柔索牽引攝像機器人的云臺設計和控制研究.pdf

1、柔索并聯(lián)機器人因為響應速度快、運動空間大、控制精度高等特點被廣泛的研究應用。其在攝影拍攝方面的應用-柔索攝像機器人更是顛覆了傳統(tǒng)的拍攝方式，給人們帶來了全新的視覺盛宴。國外的柔索牽引攝像機器人技術(shù)已經(jīng)很成熟，在各種體育賽場，電影拍攝，演唱會等隨處可見其身影?？墒菄鴥?nèi)對其的研究應用距離現(xiàn)實的商業(yè)應用還有一定距離。本文旨在已有的技術(shù)研究基礎上，設計一種能夠搭載攝像機的陀螺儀自穩(wěn)云臺，并設計改進攝像機器人的控制系統(tǒng)和控制方式，為其實際攝影拍攝

2、提供進一步的參考。
　　首先，設計一種搭載攝像機器人的陀螺儀自穩(wěn)云臺。當攝像機器人進行拍攝時，保持畫面的穩(wěn)定是最重要、最基本的要求，而由于快速啟動、停止，索力不均等因素，攝像機器人在拍攝時容易產(chǎn)生晃動，導致畫面不穩(wěn)，為了有效的解決攝像機器人的晃動問題，利用陀螺儀自穩(wěn)云臺隔離載體干擾來保持攝像機器人的平穩(wěn)性。
　　其次，分析柔索牽引攝像機器人的運動學和動力學模型。根據(jù)攝像機器人的運動學方程推導出攝像機器人的運動速度控制方程，為

3、控制攝像機器人的運動提供原理。通過研究柔索索力解來求解安全飛行空間，為三維可視化飛行空間提供數(shù)學模型。
　　最后，分析研究并改進攝像機器人控制系統(tǒng)。通過倍福的TwinCAT軟PLC系統(tǒng)，完成索牽引攝像機器人的運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)柔索的伸縮控制。采用C＃語言，結(jié)合WPF、Pro/E、MATLAB、Expression Blend設計開發(fā)虛擬呈現(xiàn)系統(tǒng)，完成虛擬攝像機和飛行空間三維可視化等功能。在Anroid平臺上，設計開發(fā)虛擬控制手柄軟