CN206819122U - 一种无人机搭载的云台结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种无人机搭载的云台结构,包括云台的机械结构和内部的控制单元,机械结构包括滚转电机控制单元、俯仰电机控制单元、图像采集单元和平台,平台设置在滚转电机控制单元上部,俯仰电机控制单元设置在滚转电机控制单元前部,图像采集单元设置在俯仰电机控制单元前部,本实用新型设计合理,使用方便,云台控制精度高,控制稳定,能够满足对无人机图像采集的要求,有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机领域,具体涉及一种无人机搭载的云台结构。
背景技术
近年来随着航空技术的迅猛发展,无人机以其高可靠、高效率、低成本、低风险为特点,迅速地在航拍领域发展起来。而要将无人机应用于航拍领域中,其需要解决的是采集和处理高清图像信息的问题,而在采集的过程中,如何为图像采集单元提供高可靠性运动补偿载体-云台将是重点,云台的优劣将成为无人机稳定性的一大考验。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述不足,提供一种无人机搭载的云台结构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
一种无人机搭载的云台结构,包括云台的机械结构和内部的控制单元,机械结构包括滚转电机控制单元、俯仰电机控制单元、图像采集单元和平台,平台设置在滚转电机控制单元上部,俯仰电机控制单元设置在滚转电机控制单元前部,图像采集单元设置在俯仰电机控制单元前部,控制单元包括主控制单元、云台控制单元、遥控接收机、航向驱动单元和姿态测量单元,遥控接收机和图像采集单元分别连接云台控制单元,云台控制单元通过第一CAN总线连接主控制单元,云台控制单元通过第二CAN总线分别连接航向驱动单元、滚转电机控制单元、俯仰电机控制单元和姿态测量单元,航向驱动单元、滚转电机控制单元和俯仰电机控制单元都包括相同的电机驱动单元。
电机驱动单元包括驱动电路、永磁同步电机、光电码盘、电流传感器和主驱动单元,驱动电路分别连接永磁同步电机和电流传感器,永磁同步电机连接光电码盘,电流传感器和光电码盘分别连接主驱动单元。
姿态测量单元包括测量CPU和测量传感器,测量CPU连接测量传感器。
主驱动单元采用TMS320F2803的DSP芯片。
本实用新型具有如下有益的效果:
本实用新型设计合理,使用方便,云台控制精度高,控制稳定,能够满足对无人机图像采集的要求,有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的机械结构示意图;
图2为本实用新型的电路结构图;
图3为本实用新型的电机驱动单元结构图;
图4为本实用新型的姿态测量单元结构图;
图5为本实用新型的驱动电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
如图1和图2所示,一种无人机搭载的云台结构,包括云台的机械结构和内部的控制单元,机械结构包括滚转电机控制单元1、俯仰电机控制单元2、图像采集单元3和平台4,平台4设置在滚转电机控制单元1上部,俯仰电机控制单元2设置在滚转电机控制单元1前部,图像采集单元3设置在俯仰电机控制单元2前部,控制单元包括主控制单元 5、云台控制单元6、遥控接收机7、航向驱动单元8和姿态测量单元9,遥控接收机7和图像采集单元3分别连接云台控制单元6,云台控制单元6通过第一CAN总线10连接主控制单元5,云台控制单元6通过第二 CAN总线11分别连接航向驱动单元8、滚转电机控制单元1、俯仰电机控制单元2和姿态测量单元9,航向驱动单元8、滚转电机控制单元1 和俯仰电机控制单元2都包括相同的电机驱动单元。
如图3所示,电机驱动单元包括驱动电路12、永磁同步电机13、光电码盘14、电流传感器15和主驱动单元16,驱动电路12分别连接永磁同步电机13和电流传感器15,永磁同步电机13连接光电码盘14,电流传感器15和光电码盘14分别连接主驱动单元16。
如图4所示,姿态测量单元包括测量CPU17和测量传感器18,测量CPU17连接测量传感器18。
主驱动单元采用TMS320F2803的DSP芯片。
采用永磁同步电机带增量式光电码盘的定位驱动方案,使电机能精确定位到任意角度。通过CAN总线与主控连接后,云台主控将控制指令传输到电机驱动单元。为了达到高精度的视觉稳定效果,在云台相机单元安装姿态传感器模块,实时捕捉及反馈相机姿态、位置,从而使电机驱动单元能快速响应云台角度误差,提升成像质量。
驱动单元的反馈回路主要有电流反馈及码盘的位置反馈,其中电流反馈采用电阻式采样方法,利用外挂电阻进行电流检测,即在 MOSFET的接地极上串联0.01Ω检测电阻,电流的大小可由电阻两端的电压计算得到,实时采集电压值并输入到DSP控制器的ADC采样输入引脚,通过AD动态补偿的方法转化为目标的电流值。
由于云台系统需要精确的定位及快速响应的特性,必然需要对永磁同步电机采用电流位置双闭环控制。电流内环在伺服驱动器内进行,通过电流检测模块实时检测电机的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节。位置外环在驱动器和磁旋转编码器之间构建,环内 PID的输出作为电流环的设定,从而保证电机电流和转子位置能够很好地跟踪输入信号。
Claims (4)
1.一种无人机搭载的云台结构,包括云台的机械结构和内部的控制单元,机械结构包括滚转电机控制单元、俯仰电机控制单元、图像采集单元和平台,其特征在于:平台设置在滚转电机控制单元上部,俯仰电机控制单元设置在滚转电机控制单元前部,图像采集单元设置在俯仰电机控制单元前部,控制单元包括主控制单元、云台控制单元、遥控接收机、航向驱动单元和姿态测量单元,遥控接收机和图像采集单元分别连接云台控制单元,云台控制单元通过第一CAN总线连接主控制单元,云台控制单元通过第二CAN总线分别连接航向驱动单元、滚转电机控制单元、俯仰电机控制单元和姿态测量单元,航向驱动单元、滚转电机控制单元和俯仰电机控制单元都包括相同的电机驱动单元。
2.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的云台结构,其特征在于:所述的电机驱动单元包括驱动电路、永磁同步电机、光电码盘、电流传感器和主驱动单元,驱动电路分别连接永磁同步电机和电流传感器,永磁同步电机连接光电码盘,电流传感器和光电码盘分别连接主驱动单元。
3.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的云台结构,其特征在于:所述的姿态测量单元包括测量CPU和测量传感器,测量CPU连接测量传感器。
4.根据权利要求2所述的一种无人机搭载的云台结构,其特征在于:所述的主驱动单元采用TMS320F2803的DSP芯片。
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CN201720617397.8U CN206819122U (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 一种无人机搭载的云台结构 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114383702A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-22 | 河南牧原智能科技有限公司 | 一种用于动物体重测量的视觉估重装置 |
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2017
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