专利名称：基于姿态同步的远端遥控方法
基于姿态同步的远端遥控方法技术领域
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。
图1系统工作原理图
图2控制系统原理框图
具体实施例方式
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3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。
权利要求
1.基本原理方面将传感器分布在被控物体上，实时地通过无线传输将航向角、俯仰角、滚动角等参数 传到控制平台上或通过文件方式记录下来，用于控制平台根据参数控制其姿态电机进行随 动。以此反映控制效果和用来抵消控制平台受到的扰动。
2.应用环境方面1)如无人机飞行控制；2)远程机器人控制；3)远程机动车行驶控制；4)航天/深空探测中的着陆器控制等等。5)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。
全文摘要
本发明是跟踪控制技术与遥测遥控技术的结合，将自主控制环开放，通过无线传输，加入人工干预，再形成闭环，实现感知遥控功能。这样控制者可以感知控制的效果，克服控制中的盲目性。其应用范围如无人机飞行控制，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。
文档编号G05D1/00GK102033544SQ20091017661
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者宗鹏 申请人:宗鹏