[发明专利]一种独立式航拍云台系统及其控制方法

权利要求书

1.一种独立式航拍云台系统，包括云台和地面控制站，所述云台通过无线通信的方式与地面控制站通信连接，所述地面控制站包括云台遥控器和设有显示屏的图像接收装置，其特征在于：

所述云台包括固定安装在空中平台或地面平台上的控制盒、附着在控制盒外的多轴向姿态调整执行机构和安装在所述执行机构末端的成像设备；

所述控制盒的电路系统包括以下组成部分：

控制单元，与所述成像设备连接，根据接收的图像采集触发信号，向成像设备发送采集图像的控制信号，并接收成像设备上传的图像数据；

自动拍照控制模块，与控制单元连接，根据预加载程序，向控制单元自动发送图像采集触发信号；

姿态控制模块，与所述控制单元连接，根据控制单元的输出指令向所述执行机构的设备设备发送伺服控制信号；

无线通信模块，包括图像传输信号发射器、图像采集触发信号接收器和姿态调整信号接收器，控制单元通过所述图像传输信号发射器与所述图像接收装置通信连接，向地面控制站传输图像；所述云台遥控器通过所述图像采集触发信号接收器、姿态调整信号接收器与所述控制单元通信连接，向控制单元发送地面控制站的控制指令；

传感器模块，包括与所述控制单元连接的陀螺仪、加速度计和航向计，用于监测空中平台或地面平台的移动方向和姿态信息；

电源模块，为控制盒内的用电元器件、多轴向姿态调整执行机构及所述成像设备供电。

2.根据权利要求1所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述自动拍照控制模块与定位系统连接，在空中平台或地面平台到达预设拍照点时，向所述控制单元自动发送图像采集触发信号。

3.根据权利要求2所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述自动拍照控制模块、图像采集触发信号接收器的信号输出端分别通过缓冲器与所述控制单元的信号输入端连接，通过所述缓冲器隔离控制单元接收的信号并对接收信号进行电平转换。

4.根据权利要求1所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述电源模块设有电量显示器。

5.根据权利要求1所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述多轴向姿态调整执行机构的驱动设备为步进电机。

6.根据权利要求1所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述成像设备的图像采集开关电路由继电器控制导通，所述继电器与控制单元连接。

7.根据权利要求6所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述继电器的驱动电路设有三极管，继电器线圈串接在电源端与所述三极管的C集电极之间，三极管的E发射极接地，B基极与控制单元的信号输出端连接，所述电源端与三极管之间还设有与继电器线圈并联的二极管，所述二极管的阳极一端与三极管连接，阴极一端与电源端连接。

8.根据权利要求7所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述三极管与控制单元信号输出端之间串接有一3K电阻件。

9.根据权利要求6、7或8所述的一种独立式航拍云台系统，其特征在于：

所述云台设有两个以并联方式串接在成像设备图像采集开关电路上的继电器，两继电器的通断分别由自动拍照控制模块发送的图像采集触发信号、所述图像采集触发信号接收器向控制单元输出的图像采集触发信号控制。

10.一种用于如权利要求1所述独立式航拍云台系统的控制方法，其特征在于，包括：

一）将搭载所述空中平台或地面平台的机械或塔架安置于水平地面，使所述平台与水平地面保持平行，将云台安装在所述平台上，将成像设备固定在云台姿态调整执行机构的末端；

二）启动控制盒，初始化控制盒内的电路系统；

三）将成像设备调至水平，根据作业拟进行的航拍高度，将航拍高度转换为水平距离，并参照作业时的光照强度，在水平地面上设置一目标参照点，通过地面控制站的图像接收装置对成像设备采集的目标参照点图像进行观察，调节成像设备的光圈和镜头焦距，直至图像接收装置显示屏显示图像的清晰度满足要求；

四）设定姿态调整执行机构的工作模式，所述工作模式包括锁定模式和跟随模式，所述锁定模式为控制成像设备始终保持某一固定的水平拍摄角度，不随平台的移动方向改变而发生变化；所述跟随模式为控制成像设备的水平拍摄角度与平台的移动方向始终保持一致，随着植保机行驶方向的改变而发生相应变化；

五）设定成像设备的工作模式，所述工作模式包括定点拍摄模式，即在自动拍照控制模块中预先标定进行图像采集的地理信息坐标点，当自动拍照控制模块根据定位系统获取的信息，判断所述平台到达该地理信息坐标点时，向控制单元发送图像采集触发信号，并通过控制单元将采集的图像发送至地面控制站；

六）控制所述机械或塔架依照设定路线移动，观察图像接收装置的显示屏，通过云台遥控器手动控制或控制系统自动控制姿态调整机构动作，以调整成像设备的拍摄角度，通过云台遥控器手动触发或自动拍照控制模块自动触发成像设备采集图像，完成航拍作业。