【分享帖】第十课时云台浅谈增稳云台-RoboMaster 社区

【分享帖】第十课时云台浅谈增稳云台

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2018-04-01

本篇文章将会向大家具体地讲解书中提到的增稳云台。

首先回到最原始的问题，为什么我们需要云台？相信大家通过看书也已经知道，云台的目的是为了解决相机抖动而导致拍摄不清楚的问题。这里拿无人机为例，在无人机上有哪些因素会的导致其所携带的相机抖动呢？主要有以下三点：

1. 飞机螺旋桨本身的高频运动带来整个机身的震动，由于小型无人机质量小、惯性小，动力完全依靠螺旋桨本身向下推力的反作用力。而螺旋桨的震动无法做到精确同步抵消扰动。

2. 飞机运动是带来的风阻是出重力外的最大外力。飞机外形设计的不规则程度以及飞行过程中不规则的运动轨迹会带来大量不规则的高频抖动。而飞机本身速度越快是风阻产生的这种抖动能量也越大。

3. 小型无人在做规定动作时同样会带来飞行姿态的改变，这种改变虽然可以预测，但不可避免。例如，无人机水平向前飞行的时候，无人机会做出前俯动作，而前飞停止的瞬间会做出后仰动作以抵消向前的惯性。因此，飞行姿态会对在拍摄中对于要求在空间坐标系中相对稳定的摄像镜头造成低频的方向扰动。

针对以上的问题，我们在书中说过可以通过应用增稳云台来予以解决，目前主要有三种主要的增稳方式：

1. 光学增稳：

光学增温是对整个系统的光学子系统中的某个或某几个光学元件的控制和稳定来实现拍摄时的稳定。常用于稳定的元件有折射元件，反射元件以及多种元件的组合。

2. 电子学增稳

采用整体稳定或光学增稳方法由于要采用特殊的结构和专用的元件，因此增加了系统的体积、功耗，是系统变得较为复杂。近电子稳像主要有两种方法：

a)在摄像机上设置两个速率陀螺测量瞬时角速率，通过计算机处理并转换成图像运动矢量，然后采用像移补偿技术是想图像稳定。

b)完全不用陀螺仪，而是利用稳定算法，通过先求出图像运动矢量，再进行相移补偿。该方法具有设备简单、成本低廉的特点。

3. 平台增稳

平台增稳是将全部的光学系统和敏感元件安装在一个用环架系统悬挂起来的台体上，并用脱落等惯性传感器安装与台体上，形成陀螺稳定平台。根据环架系统稳定周的数量，可分为单轴，两轴和三轴稳定平台。

当环架支撑轴无任何干扰力矩作用时，平台将相对惯性空间始终保持在原来的方位上，当平台因干扰力矩作用而偏离原来的方位时，陀螺敏感平台变化的姿态角或角速率反馈到控制核心，经过一系列算法处理，送出控制量给环架的力矩电机，通过力矩电机产生不成力矩对干扰力矩进行补偿，从而是平台保持稳定。目前来看平台增稳是最有效的方案。