Development of a Stabilized Pan/Tilt Platform and the State of the Art

In the context of this paper, a small scale, medium precision, stabilized pan/tilt platform is developed as a prototype, which is used to compare various stabilization algorithms experimentally. The overall performance of the system depends on rigid body dynamics, structural dynamics, servo control loops, stabilization control algorithm, sensor fusion algorithm and sensory feedback such as from the IMU （inertial measurement unit）. In the case that the response bandwidth of the overall system is high enough, the same hardware can also achieve active vibration isolation. All of these design aspects are investigated in the paper via numerical models and with their experimental verification.

机器人摄像机在全媒体演播室中的应用

机器人摄像机是一种新型拍摄设备。福建省广播影视集团新建的全媒体演播室使用了机器人摄像机。介绍机器人摄像机的技术架构及实际应用,总结技术实施中遇到的难点及解决办法,提升机器人摄像机应用的智能化和自主化。

基于模型预测的二维视觉云台控制算法研究

视觉伺服是一种利用从视觉传感器中提取的反馈信息来控制机器人运动的技术,云台视觉伺服控制就是将视觉传感器获得的信息反馈给控制器,实现对云台的闭环控制,使目标始终出现在相机的中心位置。首先利用核相关滤波跟踪算法(KCF算法)得到待追踪目标在像平面中的像素坐标,基于图像雅可比矩阵及云台速度雅可比矩阵,建立像平面中特征点像素移动速度与二维云台各关节回转速度之间的数学模型,根据数学模型采用模型预测控制方法构建控制器,计算得到二维云台各个关节的最优控制速度,便于系统对目标进行最佳的跟踪,保持待追踪目标始终处于像平面的中心位置。最后在搭建的实验平台上进行运动目标跟踪实验,实验结果表明,所设计的系统具有较好的目标跟踪效果,验证了跟踪算法的可靠性。

小型无人机地面目标跟踪系统机载云台自适应跟踪控制

本文针对小型无人机地面目标跟踪系统，提出了一种机载云台自适应跟踪控制算法．该算法在摄像机外参数未知的情况下，利用图像信息和机载传感器得到的无人机状态进行反馈，最终实现了对云台摄像机姿态的控制，使得无人机在跟踪目标飞行过程中，地面目标可以始终保持在摄像机的图像中心．为此，论文首先通过分析无人机、目标和摄像机三者的相对位姿关系，建立了目标点在图像平面的运动学模型．在此基础上，基于李雅普诺夫稳定性理论设计了自适应控制算法．理论分析与仿真结果表明本文所设计的摄像机姿态控制器在摄像机外参数未知的情况下，可以使被跟踪目标始终保持在图像中心．

基于MSP430单片机的云台控制系统设计与实现

为了满足当前监控领域中对高速、高精度球形摄像机的大量需求,提出了基于MSP430单片机及两相步进电机细分驱动芯片A3977的球形摄像机云台控制系统实现方案,并详细阐述了系统组成结构、软硬件设计。实践结果表明该系统具有调速范围宽、定位精度高、成本低及可靠性好等优点,具有良好的市场应用前景。

无人飞行器地面移动目标跟踪系统研究现状与展望

无人飞行器地面移动目标跟踪系统是一项在军事和民用方面都具有广泛应用前景的非常重要的研究课题。首先分析了系统的特点，然后详细介绍了国内外无人飞行器地面移动目标跟踪系统的研究方法和现状，并指出其不足。最后，针对现有系统中控制方法的欠缺，提出了将仿人眼控制系统用于无人飞行器上的摄像机云台控制的新方法。

无人机地面目标跟踪系统的建模与控制

对无人机地面目标跟踪系统进行了分析,并建立了各个子系统的数学模型,针对跟踪过程中可能导致目标丢失的两个关键问题——无人机的飞行轨迹和云台摄像机的控制,给出了一种轨迹规划与跟踪算法,该算法既可以使无人机与目标保持一定距离,又保证了无人机在飞行过程中机头始终朝向目标。此外,设计了一种云台摄像机控制方法,该方法利用无人机与目标的相对位姿和目标偏离图像中心的偏差作为反馈信息对云台摄像机进行控制。仿真结果表明本文所设计的无人机地面目标跟踪系统具有良好的性能。

基于主动视觉的人脸检测与跟踪算法研究

基于融合Kalman滤波的Camshift算法与Adaboost算法相结合的方法,提出了一种基于主动视觉的人脸检测与跟踪算法。利用Adaboost算法与融合的Camshift算法实现人脸自主检测与跟踪;根据目标形心与视场中心的位置关系以及人脸区域与视场的面积关系,设计了云台控制算法。该控制算法通过对云台摄像机进行水平、垂直和变焦控制,达到自动调整云台摄像机参数的目的。基于硬件平台对所提出的主动视觉算法进行实验验证,实验结果显示,主动视觉算法具有较高的运行效率,能够实时的检测和跟踪人脸目标,扩大了摄像机的跟踪范围。

一种带预置存储功能的防爆电动云台镜头步进串行控制器设计

介绍了基于89S52单片机的云台镜头控制器的主要功能、结构、原理和控制协议,并给出了一种采用步进电机来实现云台的转动,及带预置存储功能的实现方法。

利用Java实现对云台和镜头的远程控制

结合我国实际情况和未来的发展趋势,开发出基于Java的视频监控系统,实现对云台和镜头的远程控制.系统包括RS-232/RS-485的转换,解码器和云台、镜头以及它们与计算机串口的硬件连接,通过Pelco-D协议,采用Java的扩展类库comm.jar库进行串口通信.客户端通过套接字对服务器端的云台和镜头进行控制,对于同时来自服务器端和多个远程客户端对云台和镜头的控制所产生的冲突提出了解决方法.系统具有跨平台性.

