無(wú)人機(jī)視覺(jué)穩(wěn)定云臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)人駕駛飛行器(unmanned air vehicle：UAV，簡(jiǎn)稱無(wú)人機(jī))在民用、工業(yè)和軍事領(lǐng)域受到普遍關(guān)注。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和圖像處理技術(shù)等高新技術(shù)的快速發(fā)展，安裝視覺(jué)跟蹤設(shè)備、能對(duì)地面或低空目標(biāo)進(jìn)行跟蹤的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，受到各國(guó)學(xué)者的關(guān)注和研究。其主要功能是能夠捕獲運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并自動(dòng)跟蹤目標(biāo)，將圖像信息實(shí)時(shí)傳送到主控平臺(tái)，廣泛應(yīng)用在精確制導(dǎo)、反恐防暴、公路巡航和抗災(zāi)救援等場(chǎng)合。
　　 本文以小型四旋

2、翼無(wú)人機(jī)為載體，選擇CCD攝像頭采集視頻圖像，使用雙軸穩(wěn)定云臺(tái)作為攝像機(jī)的視軸穩(wěn)定平臺(tái)。該平臺(tái)不但可以隔離無(wú)人機(jī)的擾動(dòng)，以保證攝像機(jī)能夠獲得穩(wěn)定的圖像，還需要快速響應(yīng)控制信號(hào)，使攝像機(jī)視軸跟蹤目標(biāo)視線。本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于無(wú)人機(jī)的視覺(jué)穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)，包括穩(wěn)定控制、圖像處理等多學(xué)科的知識(shí)，同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，外界干擾大，因而對(duì)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和跟蹤控制方法都有極大挑戰(zhàn)。
　　 為了現(xiàn)實(shí)無(wú)人機(jī)視覺(jué)穩(wěn)定云臺(tái)對(duì)目標(biāo)的跟蹤，本文對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行一

3、系列的探討和研究。
　　 首先，了解無(wú)人機(jī)視覺(jué)云臺(tái)的研究背景及意義，對(duì)有關(guān)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀有初步的認(rèn)識(shí)：根據(jù)系統(tǒng)的坐標(biāo)系和動(dòng)力學(xué)原理推導(dǎo)云臺(tái)隔離載體擾動(dòng)的補(bǔ)償公式，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；經(jīng)過(guò)頻域分析，對(duì)穩(wěn)定環(huán)超前校正并仿真對(duì)比，提出模糊PID控制器；分析影響系統(tǒng)精度的因素，設(shè)計(jì)陀螺漂移補(bǔ)償算法。然后，對(duì)現(xiàn)有的跟蹤算法分析并歸類，根據(jù)本系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境選取幾樣合適的算法。硬件方面，針對(duì)雙軸云臺(tái)框架，選擇合適的電子器件和外圍設(shè)備，設(shè)計(jì)并