[发明专利]分体式云台的自动跟随控制系统及方法

摘要

本发明为一种分体式云台的自动跟随控制系统及方法。本发明针对分体式云台在监测目标时随动云台需跟随主控云台转动并保证朝向一致的问题，提供了一种建立联动数学模型的方法，实现自动控制主控云台和随动云台使其朝向一致。

主权项

一种分体式云台的自动跟随控制系统及方法，其特征是，它包括主控云台和随动云台，主控云台和随动云台均设置有水平和俯仰机构，主控云台和随动云台的内置处理器均包含有控制模块；首先，确定与目标水平面对应的联动数学模型中的系数：(1)、当监控的所有目标处于同一水平面S1时，可以通过如下方法求得：手动控制并观测屏幕使主控云台和随动云台指向同一目标水平面上的一个具体目标时，主控云台的控制模块能够自动获取主控云台的水平转动角xx1和俯仰转动角xx2；随动云台的控制模块能够自动获取随动云台的水平转动角yy1和俯仰转动角yy2并将获得的水平转动角xx1、yy1和俯仰转动角xx2、yy2自动输入预置在随动云台处理器内的联动数学模型，获得联动数学模型中的系数h1，h2和d；(2)、当主控云台和随动云台同时监控S1和与S1平行的水平面S2上的目标时，S1和S2水平面分别对应一个联动数学模型，测定主控云台到S2水平面上任意一个目标的距离l2，就能确定S2水平面的联动数学模型的系数：h1′＝l2*sinxx2′，h2′＝(h1′ h1)+h2，其中h1′和h2′为S2水平面的联动数学模型的系数，xx2′是主控云台到S2水平面上的目标的俯仰转动角，该俯仰转动角能够通过控制模块自动获取，h1和h2是(1)中计算得到的S1水平面的联动数学模型的系数；其次，联动数学模型中的系数确定后，当主控云台转动时，主控云台的控制模块能够自动获取主控云台的水平转动角x1和俯仰转动角x2；随动云台处理器通过联动数学模型： y 1 = arctan ( h 1 ctg ( x 1 - a 1 ) sin ( x 2 - b 1 ) h 1 ctg ( x 1 - a 1 ) cos ( x 2 - b 1 ) - d ) + a 2 或 y 1 = arctan ( h 1 ′ ctg ( x 1 - a 1 ) sin ( x 2 - b 1 ) h 1 ′ ctg ( x 1 - a 1 ) cos ( x 2 - b 1 ) - d ) + a 2 , y 2 = arcctg ( h 1 ctg ( x 1 - a 1 ) sin ( x 2 - b 1 ) ) 2 + ( d - h 1 ctg ( x 1 - a 1 ) cos ( x 2 - b 1 ) ) 2 h 2 + b 2 或 y 2 = arcctg ( h 1 ′ ctg ( x 1 - a 1 ) sin ( x 2 - b 1 ) ) 2 + ( d - h 1 ′ ctg ( x 1 - a 1 ) cos ( x 2 - b 1 ) ) 2 h 2 ′ + b 2 , 得到随动云台的水平转动角和俯仰转动角；上述y1为随动云台的水平转动角，y2为随动云台的俯仰转动角；h1、h1′为主控云台到水平面的垂直距离；h2、h2′为随动云台到水平面的垂直距离；d为主控云台和随动云台之间的距离；a1和a2分别为主控云台和随动云台的水平偏角；b1和b2分别为主控云台和随动云台的俯仰偏角。最后，随动云台的处理器根据得到的随动云台的水平转动角和俯仰转动角驱动随动云台的自动跟随动作使主控云台和随动云台目标一致。