【摘要】：攝像機(jī)云臺(tái)因?yàn)轫憫?yīng)速度快、運(yùn)動(dòng)空間大、控制精度高等特點(diǎn)被廣泛的研究應(yīng)用。其在攝影拍攝方面的應(yīng)用攝像機(jī)云臺(tái)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(jī)云臺(tái)控制攝像機(jī)技術(shù)已經(jīng)很成熟,在各種體育賽場,電影拍攝,演唱會(huì)等隨處可見其身影�？墒菄鴥�(nèi)對其的研究應(yīng)用距離現(xiàn)實(shí)的商業(yè)應(yīng)用還有一定距離。本文旨在已有的技術(shù)研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種能夠搭載攝像機(jī)的穩(wěn)定控制的云臺(tái),并設(shè)計(jì)改進(jìn)攝像機(jī)云臺(tái)的控制系統(tǒng)和控制方式,為其實(shí)際攝影拍攝提供進(jìn)一步的便利性。主要工作如下:根據(jù)搭載攝像機(jī)的云臺(tái)系統(tǒng)的功能要求,確定了云臺(tái)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo);首先選出適合本云臺(tái)的主控制器以及驅(qū)動(dòng)方式建立無刷直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型確定云臺(tái)的控制協(xié)議。其次著重設(shè)計(jì)了云臺(tái)的結(jié)構(gòu)�；趥鲃�(dòng)結(jié)構(gòu)對云臺(tái)內(nèi)部零件進(jìn)行布局;分析云臺(tái)水平、垂直運(yùn)動(dòng)控制原理;然后設(shè)計(jì)云臺(tái)編碼器安裝連接軸、水平和垂直結(jié)構(gòu)進(jìn)行了樣機(jī)研制。再次完成云臺(tái)控制硬件電路設(shè)計(jì)主要包括驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、電源模塊、傳感器單元設(shè)計(jì)、串口通信電路等完成云臺(tái)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(jī)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明參數(shù)自整定模糊PID算法控制精度高、自適應(yīng)能力強(qiáng),可以滿足攝像機(jī)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制的要求完成對云臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)。通過對不同狀態(tài)下的攝像機(jī)云臺(tái)不同的干擾進(jìn)行云臺(tái)穩(wěn)定性功能的測試,以及結(jié)合實(shí)際應(yīng)用將開發(fā)完成的攝像機(jī)云臺(tái)進(jìn)行實(shí)地測試,從結(jié)果數(shù)據(jù)上驗(yàn)證了基于STM32攝像機(jī)云臺(tái)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。
【圖文】：

基于Ｓ１Ｍ３２的攝像機(jī)云臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)云臺(tái)研究的現(xiàn)狀逡逑代初期國際上就開始對攝像機(jī)云臺(tái)進(jìn)行研究云臺(tái)方面的研究，國外對攝像機(jī)云臺(tái)系統(tǒng)研立體視覺效果的呈現(xiàn)，因而對云臺(tái)的調(diào)速控另外國外由于率先使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件，結(jié)構(gòu)布局就可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件全面的此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也更具領(lǐng)先優(yōu)勢［１］。最早是英國的牛津大學(xué)，第一代的視覺云臺(tái)為Ｙ的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為了實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的精確定位，再之。在到后期為了更好的應(yīng)付突發(fā)情況的快速諧波齒輪減速箱和直流伺服電機(jī)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(tái)逡逑國外除了一些知名的電氣公司進(jìn)行了攝像機(jī)云臺(tái)的研制還有不少智能感知設(shè)逡逑備公司也進(jìn)行了攝像機(jī)云臺(tái)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(dá)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(huì)議的云臺(tái)機(jī)構(gòu)詳細(xì)介紹了云臺(tái)的設(shè)計(jì)原逡逑理和控制過程，可控制云臺(tái)在豎直平面和水平平面移動(dòng)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(tái)的研究起步是比較晚的，因此在攝像機(jī)云臺(tái)技逡逑術(shù)方面研究相對國外也就比較的落后，但云臺(tái)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(tái)為基礎(chǔ)的國內(nèi)對攝像機(jī)云臺(tái)的研究。在我國中科院自動(dòng)化研究逡逑所、上海交大等院校和科研機(jī)構(gòu)都先后對攝像機(jī)云臺(tái)技術(shù)進(jìn)行了研宄，，在攝像機(jī)逡逑云臺(tái)的研宄側(cè)重點(diǎn)也是有很多不同的方向。中科院自動(dòng)化研宄所２００３年研制的開逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2711171