國內(nèi)外云臺(tái)的研究現(xiàn)狀文獻(xiàn)綜述1國外云臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀云臺(tái)的發(fā)展隨著傳感器、處理器等器件的進(jìn)步，經(jīng)歷了近七十年的漫長發(fā)展過程，各項(xiàng)性能得到了大幅提升，應(yīng)用范圍也越來越廣。自二十世紀(jì)中葉，以美國為典型代表的各西方發(fā)達(dá)國家相繼開始了云臺(tái)的研究和制造工作[6]。世界第一臺(tái)云臺(tái)為液壓云臺(tái)，于1949年由美國Oconnor公司研發(fā)成功。該云臺(tái)采用齒輪傳動(dòng)方式，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型為交流電機(jī)[7]。受限于當(dāng)時(shí)的科技發(fā)展現(xiàn)狀，該云臺(tái)存在很多缺陷，例如只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)，其精度也很低，沒有投入實(shí)際使用，隨后，Oconnor公司在該云臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和優(yōu)化。目前在相機(jī)云臺(tái)領(lǐng)域，美國Oconnor公司與德國Sachtler公司代表了較高的水平。Oconnor公司的120EXe型號(hào)液壓云臺(tái)的仰俯運(yùn)動(dòng)范圍為60，承重可高達(dá)109kg[8]；Sachtler公司的沙雀FSB8型號(hào)的液壓云臺(tái)的仰俯運(yùn)動(dòng)范圍為70~90，最高承重20kg[9]。除此之外，日本的SLIK云臺(tái)、德國的FLM云臺(tái)、美國的INDURO云臺(tái)、意大利的Manfrotto云臺(tái)、芬蘭的BENRO云臺(tái)在國際上也有著廣泛的應(yīng)用[10]。德國比勒菲爾德大學(xué)、英國牛津大學(xué)、瑞典皇家工學(xué)院、日本工業(yè)科技局代表著國外立體視覺云臺(tái)的先進(jìn)水平。例如比勒菲爾德大學(xué)研發(fā)的基于雙目立體視覺采集系統(tǒng)的伺服云臺(tái)及牛津大學(xué)的Yorick系列立體云臺(tái)[11]。立體視覺云臺(tái)的發(fā)展，在優(yōu)化云臺(tái)立體結(jié)構(gòu)、提高云臺(tái)的動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)精度的同時(shí)，對(duì)云臺(tái)的推廣具有極其重要的意義。在全方位云臺(tái)領(lǐng)域，美國FLIR公司、悉尼Miller公司、德國FOBA公司代表了較高的水平[12]。例如FLIR公司的PTU-D48E型號(hào)的兩軸云臺(tái)如圖1-2所示，其水平軸的運(yùn)行速度為0.006/s~100/s，其俯仰軸的運(yùn)行速度為0.003/s~50/s，其水平運(yùn)動(dòng)范圍為188，仰俯運(yùn)動(dòng)范圍為90~30，其水平定位精度可達(dá)0.006，俯仰定位精度可達(dá)0.003[13]。Miller公司生產(chǎn)的各種類型的云臺(tái)都具有較好的密封性，可以滿足防沙甚至防水的需求。FOBA公司生產(chǎn)的激光打印機(jī)可以實(shí)現(xiàn)13mm的精度，如圖1-3所示。除此之外，意大利光電穩(wěn)瞄系統(tǒng)的定位精度可達(dá)0.00115，英國陸地穩(wěn)瞄系統(tǒng)與法國維吉系統(tǒng)的定位精度可達(dá)0.00573，美國MMS系統(tǒng)的定位精度可達(dá)0.0011。圖1-2FLIRPTU-D48E云臺(tái)圖1-3激光打印機(jī)2國內(nèi)云臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀相對(duì)各發(fā)達(dá)國家來說，我國對(duì)于云臺(tái)的研究起步較晚，且仍然存在較大的差距，但是隨著近年來國家對(duì)于高新科技研究的投入越來越大，我國的云臺(tái)研究工作取得了較大的進(jìn)展，快速縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距。在相機(jī)云臺(tái)領(lǐng)域，我國思銳、佳鑫悅、締而特、奧松、ram、大疆等品牌的云臺(tái)在性能上可以媲美國際先進(jìn)水平[14]。我國自二十世紀(jì)八十年代開始立體視覺云臺(tái)的研究工作，呈現(xiàn)出多元化的色彩[15]，例如中科院自動(dòng)化所研制的多自由度立體視覺仿真平臺(tái)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的遙控式護(hù)士手機(jī)器人等[16]。在全方位云臺(tái)領(lǐng)域，我國航空工業(yè)所的T6型云臺(tái)，其水平軸的運(yùn)行速度為0.02/s~100/s，其俯仰軸的運(yùn)行速度為0.01/s~50/s，其水平運(yùn)動(dòng)范圍為270，仰俯運(yùn)動(dòng)范圍為0~+150，其定位精度可達(dá)0.00573。我國光電技術(shù)研究所研制的機(jī)載穩(wěn)瞄系統(tǒng)如圖1-4所示，其定位精度可達(dá)0.00825。我國長春光機(jī)研究所研制的輕型陀螺穩(wěn)定平臺(tái)如圖1-5所示，其定位精度可達(dá)0.0165[17]。圖1-4機(jī)載穩(wěn)瞄系統(tǒng)圖1-5輕型陀螺穩(wěn)定平臺(tái)參考文獻(xiàn)［3］劉珊中，孫隆和，車宏，等．機(jī)載光電跟瞄平臺(tái)建模及其穩(wěn)定控制［J］．系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008，20(6):1518－1521[6].ZhangQian,WangQunjing,LiGuoli.DesignoftheNonlinearPredictiveFunctionalControllerforturntableservosystem[P].IndustrialElectronicsandApplications(ICIEA),2014IEEE9thConferenceon,2014.[7].花新峰,武祎.測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子制作,2015(05):240.[8].LigangCai,PengweiCui,YongshengZhao,ChangqingJing.InfluenceofProfileErrorontheBearingCharacteristicsofHydrostaticTurntable[P].CommunicationSystemsandNetworkTechnologies(CSNT),2014FourthInternationalConferenceon,2014.[9].TruongPhongTRAN,WADAMasayoshi,KITAMURAMasaki.StudyofcontrollingThree-dimensionalPlugin-dockingmotionwithOmnidirectionalRobot[J].TheProceedingsofJSMEannualConferenceonRoboticsandMechatronics(Robomec),2017,2017(0).[10].鐘思安.慣導(dǎo)測(cè)試和飛控模擬技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].航空精密制造技術(shù),1990(04):42-46.[11].托馬斯·普羅伯斯特.六款球形云臺(tái)對(duì)比測(cè)試[J].數(shù)碼攝影,2015(07):128-129.[12].WakaiYuki,OkuHiromasa.Highspeedeyetrackingalgorithmfor1msautopantilt[J].TheProceedingsofJSMEannualConferenceonRoboticsandMechatronics(Robomec),2017,2017(0).[13].王良海,張潘峰,王超,潘智.攝像機(jī)云臺(tái)三腳架的選型分析和安裝調(diào)試[J].電視工程,2015(04):34-37.[14].富曉杰.高精度伺服云臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)研究[D].浙江大學(xué),2014:7.[15].百諾攝像三腳架C373T測(cè)評(píng)[J].數(shù)碼影像時(shí)代,2014(10):48-49.[1