[實用新型]一種通用型無人機(jī)云臺控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720079060.6
• 申請日: 2017-01-21
• 公開（公告）號: CN206470615U
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冀敏;賴友強(qiáng);惠柳青
• 申請（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 何會俠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通用型無人機(jī)云臺控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，機(jī)載云臺系統(tǒng)被世界各國廣泛研究與應(yīng)用。國內(nèi)對用云臺系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤運動目標(biāo)的研究起步較晚，如2001年，清華大學(xué)用安裝在能水平旋轉(zhuǎn)的車載云臺上的攝像機(jī)進(jìn)行了跟蹤汽車的實驗，而隨著無人機(jī)的使用，無法實現(xiàn)精準(zhǔn)的攝像以及自動導(dǎo)航與尋標(biāo)著陸，因此，提供一種通用型強(qiáng)的云臺系統(tǒng)非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種通用型無人機(jī)云臺控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動導(dǎo)航和尋標(biāo)著陸。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為：

一種通用型無人機(jī)云臺控制系統(tǒng)，包括視頻模塊3，視頻模塊3的信號第一輸出端連接目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸入端，目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸出端連接電機(jī)驅(qū)動與控制模塊2，視頻模塊3的第二信號輸出端連接地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6的信號輸入端；地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6的輸出端連接遙控指令處理模塊4的信號輸入端。

所述的電機(jī)驅(qū)動與控制模塊2包括兩個電機(jī)驅(qū)動21和主控芯片22，主控芯片22的信號輸入端通過串口連接目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸出端，主控芯片22的信號輸出端分別連接兩個電機(jī)驅(qū)動21的信號輸入端，兩個電機(jī)驅(qū)動21的信號輸出端分別連接兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)23的信號輸入端。

所述的視頻模塊3包括ARM處理器31，ARM處理器31通過USB接口連接攝像頭32，攝像頭32連接兩個電機(jī)驅(qū)動21的輸出軸，ARM處理器31通過太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)連接地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6。

所述的電機(jī)驅(qū)動21為L298n。

所述的主控芯片22為CY8C27443-24PXI型號的PSoC。

本實用新型的有益效果：

1、目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5實現(xiàn)目標(biāo)一直處于攝像范圍。

2、視頻模塊3，地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6和指令處理模塊4實現(xiàn)對無人機(jī)的精準(zhǔn)的控制，完成對目標(biāo)的自動跟蹤。

3、兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)在水平和豎直方向的兩自由度轉(zhuǎn)動；L298n控制步進(jìn)電機(jī)的電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的方法，實現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的八細(xì)分驅(qū)動，提高了步進(jìn)電機(jī)分辨率，改善了電機(jī)的運行性能，有效抑制了電機(jī)運行時的噪聲和機(jī)械振動；并通過串口接收上位機(jī)發(fā)送的控制命令控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，保證了云臺轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性和靈活的轉(zhuǎn)動控制

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為電機(jī)驅(qū)動與控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為視頻模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。

參照圖1所示，一種通用型無人機(jī)云臺控制系統(tǒng)，包括視頻模塊3，視頻模塊3的信號第一輸出端連接目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸入端，目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸出端連接電機(jī)驅(qū)動與控制模塊2，視頻模塊3的第二信號輸出端連接地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6的信號輸入端；地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6的輸出端連接遙控指令處理模塊4的信號輸入端。

參照圖2所示，所述的電機(jī)驅(qū)動與控制模塊2包括兩個電機(jī)驅(qū)動21和主控芯片22，主控芯片22的信號輸入端通過串口連接目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5的信號輸出端，主控芯片22的信號輸出端分別連接兩個電機(jī)驅(qū)動21的信號輸入端，兩個電機(jī)驅(qū)動21的信號輸出端分別連接兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)23的信號輸入端。

所述的視頻模塊3包括ARM處理器31，ARM處理器31通過USB接口連接攝像頭32，攝像頭32連接兩個電機(jī)驅(qū)動21的輸出軸，ARM處理器31通過太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)連接地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6。

所述的電機(jī)驅(qū)動21為L298n。

所述的主控芯片22為CY8C27443-24PXI型號的PSoC。

兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)在水平和豎直方向的兩自由度轉(zhuǎn)動；L298n控制步進(jìn)電機(jī)的電流矢量恒幅均勻旋轉(zhuǎn)的方法，實現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)的八細(xì)分驅(qū)動，提高了步進(jìn)電機(jī)分辨率，改善了電機(jī)的運行性能，有效抑制了電機(jī)運行時的噪聲和機(jī)械振動；并通過串口接收上位機(jī)發(fā)送的控制命令控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，保證了云臺轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性和靈活的轉(zhuǎn)動控制。

本實用新型的工作原理：

使用時，通過以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)將攝像頭32的航拍視頻或圖片等傳回地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6，地面站數(shù)據(jù)系統(tǒng)6傳輸控制指令給遙控指令處理模塊4進(jìn)行解析與處理，實現(xiàn)對無人機(jī)的控制；目標(biāo)檢測與跟蹤模塊5主要根據(jù)攝像頭32獲取的圖像信息，對圖像中感興趣的目標(biāo)進(jìn)行長時間穩(wěn)定的自動跟蹤，并將生成控制兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)23的命令發(fā)送給主控芯片22，主控芯片22通過兩個電機(jī)驅(qū)動21控制兩個兩相混合式步進(jìn)電機(jī)23，實現(xiàn)攝像頭32的轉(zhuǎn)動，使目標(biāo)一直處于攝像范圍之中。