Experimental platform for moving double-camera system based on binocular vergence eye movements

A control model of binocular vergence eye movements is presented. The control model can reduce blind areas caused by the double cameras in motion platform. In order to validate the model performance, an experimental platform and its control system based on TMS320LF2407 are designed. The control system has its compacted configuration and high reliability. The simulation and experimental results show that the control system can realize binocular vergence movements. Compared with the conventional moving double cameras system, this new system can considerably reduce blind areas.

用于航空相机像移补偿的三轴稳定平台设计与研究

航空相机在工作过程中,由于载机的抖动干扰,拍摄过程中会产生像移,而像移是影响图像质量的主要原因。为航空相机配备一套稳定平台系统是解决像移问题有效的解决办法,稳定平台系统的原理是通过将航空相机成像传感器与干扰隔离来稳定视轴。为了稳定视轴,实现推扫拍摄,这里设计了一种三轴稳定平台,对三轴稳定平台的姿态补偿方式和结构设计进行了研究。通过分析像移对像质的影响,确定了轴系的旋转精度,推导了基于角速度的横滚轴、俯仰轴与航向轴框架交叉耦合的平台补偿方程。然后,根据轴系精度和运动补偿方程,设计并分析了三轴稳定平台结构,通过实验来验证视轴稳定的性能。实验结果表明,平台在载波干扰下具有良好的稳定性能。

基于单片机的智能垃圾箱设计

针对当前垃圾分类效率低、回收利用率低、污染严重的问题,为了加强垃圾管理,创造优美、舒适的环境,采用STM32单片机作为核心控制器,结合K20图像识别系统、光敏电阻、太阳能发电板、蓄电池和OV5642摄像头等组件,利用MX-YOLOv3平台,设计了一款具有投放、垃圾分类、储电照明功能且可以移动的智慧垃圾箱,可广泛使用于学校、小区、城市街道、景区等多种场所,旨在提高垃圾分类效率,促进资源回收,减少环境污染。

基于AVR单片机的机载惯性稳定云台设计

针对多旋翼无人机在航拍时,画面会随着巡航时俯仰、横滚等飞行动作而变得不稳定的问题,设计了一种基于AVR单片机和MEMS陀螺仪的机载惯性稳定云台。该云台利用经卡尔曼滤波(Kalman Filtering)的陀螺仪输出数据对飞机在三个轴向上的角速度变化进行监测和判断,驱动步进电机对云台姿态进行实时反向补偿,实现这一系统使摄影机拍摄的画面能够时刻保持稳定。实验结果表明,系统稳定、可靠、性能良好。

无人机遥感设备的自动化控制系统

UAVRS-Ⅱ型无人机低空遥感监测系统以面阵CCD数码相机和稳定平台作为主要机载遥感设备。遥感设备和稳定平台的自动化控制系统重点解决利用单轴稳定平台修正偏流角和根据无人机飞行时的导航参数实时解算曝光间隔来确保航向重叠度的问题。地面和实际飞行试验表明,这套自行开发的无人机遥感设备的自动化控制系统达到了预期的目的、取得了良好的效果。

国外高分辨率相机与卫星平台连接方式综述

文章通过对比分析高分辨率相机与卫星平台之间的结构一体化程度,总结出三种不同类型的连接方式,并对它们的受力形式以及传力特点进行了详细的列表对比和分析总结,给出了中国敏捷成像相机与卫星平台一体化设计的建议。

月基极紫外相机跟踪转台设计与刚度分析

为了满足登月的任务要求,需要对极紫外相机的刚度进行优化设计与深入分析。二维跟踪转台是影响整机力学特性的关键部件,对影响其刚度特性的U形支架、轴系、蜗轮蜗杆传动机构进行了优化设计。为了准确评估二维转台的力学特性,考虑轴系与蜗轮副的间隙,采用间隙元理论代替耦合点约束建模分析,其基频为31.1 Hz。对力学模拟样机的力学特征扫描试验表明EUVC的特征频率为28.8 Hz,二者非常接近,因此采用间隙接触单元建模更能真实的模拟二维转台。通过整机正弦和随机力学振动试验表明,在保证跟踪转台机构正常运转和尺寸、重量约束的前提下,各环节的刚度设计合理,极紫外相机及二维跟踪转台基频特性及抗力学特性满足嫦娥探月工程的任务要求。

