專利名稱：基于姿態(tài)同步的遠(yuǎn)端遙控方法
基于姿態(tài)同步的遠(yuǎn)端遙控方法技術(shù)領(lǐng)域
隨動跟蹤與線性控制，是本發(fā)明的理論基礎(chǔ)。遙測遙控是本發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)。通 信與控制應(yīng)用領(lǐng)域的結(jié)合是本發(fā)明的特色所在。盡管它們在各自的領(lǐng)域中都有著豐富的研 究成果和應(yīng)用，能夠?qū)烧哂行ЫY(jié)合的應(yīng)用和研究還是為數(shù)不多。從應(yīng)用前景看其空間還 是非常廣闊的。這也就是為什么本發(fā)明的宗旨，充分發(fā)揮通信對遠(yuǎn)程控制的重要的作用。
背景技術(shù)：
遙測遙控是以通信作為基礎(chǔ)，解決遠(yuǎn)距離對目標(biāo)運(yùn)動或工作的控制技術(shù)。自主控 制是通過本地傳感器與控制設(shè)備構(gòu)成環(huán)路的控制技術(shù)。傳統(tǒng)的遙測遙控主要針對既定的參 數(shù)進(jìn)行偏離響應(yīng)。本發(fā)明則是將兩者結(jié)合形成的控制方式，也就是將自主控制環(huán)開放，通過 無線傳輸，加入人工干預(yù)，所謂遙測遙控進(jìn)行控制，再形成閉環(huán)，即“基于姿態(tài)傳感的遠(yuǎn)端控 制技術(shù)”。
此技術(shù)的應(yīng)用面很廣，如無人機(jī)飛行控制，遠(yuǎn)程機(jī)器人控制，遠(yuǎn)程機(jī)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(yè)中的3D動感影院桌椅和游戲 廳動感座椅等。與普通動感座椅不同的是，此運(yùn)動控制是對視頻獲取過程中的攝像平臺運(yùn) 動的記錄，因此完全是將現(xiàn)場的動感真實地再現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)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(shù)傳到控制平臺上，控制平臺根據(jù)參數(shù)控制其姿態(tài)電機(jī)進(jìn)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(jù)運(yùn)動 速度和坡度/傾斜度來決定，與路況視頻信息結(jié)合，就如同坐在車?yán)镆粯玉{駛汽車。對無人 機(jī)的遙控更是如此，由于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(zhǔn)確把握其姿態(tài)，使之直接反映在操縱桿的控制上，對其翻轉(zhuǎn)，起伏要即時把握。另外 開環(huán)姿態(tài)控制還可應(yīng)用于對運(yùn)動姿態(tài)的預(yù)知方面，比如在一臺車輛上安裝姿態(tài)傳感器并通 過無線方式將路況信息傳送到另一臺車輛天線跟蹤設(shè)備上，實現(xiàn)對姿態(tài)變化的預(yù)調(diào)整，抵 消平臺受路面和運(yùn)動的干擾。


圖1系統(tǒng)工作原理圖
圖2控制系統(tǒng)原理框圖
具體實施例方式
通過遙控直升機(jī)模型和兩部汽車驗證工作機(jī)理，研究特定算法指導(dǎo)聯(lián)動平臺的設(shè) 計。
遠(yuǎn)端控制系統(tǒng)分為兩個主要部分，主動轉(zhuǎn)臺A和隨動轉(zhuǎn)臺B。系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)為B可3以實時跟蹤A的姿態(tài)，保證A和B的航向角、俯仰角、滾動角的一致性。系統(tǒng)工作原理如圖 1。
A將自身的軸角數(shù)據(jù)通過通信信道發(fā)送至B，B調(diào)整自身軸角，保持AB同步。系統(tǒng) 實現(xiàn)的關(guān)鍵在于B如何根據(jù)A的指令執(zhí)行動作，達(dá)到快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確跟蹤A的目的，適當(dāng)?shù)?控制算法的選擇至關(guān)重要。
三軸轉(zhuǎn)臺的3個軸由3個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，以其中一軸作為研究對象。給出了步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的工作原理框圖，電動機(jī)驅(qū)動減速齒輪組，并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(chǎn)生偏差并驅(qū)動電動機(jī)正向或 反向轉(zhuǎn)動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，如圖2。
權(quán)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(shù) 傳到控制平臺上或通過文件方式記錄下來，用于控制平臺根據(jù)參數(shù)控制其姿態(tài)電機(jī)進(jìn)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(yīng)用環(huán)境方面1)如無人機(jī)飛行控制；2)遠(yuǎn)程機(jī)器人控制；3)遠(yuǎn)程機(jī)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(yè)中的3D動感影院桌椅和游戲廳動感座椅等。
全文摘要
本發(fā)明是跟蹤控制技術(shù)與遙測遙控技術(shù)的結(jié)合，將自主控制環(huán)開放，通過無線傳輸，加入人工干預(yù)，再形成閉環(huán)，實現(xiàn)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(yīng)用范圍如無人機(jī)飛行控制，遠(yuǎn)程機(jī)器人控制，遠(yuǎn)程機(jī)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(yè)中的3D動感影院桌椅和游戲廳動感座椅等。與普通動感座椅不同的是，此運(yùn)動控制是對視頻獲取過程中的攝像平臺運(yùn)動的記錄，因此完全是將現(xiàn)場的動感真實地再現(xiàn)。
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(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者宗鵬 申請人:宗鵬