嵌入式机载摄影稳定平台的设计73074

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1、第30卷第9期仪器仪表学报Vol.30No.92009年9月ChineseJournalofScientificInstrumentSep.2009嵌入式机载摄影稳定平台的设计12邱宝梅，王建文(1重庆邮电大学网络化控制与智能仪器仪表教育部重点实验室重庆400065;2中国电子科技集团第26研究所重庆400060)摘要：为消除无人机或直升机飞行振动对航空摄影清晰度的影响，设计了安装摄像机的机载摄影稳定平台。该机载摄影稳定平台采用了嵌入式控制技术﹑多传感器融合技术等。以微处理器AT91RM9200和嵌入式操作系统μC/OS–Ⅱ为核心设计了控制系统；以

2、微机械陀螺﹑加速度计和GPS等传感器组成航姿仪来测量稳定平台的速度与姿态信息。该稳定平台在实验室的摇摆平台上和无人飞机上分别进行了稳定测试，其姿态稳定精度达到0.4°，隔离度达到38dB，从而达到了高清晰度摄影的要求。同时，具有重量轻﹑功耗小﹑灵活度高等特点。关键词：机载摄影；陀螺稳定平台；嵌入式控制中图分类号：TP273文献标识码：A国家标准学科分类代码：510.80Designofembeddedstabilizedplatformforaerialphotography12QiuBaomei,WangJianwen(1KeyLaborator

3、yofNetworkControl&IntelligentInstrument(ChongqingUniversityofPostsandTelecommunicationsMinistryofEducation,Chongqing400065,China;2ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporationNo.26ResearchInstitute,Chongqing400060,China)Abstract：Inordertoeliminatethevibrationeffectofunmannedaeria

4、lvehicleorhelicopterandtogethighqual-ityimage,anaerialphotographystabilizedplatformisdesigned.Thestabilizedplatformisdevelopedbymeansofembeddedtechnology,multi-sensorfusiontechnologyandsoon.ThecontrolsystemisdesignedbasedonAT91RM9200microcomputerandembeddedµＣ/OS-Ⅱoperatingsyst

5、em.TheattitudeandheadingreferencesystemapparatusismainlycomposedofanMEMS-gyro,anaccelerometerandaGPS(GlobalPositioningSys-tem).Itsaimistomeasurethepositionandvelocityofthestabilizedplatformandsenddatatothecontrolsystem.Theplatformwastestedonthewobblingplatforminlaboratoryandan

6、unmannedaerialvehicle.Testresultindi-catesthatthestabilizedaccuracycanachieveto0.4degreeandtheisolationcanachieveto38dB,whichcansat-isfytherequirementsofhighdefinitionaerialphotography.Keywords：aerialphotography;gyro-stabilizedplatform;embeddedcontrol能够清晰的摄影。近年来，随着精密机械、微电子技术、1

7、引言数字信号处理技术、功率电子技术和伺服驱动技术的飞速发展，惯性稳定技术有了很大的发展。国外在在这方面的在无人机或直升机上采用高清晰摄像机进行航空摄[1]研究已经向小型化、数字化和集成化方向发展。国内在影时，由于飞机在飞行时会受到本机和气流等多重影响，这方面的研究起步相对较晚，很多直升机光电机载采用光导致机体将无法保持平稳，这给机载相机的高精度拍摄带电一体化技术实现，结构笨重、功耗大、不能适应多摄像来很大的困难。而机载摄影稳定平台正是用于在航空摄影机的摄影，特别是高清晰度摄像机。采用微机械陀螺和石过程中对摄影机进行稳定控制以隔离直升机或无人机在英加

8、速度计组成的航姿仪比采用挠性陀螺体积更小、功耗飞行中的振动。保持航空摄影时摄相机水平(俯仰和横滚更低、寿命更长、抗冲击能力