[发明专利]基于姿态同步的远端遥控方法

说明书

技术领域

随动跟踪与线性控制，是本发明的理论基础。遥测遥控是本发明的技术基础。通信与控制应用领域的结合是本发明的特色所在。尽管它们在各自的领域中都有着丰富的研究成果和应用，能够将两者有效结合的应用和研究还是为数不多。从应用前景看其空间还是非常广阔的。这也就是为什么本发明的宗旨，充分发挥通信对远程控制的重要的作用。

背景技术

遥测遥控是以通信作为基础，解决远距离对目标运动或工作的控制技术。自主控制是通过本地传感器与控制设备构成环路的控制技术。传统的遥测遥控主要针对既定的参数进行偏离响应。本发明则是将两者结合形成的控制方式，也就是将自主控制环开放，通过无线传输，加入人工干预，所谓遥测遥控进行控制，再形成闭环，即“基于姿态传感的远端控制技术”。

此技术的应用面很广，如无人机飞行控制，远程机器人控制，远程机动车行驶控制，航天/深空探测中的着陆器控制等等。另外还有娱乐行业中的3D动感影院桌椅和游戏厅动感座椅等。与普通动感座椅不同的是，此运动控制是对视频获取过程中的摄像平台运动的记录，因此完全是将现场的动感真实地再现。

发明内容

本发明内容是将传感器布置在被控的物体上，实时地将航向角、俯仰角、滚动角等参数传到控制平台上，控制平台根据参数控制其姿态电机进行随动。这样控制者则可以感知控制的效果，以克服控制的盲目性。比如在控制汽车的方向盘时，用多大力，要根据运动速度和坡度/倾斜度来决定，与路况视频信息结合，就如同坐在车里一样驾驶汽车。对无人机的遥控更是如此，由于缺乏可参对的视频信息，对飞行控制的微小误差都会是致命的，因此要准确把握其姿态，使之直接反映在操纵杆的控制上，对其翻转，起伏要即时把握。另外开环姿态控制还可应用于对运动姿态的预知方面，比如在一台车辆上安装姿态传感器并通过无线方式将路况信息传送到另一台车辆天线跟踪设备上，实现对姿态变化的预调整，抵消平台受路面和运动的干扰。

附图说明

图1系统工作原理图

图2控制系统原理框图

具体实施方式：

通过遥控直升机模型和两部汽车验证工作机理，研究特定算法指导联动平台的设计。

远端控制系统分为两个主要部分，主动转台A和随动转台B。系统实现目标为B可以实时跟踪A的姿态，保证A和B的航向角、俯仰角、滚动角的一致性。系统工作原理如图1。

A将自身的轴角数据通过通信信道发送至B，B调整自身轴角，保持AB同步。系统实现的关键在于B如何根据A的指令执行动作，达到快速、稳定、准确跟踪A的目的，适当的控制算法的选择至关重要。

三轴转台的3个轴由3个步进电机驱动，以其中一轴作为研究对象。给出了步进电机驱动控制系统的工作原理框图，电动机驱动减速齿轮组，并带动一个线性的电位器作位置检测，控制电路将反馈电压与输入的控制信号作比较，产生偏差并驱动电动机正向或反向转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，如图2。