柔索牽引攝像機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、空中拍攝是演唱會(huì)或大型體育賽事電視轉(zhuǎn)播的重要組成部分，提高空中拍攝的質(zhì)量可以呈現(xiàn)給觀眾更好地視覺(jué)效果。傳統(tǒng)的拍攝技術(shù)不能很好的完成此任務(wù)，柔索牽引攝像機(jī)器人的出現(xiàn)為此提供了解決方案。目前國(guó)外已有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用于實(shí)際使用，而國(guó)內(nèi)雖然在柔索并聯(lián)機(jī)構(gòu)方面有許多應(yīng)用，但是在柔索牽引攝像機(jī)器人方面還僅僅停留在理論階段，因此本文將通過(guò)搭建一個(gè)索牽引攝像機(jī)5米模型，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和控制軟件，并測(cè)試其性能指標(biāo)來(lái)判斷控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　首

2、先，設(shè)計(jì)并搭建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)計(jì)算，確定系統(tǒng)運(yùn)行速度和加速度，確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)空間。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)架構(gòu)，并根據(jù)控制架構(gòu)以及系統(tǒng)參數(shù)選擇控制系統(tǒng)模塊。設(shè)計(jì)手柄控制臺(tái)，選擇其硬件并設(shè)計(jì)電源電路，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。
　　其次，通過(guò)Beckhoff的TwinCAT組態(tài)軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)配置，設(shè)置控制系統(tǒng)參數(shù)，并根據(jù)控制方案設(shè)計(jì)控制流程，基于此流程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器PLC編程，最后建立PLC變量與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物

3、模塊或端口的映射，完成下位機(jī)編程。
　　使用WPF作為上位機(jī)軟件編程環(huán)境，設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件界面框架，在此框架內(nèi)使用3D MAX以及Expression Blend與WPF聯(lián)合完成上位機(jī)軟件三維模型的建立，并實(shí)現(xiàn)兩種視圖方式以及多個(gè)視角的視圖切換。建立上位機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制器的連接，實(shí)現(xiàn)定時(shí)刷新系統(tǒng)狀態(tài)和下發(fā)部分控制命令的功能，并將系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示到界面中。
　　最后搭建5米模型實(shí)物以及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物，并在模型實(shí)物上進(jìn)行系統(tǒng)功能以及