基於姿態同步的遠端遙控方法
2023-05-18 03:46:31 1
專利名稱：基於姿態同步的遠端遙控方法
基於姿態同步的遠端遙控方法技術領域
隨動跟蹤與線性控制，是本發明的理論基礎。遙測遙控是本發明的技術基礎。通 信與控制應用領域的結合是本發明的特色所在。儘管它們在各自的領域中都有著豐富的研 究成果和應用，能夠將兩者有效結合的應用和研究還是為數不多。從應用前景看其空間還 是非常廣闊的。這也就是為什麼本發明的宗旨，充分發揮通信對遠程控制的重要的作用。
背景技術：
遙測遙控是以通信作為基礎，解決遠距離對目標運動或工作的控制技術。自主控 制是通過本地傳感器與控制設備構成環路的控制技術。傳統的遙測遙控主要針對既定的參 數進行偏離響應。本發明則是將兩者結合形成的控制方式，也就是將自主控制環開放，通過 無線傳輸，加入人工幹預，所謂遙測遙控進行控制，再形成閉環，即「基於姿態傳感的遠端控 制技術」。
此技術的應用面很廣，如無人機飛行控制，遠程機器人控制，遠程機動車行駛控 制，航天/深空探測中的著陸器控制等等。另外還有娛樂行業中的3D動感影院桌椅和遊戲 廳動感座椅等。與普通動感座椅不同的是，此運動控制是對視頻獲取過程中的攝像平臺運 動的記錄，因此完全是將現場的動感真實地再現。發明內容
本發明內容是將傳感器布置在被控的物體上，實時地將航向角、俯仰角、滾動角等 參數傳到控制平臺上，控制平臺根據參數控制其姿態電機進行隨動。這樣控制者則可以感 知控制的效果，以克服控制的盲目性。比如在控制汽車的方向盤時，用多大力，要根據運動 速度和坡度/傾斜度來決定，與路況視頻信息結合，就如同坐在車裡一樣駕駛汽車。對無人 機的遙控更是如此，由於缺乏可參對的視頻信息，對飛行控制的微小誤差都會是致命的，因 此要準確把握其姿態，使之直接反映在操縱杆的控制上，對其翻轉，起伏要即時把握。另外 開環姿態控制還可應用於對運動姿態的預知方面，比如在一臺車輛上安裝姿態傳感器並通 過無線方式將路況信息傳送到另一臺車輛天線跟蹤設備上，實現對姿態變化的預調整，抵 消平臺受路面和運動的幹擾。
圖1系統工作原理圖
圖2控制系統原理框圖
具體實施例方式
通過遙控直升機模型和兩部汽車驗證工作機理，研究特定算法指導聯動平臺的設 計。
遠端控制系統分為兩個主要部分，主動轉臺A和隨動轉臺B。系統實現目標為B可3以實時跟蹤A的姿態，保證A和B的航向角、俯仰角、滾動角的一致性。系統工作原理如圖 1。
A將自身的軸角數據通過通信信道發送至B，B調整自身軸角，保持AB同步。系統 實現的關鍵在於B如何根據A的指令執行動作，達到快速、穩定、準確跟蹤A的目的，適當的 控制算法的選擇至關重要。
三軸轉臺的3個軸由3個步進電機驅動，以其中一軸作為研究對象。給出了步進 電機驅動控制系統的工作原理框圖，電動機驅動減速齒輪組，並帶動一個線性的電位器作 位置檢測，控制電路將反饋電壓與輸入的控制信號作比較，產生偏差並驅動電動機正向或 反向轉動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，如圖2。
權利要求
1.基本原理方面將傳感器分布在被控物體上，實時地通過無線傳輸將航向角、俯仰角、滾動角等參數 傳到控制平臺上或通過文件方式記錄下來，用於控制平臺根據參數控制其姿態電機進行隨 動。以此反映控制效果和用來抵消控制平臺受到的擾動。
2.應用環境方面1)如無人機飛行控制；2)遠程機器人控制；3)遠程機動車行駛控制；4)航天/深空探測中的著陸器控制等等。5)另外還有娛樂行業中的3D動感影院桌椅和遊戲廳動感座椅等。
全文摘要
本發明是跟蹤控制技術與遙測遙控技術的結合，將自主控制環開放，通過無線傳輸，加入人工幹預，再形成閉環，實現感知遙控功能。這樣控制者可以感知控制的效果，克服控制中的盲目性。其應用範圍如無人機飛行控制，遠程機器人控制，遠程機動車行駛控制，航天/深空探測中的著陸器控制等等。另外還有娛樂行業中的3D動感影院桌椅和遊戲廳動感座椅等。與普通動感座椅不同的是，此運動控制是對視頻獲取過程中的攝像平臺運動的記錄，因此完全是將現場的動感真實地再現。
文檔編號G05D1/00GK102033544SQ20091017661
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月24日 優先權日2009年9月24日
發明者宗鵬 申請人:宗鵬