程序员经验分享-hwhale

云台 学习笔记

2023-05-16

1.云台控制基本任务：控制相机坐标系跟踪惯性坐标系

2.yaw计算：与惯性坐标系z轴垂直的电机轴旋转不影响偏航角计算，将电机轴投影到惯性坐标系的z轴上，在roll和pitch稳定的前提下，pitch轴电机轴旋转对偏航完全没影响，因为pitch轴电机轴与惯性坐标系z轴垂直

3.设三个电机角速度为：[\dot{x} \ \dot{y} \ \dot{z}]

相机的机体角速度为：[w_x \ w_y \ w_z]

pitch轴电机对相机角速度的影响\Rightarrowpitch轴在相机坐标系的投影

\left[ \begin{matrix} 0 \\ \dot{y} \\ 0 \end{matrix} \right]

roll轴电机对相机角速度的影响\Rightarrowroll轴在相机坐标系的投影

 \left[ \begin{matrix} cos\theta & 0 & -sin\theta \\ 0 & 1 & 0 \\ sin\theta & 0 & cos\theta \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} \dot{x} \\ 0 \\ 0 \end{matrix} \right]

yaw轴电机对相机角速度的影响\Rightarrowyaw轴在相机坐标系的投影 同理

云台正运动学：电机角速度\Rightarrow相机角速度

\left[ \begin{matrix} w_x \\ w_y \\ w_z \end{matrix} \right] = \left[ \begin{matrix} cos\theta & 0 & -cos\phi sin\theta \\ 0 & 1 & sin\phi \\ sin\theta & 0 & cos\phi cos\theta \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} \dot{x} \\ \dot{y} \\ \dot{z} \end{matrix} \right]

云台逆运动学：相机角速度\Rightarrow电机角速度

\left[ \begin{matrix} \dot{x} \\ \dot{y} \\ \dot{z} \end{matrix} \right] = \left[ \begin{matrix} cos\theta & 0 & sin\theta \\ \frac{sin\phi sin\theta}{cos\phi} & 1 & -\frac{sin\phi cos\theta}{cos\phi} \\ -\frac{sin\theta}{cos\phi} & 0 & \frac{cos\theta}{cos\phi} \end{matrix} \right] \left[ \begin{matrix} w_x \\ w_y \\ w_z \end{matrix} \right]

先定义几个坐标系：

相机坐标系 - 和相机固连的坐标系

世界坐标系 - 东北天坐标系

机体坐标系 - 与飞机固连的坐标系

bodyheading坐标系 - 机头坐标系

4.减震球：减少飞机震动给云台带来的影响

5.云台运动的速度是由三个电机的运动速度合成的

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