[发明专利]一种基于细分驱动的高精度云台控制与实现方法

权利要求书

1.一种基于细分驱动的高精度云台控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、DC-DC单元包括DC-DC单元转换电路1和DC-DC单元转换电路2，通过DC-DC单元根据输入的电源转换出各个模块和外围设备需求的电源，随后通过电动镜头控制单元和摄像机控制单元分别外接电动镜头和摄像机单元；

步骤二、通过系统参数配置单元根据拨码开关的选择来配置云台的地址与通信速率，随后通过RS485通信单元接收通用的PelcoD协议对云台进行控制；

步骤三、设置限位开关检测单元为检测云台的基准点，由于嵌入式微控制单元是整个系统的核心部分，负责控制各个功能模块的工作和对应算法与功能的实现，使得RS485通信单元可以利用嵌入式微控制单元将控制信息传输至步进电机细分驱动单元，使得步进电机细分驱动单元控制步进电机细分驱动，完成对步进电机细分驱动控制。

2.如权利要求1所述的一种基于细分驱动的高精度云台控制方法，其特征在于：所述步进电机细分驱动单元包括积分电路。

3.如权利要求2所述的一种基于细分驱动的高精度云台控制方法，其特征在于：所述控制步进电机细分驱动时，所述嵌入式微控制单元对积分电路进行运算。

4.如权利要求1所述的一种基于细分驱动的高精度云台控制方法，其特征在于：所述步骤二中，RS485通信单元还可控制雨刷喷淋控制单元，这样可以进行对雨刷器和外部水箱的控制。

5.如权利要求1所述的一种基于细分驱动的高精度云台控制方法，其特征在于：所述步骤三中，步进电机细分驱动单元控制步进电机细分驱动对云台的使用数据和参数将会被数据存储单元存储。

6.一种基于权利要求1-5所述的基于细分驱动的高精度云台控制方法的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、外部电源可以由单电源或者双电源输入，从J1接口单电源输入DC24V或J1接口输入双电源DC24V和DC12V，如果是单电源输入，DC12V由U17器件XL4015E1从DC24V转换出来，DC5V通过由U20器件XL2576T-5.0E1从DC12V转换出来，DC3.3V通过由U18器件AMS117从DC5V转换出来，步进电机细分驱动单元由于需要隔离以防干扰，使得需要的+3.3V单独通过U10器件MP2451DT从输入的DC24V转换得到；

步骤二、电动镜头控制单元外接电动镜头后，U2是一个双极型H-桥电路IC，由U3通过主控芯片的SPI信号来控制，输出三组与COM组成的电压差，当电动镜头要调整ZOOM时，ZOMM脚与COM脚产生一个正负12V的电压，驱动ZOOM电机的正反转动，当电动镜头要调整FOUS时，FOUS脚与COM脚产生一个正负12V的电压，驱动FOUS电机的正反转动，当电动镜头要调整IRIS时，IRIS脚与COM脚产生一个正负12V的电压，驱动IRIS电机的正反转动；摄像机控制单元外接摄像机单元后，支持摄像机的多种通信协议，包括VISCA、LG、SAMSUNG、CNB以及HITACHI，主要控制对应的一体化摄像机的变焦、变倍、光圈以及读取一体化摄像机的具体参数；

步骤三、系统参数配置单元中，U11、U12两颗IO扩展IC级联组成一个16路的IO扩展，U11、U12通过SPI信号与U1的SPI信号脚连接，通过SPI接口读取SW1、SW2开关的状态，并根据SW1、SW2的开关状态来决定系统中RS485通信单元的通信波特率与系统的地址码，其中地址码SW1配置，波特率由SW2配置；

步骤四、RS485通信单元中，信号由J2接口经过保险管和TVS管后输入，进入RS485通信单元中的信号转换芯片U19的A和B信号脚，U19的RO和DI脚是TTL电平信号，直接与主控芯片U1的串口2相连接，U19的RE与DE脚通过下拉电阻R76与U1的普通IO口PB2相连，控制U19的接收与发送；

步骤五、步进电机细分驱动单元中，电机的驱动信号通过隔离器件OC1-OC8后进行电机驱动器件U14和U15，驱动信号PWM通过一个积分电路后由PWM的点空比得到一个稳定的电压值，具体公式如下：

输出电压为

输入电压为u_o＝u_R+u_o

当时间常数τ＞＞t_ω时，u_R＞＞u_C

则u_R≈u_i

所以有

故即输出电压近似与输入电压的积分成正比。