基于单片机的遥控无极变速电动云台设计

利用单片机与直流电动机调速技术设计出一种遥控无极变速电动云台,根据需要改变遥控器的操作手杆的位置可自由控制云台电动机转动的速度快慢,使云台上的相机能够迅速准确地跟踪需要拍摄的对象。

钢丝绳传动航空光电稳定平台设计

针对某高光谱相机选择系留气球作为飞行平台的使用要求,设计了一台钢丝绳传动两轴稳定平台,对系留气球在方位和俯仰方向的姿态变化进行角度补偿。稳定平台的方位和俯仰传动机构均采用钢丝绳传动,方位轴和俯仰轴的连续驱动力矩分别为93.6 N·m和117 N·m,两轴的最高转速分别为25(°)/s和20(°)/s。对稳定平台进行了实验室测试,测试结果表明:稳定平台的传动精度为5μrad,传动误差不大于0.7%,方位轴和俯仰轴的开环控制伺服带宽分别为15 Hz和35 Hz,正弦跟踪精度均方根误差值分别为0.0045和0.0043。然后进行了外场飞行试验,稳定平台安装在系留气球底部,俯仰框架上安装35 kg的高光谱相机进行空中对地观测,飞行试验中获取稳定平台陀螺稳定数据,得到方位轴和俯仰轴的稳定精度分别为38.83μrad(RMS)和37.26μrad,满足高光谱相机稳定成像的指标要求。

某红外相机稳定平台框架结构设计与分析

针对某红外相机稳定平台,设计了两轴两框架的结构形式。对相机关键支撑结构件照准架进行了较为详细的结构设计和分析研究。照准架采用一体式半封闭结构,提高了照准架的自身结构刚度,同时避免了大尺寸面的加工变形以及装调问题。建立了照准架的三维模型,并进行了6g重力、常温和-20℃均匀温降工况下的静力学分析和模态分析研究。分析结果显示,照准架的最大变形为0.706mm,最大应力为47.33 MPa;1阶模态为53.2 Hz,均满足设计指标。利用有限元软件为红外系统照准架的设计可行性提供了理论依据。

航空稳像光电平台设计

分析了随机振动对调制传递函数的影响,指出角位移是影响航空成像质量的主要因素.研究了特定条件下可容许的MTF下降,并转变为稳定系统的设计参量,用来指导稳像系统的设计.利用空间机构学及平行四边形平动原理,研制了一种新的无角位移减振稳像平台,满足既无角位移又达到减振要求.根据设计理论给出了设计实例,对频率高于100HZ的振动,衰减达34dB,并利用动力学软件进行测试仿真,仿真曲线验证无角位移减振的正确性,同时对无角位移机构进行光学测试,结果耦合角度小于8″,可以满足航空成像要求.

车载摄像平台序列图像快速拼接方法

针对车载摄像平台序列图像拼接中存在畸变、数据量大的问题,提出一种车载摄像平台序列图像快速拼接方法。首先对图像进行预处理来消除畸变的影响,然后对图像检测SURF特征点,定义特征点匹配率作为图像的相似性度量,根据特征点匹配率提取关键帧,再采用改进的配准策略得到全局配准模型,避免了配准误差的累积,最后采用一种最大值融合法得到序列图像的拼接图。实验结果表明:该方法具有较强的鲁棒性、更为快速。

基于光纤通信的光电跟踪实验系统设计

介绍一种基于光纤通信的光电跟踪实验系统的设计思路及实现。该系统采用模块化设计,各模块均采用高性价比的独立实验装置进行集成。介绍了光纤通信、光电跟踪的基本原理,实验系统的硬件组成,并对该系统进行了测试和分析。基于该系统的光电跟踪实验能有效地激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识面,提高学生的动手能力和创新能力。对实验系统的进一步完善作出了展望。

C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统

提出了一种与传统桨距角递推算法不同的基于高速摄影和图像处理的桨距角测定方法。根据实验要求,开发了一个以微型旋翼飞行器的非对称变距装置为测试主体的实验平台,并设计了一套基于C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统。该控制系统以C8051F020单片机为微控制器,用微型位置传感器来检测螺旋桨主轴的相位信息,并利用C8051F020单片机内部的PCA捕捉功能采集位置传感器的输出信号,得到螺旋桨主轴的四个相位;利用单片机输出的PWM方波信号控制电机的转速,以达到对螺旋桨电机进行加速的目的;利用单片机内部产生的PCA捕捉中断来触发高速摄像机的拍摄,以实现飞机加速与拍摄的同步。该控制系统结构紧凑,系统可靠性高。最后通过该控制系统来控制微型飞行器仿真飞机前飞的状态,得到该状态下桨叶的变距曲线,证明所提出的桨距角测定方法和由此开发的实验平台在测量桨距角中是有效的,达到了预期目标。

