[发明专利]跟随人体头部动作的体感摄像头云台及控制方法

摘要

本发明提供的是一种跟随人体头部动作的体感摄像头云台及控制方法。由发射机部分和接收机部分组成，发射机部分包括空间角度传感器、发射机控制电路和无线发射电路，空间角度传感器和发射机控制电路相连，发射机控制电路和无线发射电路相连；接收机部分包括无线接收电路、云台控制电路、舵机驱动电路和云台主体，无线接收电路和云台控制电路相连，云台控制店路和舵机驱动电路相连，舵机驱动电路和云台主体相连。发射机部分主要是采集人体头部的空间角度并通过无线发射电路将角度信息发送给接收机部分。接收机部分主要是接收发送机发送的人体头部的空间角度信息，并将这些信息用于云台主体的控制，从而使云台可以完全跟随人体的头部动作。

主权项

1.一种跟随人体头部动作的体感摄像头云台的控制方法，跟随人体头部动作的体感摄像头云台由发射机部分和接收机部分组成，所述发射机部分主要包括空间角度传感器(3)、发射机控制电路(1)和无线发射电路(2)，空间角度传感器(3)和发射机控制电路(1)相连，发射机控制电路(1)和无线发射电路(2)相连；所述接收机部分主要包括无线接收电路(4)、云台控制电路(5)、舵机驱动电路(6)和云台主体(7)，无线接收电路(4)和云台控制电路(5)相连，云台控制电路(5)和舵机驱动电路(6)相连，舵机驱动电路(6)和云台主体(7)相连，所述空间角度传感器包括两块且两块空间角度传感器分别安装在人体头部和肩部、采用共同工作的方式分别采集人体头部和肩部的空间角度；其特征是控制方法为：发射机部分：第一步，初始化单片机时钟和相关接口，设定串口1和串口2的波特率为115200Bd，实现单片机和空间角度传感器的频率对接；第二步，通过单片机的串口1中断和串口2中断分别接收安装在人体头部和肩部的空间角度传感器传回的数据包；第三步，将接收到的数据包根据数据头解包，提取出X轴，Y轴，Z轴的空间角度的16位二进制数据；第四步，将提取出的16位空间角度数据通过移位运算拆解成两个8位数据，然后将这些数据压到一个数据包中，整个数据包包含12个有效数据，设定数据包的包头为0x66，数据包的包尾为0x99；第五步，单片机驱动无线发射模块将打包好的数据包发出；在整个控制过程中，每100ms循环上述第二步到第五步；接收机部分：第六步，接收机对发机发送的数据包进行接收：首先单片机通过无线模块接收发送机发送的数据包，校验数据包包头0x66，数据包包尾0x99，若通过校验；然后通过移位运算将数据包中的12个有效8位数据还原为6个16位空间角度数据，然后还原头部和肩部空间角度传感器的空间角度；第七步，单片机通过舵机启动控制舵机运动：当接收机开启电源，首先要保持头部静止十秒，将这十秒中采集的空间角度取平均值作为头部和肩部的初始零位；之后接收机蜂鸣器发出声音，提示可以开始头部的运动；然后每100ms将第一步采集并还原的头部和肩部的空间角度更新，并将接收到的头部X轴偏角和头部初始零位X轴偏角做差，作为云台主体绕X轴旋转舵机的偏转角；并将接收到的头部Y轴偏角和头部初始零位Y轴偏角做差，作为云台主体绕Y轴旋转舵机的偏转角；将接收到的头部Z轴空间角度和头部Z轴初始零位Z轴偏角作差作为头部Z轴的偏移量，将接收到的肩部Z轴偏角和初始零位肩部Z轴偏角做差，作为肩部Z轴偏移量，然后将头部Z轴偏移量和肩部Z轴偏移量做差，其结果作文云台主体绕Z轴旋转舵机的偏转角；最后，将云台主体绕X轴旋转舵机的偏转角，绕Y轴旋转舵机的偏转角和绕Z轴旋转舵机的偏转角转化为相应的50Hz的舵机控信号，通过舵机驱动控制舵机旋转。