無人機雲台

無人機雲台，是指無人機用於安裝、固定攝像機等任務載荷的支撐設備。

基本介紹

• 中文名：無人機雲台
• 外文名：UAV platform
• 一級學科：航空航天
• 二級學科：無人機技術
• 作用：用於安裝、固定攝像機
• 類型：支撐設備

定義

無人機用於安裝、固定攝像機等任務載荷的支撐設備。

雲台控制系統

雲台控制系統主要是研究以單片機作為控制系統的主控晶片，結合各種感測器和執行機構而開發的雲台專用的控制系統。雲台控制系統的控制功能主要包括以下兩個方面，一是實現雲台的自穩功能，也就是穩像功能;二是控制雲台在空間方位的轉動。若控制對象有可控部分，如相機的拍照和光圈的調節等，控制系統還應該對其有相應的控制功能。

雲台就是兩個交流電機組成的安裝平台，可水平和垂直的運動。但要注意區別於照相器材中的雲台概念。照相器材的雲台一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調節方位；而監控系統所說雲台是通過控制系統在遠程可控制其轉動及移動的方向。雲台轉動速度衡量雲台檔次高低重要指標。雲台水平和垂直方向是由兩個不同的電機驅動的，因此雲台的轉動速度也分為水平轉速和垂直轉速。由於載重的原因，垂直電機在啟動和運行保持時的扭矩大於水平方向的扭矩，在加上實際監控時對水平轉速的要求要高於垂直轉速，因此一般來說雲台的垂直轉速要低於水平轉速。

雲台結構

由於無人機功能和用途的不同，各種不同的感測器或相機會被搭載在無人機雲台，因此無人機雲台也根據需要被設計不同的結構。限制於無人機載荷能力，通常要求保證雲台正常工作的前提下，減小雲台結構的重量、體積和增加雲台的載荷能力。

美國無人機軍用無人機發展十分迅速，其中設計了一系列的轉塔(能同時搭載多種設備的雲台系統)，而掠食者無人機的雲台則有更多功能，搭載了高清TV、FLIR熱成像儀和雷射測距儀，運動範圍很廣，航向角和俯仰角都可360度運動，雲台迴轉速度可達50度每秒。

無人機雲台自身結構的穩定性是雲台性能的重要性能指標，它直接影響著雲台的穩像效果，合理穩定的雲台結構對於提高無人機作業性能有著很大的作用。由於無人機的振動和氣流的擾動等因素的影響，所以採用一些結構或者材料隔離振動可以有效解決這些問題。

雲台任務載荷

無人機自身不具有很大的意義，通過實現不同的任務載荷才能實現價值。任務載荷基本可以分為偵查型和武器型，偵查型一般包括光學相機、紅外感測器、雷射雷達和合成孔徑雷達等。武器型任務載荷一般包括火力裝備、雷射武器、防禦干擾彈等。由於無人機的廣泛套用，利用雲台進行任務載荷的研究也是層出不窮。無人機雲台任務載荷的主要研究是如何將任務載荷通過雲台將它們更好地搭載到無人機上，主要是使之小型化、輕型化和模組化。

在這一方面國外的研究進行相對較好、法國公司Parrot公司將5個圖像感測器安裝在eXom四軸飛行器上，且前置鏡頭可以自動保持水平，具有很強的穩定效果。為了降低無人機的負載，麻省理工學院開發了重量不到1g的矽CCD感測器。國內的發展雖然較晚，但也取得了很多的進展。大疆的禪思Z15可以搭載佳能SD相機，能夠實現高清的拍照和錄像功能，該雲台採用了三軸設計，集成了三軸陀螺儀和加速度計，能夠在空間中進行轉動，轉動範圍：航向角士360度、俯仰角+50度 - 140度，滾轉角±40度，且各個軸的控制精度高達±0.01度。