航空相机稳定平台控制算法设计及其像移补偿

飞行过程中飞机姿态角速度变化会对摆扫式航空相机产生干扰,另外相机在拍摄时飞行方向上的景物与感光介质之间存在相对运动。为消除姿态角速度的干扰和前向像移,设计了一种基于F28335的机载相机两轴稳定平台系统。探讨了伺服控制系统的算法选择,介绍了硬件结构和软件流程。通过摇摆台试验证明,该两轴稳定平台动态精度高、运行可靠,满足相机拍摄时序和精度的要求。

基于数字摄像机的舌象采集平台设计方案

近年来,数码相机作为舌诊图像数字化的常用工具,得到了广泛应用。但由于数码相机更新换代频繁,且不同品牌、不同型号的数码相机由于其内嵌的颜色校正算法不同,在成像色彩上均存在一定的差异,给后期颜色校正算法的通用性设计带来了很大的难度。因此,成像相对稳定且成像质量也令人满意的数字摄像机作为一种理想的成像设备,就有了应用的价值。本研究搭建了一个基于摄像机的舌象采集平台,并且根据舌象采集的需要,设计了高色温高显色性和低色温高显色两种光源,为后期研究的继续和深入,奠定了一个良好的基础。

遥感相机通信适配器的设计与实现

卫星平台搭载与卫星星务计算机系统通信接口类型不一致的遥感相机时,星务计算机系统与遥感相机间无法进行通信,导致遥感相机不能正常工作。针对星务计算机系统与遥感相机计算机控制系统通信接口类型的不一致,设计并实现了遥感相机通信适配器。通过遥感相机通信适配器,完成遥感相机计算机控制系统和星务计算机系统间通信接口的转换,实现了二者之间的通信。在工程应用上,首次利用遥感相机通信适配器解决了星务计算机系统与遥感相机计算机控制系统通信接口类型不一致的问题,提供了解决二者之间通信接口类型不一致的新途径,为今后卫星平台搭载与卫星星务计算机系统通信接口类型不一致的遥感相机做了成功的实践。

基于滑模变结构控制的车载摄像稳定平台的干扰力矩补偿研究

车载摄像在工作时会随着车辆颠簸。这会造成摄像焦点难以捕捉的问题。本研究所设计的稳定平台传统框架结构具有三维的传动轴进行补偿,保障了摄影器材能够跟踪拍摄物体。考虑到实际工况中会有干扰力矩对稳定平台造成控制误差,本研究采用滑模变结构控制方法对平台进行控制以实现干扰力矩补偿,并将指数趋近律和幂次趋近律相结合以消除抖振的影响。经仿真实验表明,本研究所设计的车载摄像稳定平台采用的控制方法相较于传统PID控制,具有更快的响应速度,并且能消除由于摩擦产生的平顶现象,相较于指数趋近律,采用指幂趋近律的控制方法能够补偿由于负载不平衡带来的角度偏转误差,并能明显消除抖振影响。

Windows环境下的立体视频测试平台技术

介绍了在Windows环境下利用双USB摄像头捕获立体图像和立体视频,自定义立体视频文件,并基于OpenGL进行立体视频显示,从而快速构造起一个立体视频的集成测试平台。它简单易行,且成本低,可很容易地集成到立体视频的应用系统中。

基于C形臂的手术导航相机标定方法

针对基于C形臂的手术导航系统中相机标定这一关键技术中存在的过渡环节过多、参数求解过程复杂等问题,提出一种完全忽略相机模型的解决方法。该方法完全忽略相机模型,在映射参数求解过程中简化了过渡环节,使得算法实现变得高效;同时,提出了带有双层金属球的校准靶,通过识别小球的投影数据来实现相机标定。在校准点验证实验中,可以验证经变换后的坐标的残余误差均不超过0.002像素;在导航验证实验中,借助初步搭建的导航平台成功实现了探针取点及穿孔。实验结果表明,该相机标定方法的精度能够满足手术导航系统的精度要求。