航拍防抖云台.doc

江 西 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计（论文） 题 目：航空摄像机防抖平台——云台设计 学 院：电气工程与自动化学院 专 业：自动化 班 级：091班 学 生：方强 学 号：37号 指导教师：王祖麟 职称：教授 摘 要 高质量的摄像需要的条件有摄像机的好坏、角度的选取、摄影师的水平和平台的稳定，这里提出一种能让摄像机保持稳定，使摄像机不会因为一些抖动而影响摄影质量的平台，就是高稳定防抖云台，平台采用的算法是PID经过改进后实现的，目标是提高初始调节速度、减小超调量和减小稳定后的纹波。经过实践操作，实现了这一个目标，很好的实现了调节相应速度快、稳定、调节过程平滑，不会出现自身产生的抖动，这些要求。 关键词：摄像；PID算法；云台；高稳定 ABSTRACK Conditions required for high-quality imaging with the quality of the camera angle selection, the photographers level and stable platform presented here a way to get the camera to remain stable, so that the camera will not be affected because some jitter photographic quality platform is the high stability stabilization PTZ platform uses PID algorithm is realized through improved, the goal is to improve the initial adjust the speed and reduce overshoot and reduced stability after ripple. After a practical operation, to achieve this goal, to achieve a good adjustment corresponding speed, stable, smooth adjustment process, the jitter will not self-generated, these requirements. Key words: camera shooting;PID;PZT;High stability 目 录 第1章 绪论 1 1.1 本文背景和航拍云台技术发展现状 1 1.2 课题来源及设计要求 1 1.2.1 设备应适应的环境 1 第2章 航空摄像机防抖系统总体方案设计 2 2.1 航空摄像机防抖系统概述 2 2.2 航空摄像机防抖系统具体方案选择 2 2.2.1 云台机械架构及外形选择 2 2.2.2 算法方案选择 3 2.2.3 运动部件（电机）的选择 4 第3章 航空摄像机防抖系统组成及其硬件设计 5 3.1 平衡传感器 5 3.2 电机操控 6 3.3 主控芯片及接口电路 6 3.3.1 ARM处理器的型号 7 3.3.2 Cortex?-M3 v7M处理器 8 3.3.3 STM32F103VET6 8 3.3.4 STM32F103VET6最小系统 8 3.4 电机驱动单元设计 12 3.5 数据采集 12 3.5.1 DMA 13 3.6 数字显示电路设计 13 3.6.1 LCD11264 13 3.6.2 模块化设计 14 3.6.3 IIC通信协议 15 第4章 航空摄像机防抖系统控制策略及软件设计 19 4.1 系统软件总体结构 19 4.2 信号处理 19 4.3 闭环控制算法设计 20 4.3.1 PID控制理论概述 20 4.3.2 PID算法的效果 22 第5章 工程实物制作 23 5.1 硬件电路制作 23 5.2 软件程序编程与调试 23 5.2.1 ADS 24 5.2.2 IAR 24 5.2.3 RVMDK 24 设计总结 25 附 录A 电路图 26 附 录B 部分程序清单 28 参考文献 35 外文资料 36 致 谢 50 绪论 本文背景和航拍云台技术发展现状 国外较早地开始了这方面的研究，主要用于军事方面，也是由军事开始的，第一个云台是二战时德国用在导弹上面的，使当时的导弹具有很高的打击精度，后来得到很多国家的肯定，并且效仿，这项技术使导弹打击精度技术进入了一个新时代。 与国外相比，国内对于云台的研究起步相