机载惯性稳定云台系统的研究

针对超小型无人直升机系统对机载云台的要求,首先,设计了二自由度的机载云台机构,然后,采用MEMS传感器设计了云台系统的微姿态参考系统,其中利用一种卡尔曼滤波算法实现各种传感器信息的融合,从而获得云台系统的最优姿态信息;然后,采用一种自适应模糊控制算法设计了机载云台的控制系统,该模糊控制算法具有模糊规则和解模糊自适应调节的性能;最后,飞行试验验证了云台机构、传感器系统和控制系统的可行性。

基于自动识别系统的长江控制河段船舶视觉伺服跟踪方法

针对狭窄弯曲的控制河段目标船舶跟踪监视难度大,直接采用现有海事视频跟踪监视方法存在跟踪滞后、对准误差,乃至目标丢失的问题,提出了采用船舶自动识别系统(AIS)与多个云台摄像机联动的方式对控制河段船舶进行主动跟踪监视。云台摄像机根据目标船舶的经纬度进行初始对准;同时结合船舶航速、航向进行动态预测跟踪以平滑图像并消除跟踪滞后;进一步运用目标船舶图像识别进行误差校正,以保证目标船舶始终处于最佳监视区域。仿真结果表明,该算法可对目标船舶进行连续、动态跟踪,实时性好,准确性高。

低空遥感小型三轴陀螺稳定平台的设计与实现

按照测绘领域专用、性价匹配的思想,设计并实现了一套低成本的低空遥感小型三轴陀螺稳定平台。该系统以自主设计的三轴铝制云台为平台,以微电子机械三轴角速率陀螺、线加速度计和磁阻传感器为基础,配置ARM CortexTM-M3 32位核心微处理器,以数字钛合金舵机为驱动输出,具有体积小、精度高、成本低、自主稳定与罗差自检校等特点。实验表明,稳定平台的航向角测量精度可达1°,俯仰角和横滚角可达0.1°,机械控制精度优于0.1°,驱动响应时间小于20ms,可以满足小区域大比例尺地形图立体测绘对稳定平台的要求。

污水排放的远程监视监测系统

本文介绍了由环保部门通过电脑远程监视、监测所属企业污水排放的情况 ,并在电脑上自动记录各项监测的数据 。

基于STC12C5410AD的新型摄像摇臂云台控制器设计

设计了一种新型7.5 m摄像摇臂控制器,该控制器以单片机STC12C5410AD为控制核心,采用了万向摇杆电位器、直流减速电机、电机驱动芯片LMD18200、电压转换芯片LM7525和蓄电池电量管理等模块电路,详细阐述了系统组成原理、软硬件设计。实验结果表明该系统控制器具有性能稳定、兼容性好和成本低等优点。

基于虚拟连杆机构的类圆柱体目标位姿获取

目标位姿获取是制约排爆机器人智能化程度的关键技术与环节。针对危险弹药等类圆柱体目标的位姿获取难题,设计了一种以具有角度反馈的云台为底座、以激光测距传感器光束为虚拟连杆的目标位姿获取机构,描述其组成和测量原理,给出利用该机构实现位姿获取的计算、验证方法与公式,对测量误差进行分析。采用该机构和方法,仅需采集空间两点的坐标信息即可同时获取弹药等类圆柱体的位置和姿态,作业效率高,适于工程应用。设计了遥操作位姿测量系统,将该机构用于排爆机器人,获取的位姿精度能够满足使用要求,可直接用于引导机械手实现路径规划与自主抓取,效果良好。

视频监控系统中云台控制模块的设计与实现

介绍了一种基于ARM嵌入式系统和飞思卡尔单片机的网络视频监控系统中摄像头云台控制模块的设计与实现。云台控制模块属于整个系统的一个功能模块,首先ARM端发送一组云台转动的控制命令,经ARM芯片的GPIO引脚传送到单片机,单片机采集到信号之后将云台转动命令转换成云台控制信号,从而完成整个控制过程。

基于SPCE061A单片机的云台镜头控制系统设计

介绍了应用于数字视频监控系统中的云台镜头控制系统的主要功能，结构及原理，并给出了一种基于SPACE061A单片机的云台镜头控制系统的软硬件设计与实现方法。

基于视频监控的数字控制系统设计

给出了视频监控系统中的一种新的云台、镜头控制方法。设计了视频切换矩阵和解码器的CAN通信电路,提出了实现PELCO-P协议的解决方案。利用CAN总线自身的优势,提高了云台、镜头控制系统的性能。

基于CAN总线的云台镜头解码器设计

针对闭路电视监控系统中云台镜头解码器的通讯通常采用RS-485协议,而控制器局域网络(CAN)是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络,具有高性能、高可靠性的特点.以P87C591单片机为控制器,设计基于CAN总线的解码器系统,并给出硬件电路和软件编程,开发了CAN应用层通讯协议,实现了控制数据的快捷传输.