步是比較晚的，因此在攝像機云臺技逡逑術(shù)方面研究相對國外也就比較的落后，但云臺研究的發(fā)展勢頭比較好目前來說。逡逑同樣是以監(jiān)控云臺為基礎的國內(nèi)對攝像機云臺的研究。在我國中科院自動化研究逡逑所、上海交大等院校和科研機構(gòu)都先后對攝像機云臺技術(shù)進行了研宄，，在攝像機逡逑云臺的研宄側(cè)重點也是有很多不同的方向。中科院自動化研宄所２００３年研制的開逡逑２逡逑
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB85

【參考文獻】

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1 劉穎;張?zhí)燧x;袁丁;劉峰;;跳頻通信系統(tǒng)設計與仿真實現(xiàn)[J];通信技術(shù);2013年10期

2 葉祥;曹邦興;李英杰;;基于慣性導航的自動云臺控制系統(tǒng)[J];仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學院學報;2007年02期

3 江中亞;段發(fā)階;;直流電動機脈寬調(diào)制式驅(qū)動器設計[J];電子測量技術(shù);2006年04期

4 李慶山;戴曙光;穆平安;;nRF2401無線模塊在測控系統(tǒng)中的應用[J];電測與儀表;2006年08期

5 吳益飛;李勝;蔡驊;;基于MSP430單片機的云臺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J];微計算機信息;2006年20期

6 劉軍;李天舒;;單片機在無位置傳感器無刷直流電機開環(huán)起動中的應用[J];船電技術(shù);2006年03期

7 朱兆優(yōu);RS-485總線在遠程自動抄表系統(tǒng)中的應用[J];東華理工學院學報;2005年02期

8 袁飛雄,黃聲華,李朗如;永磁無刷直流電機PWM調(diào)制方式研究[J];微電機(伺服技術(shù));2004年05期

9 裴文端;擴頻調(diào)制與性能分析[J];無線電通信技術(shù);2002年05期

10 胡文靜;永磁無刷直流電動機的發(fā)展及展望[J];微電機(伺服技術(shù));2002年04期

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1 胡余健;一種索并聯(lián)攝像機器人設計與建模分析[D];電子科技大學;2014年

2 王龍;柔索牽引攝像機器人控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

3 高黎;四索牽引攝像機控制系統(tǒng)的軟硬件設計及實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2013年

4 劉偉;PWM技術(shù)在電機驅(qū)動控制中的應用[D];合肥工業(yè)大學;2009年

5 張薇;大型云鏡攝像機控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)[D];南京理工大學;2007年

本文編號：2711171