三轴体感云台VR交互控制系统

程杰，王俊博，王鉴威，孙婷，唐海莉，韩瑜，满朝阳

（北京信息科技大学,北京，100192）

0 引言

目前，市场上销售较广的云台为两轴云台，已满足固定摄像设备、扩大监控范围的功能。但随着图像采集需求日渐多样化，普通两轴云台的缺点也逐渐显露：延迟时间过长、画面抖动较大，无法达到体感控制与人机交互等热点需求的标准。本系统采用的三轴机械云台能根据云台姿态实时调整补偿，消除画面抖动，相较传统技术大大提升画面观感，足以支持搭载平台进行高难度动作而采集到的图像清晰[1]。

本系统由三大模块组成：包括陀螺仪、单片机、云台在内的数据采集与处理模块；无线传输模块；包括摄像头、双目VR眼镜在内的图像采集与显示模块。

1 系统性能目标

本系统将传统的云台控制模式与体感控制结合，旨在实现及完善体感控制的功能，来达到人机交互的目的。通过陀螺仪采集VR眼镜的转动数据，将数据传输给云台联动机械结构，云台装载的摄像头获取图像并传回VR眼镜，实现实时控制。同时，增加复位按键，使摄像头初始化与人方向一致。

在已有传统技术的基础上，将角度分辨率（即指向精度）提高至0.01弧度（换算成角度即0.6度），那么就可以在一百米的距离处实现一米的分辨率；提高清晰度，实现7公里内清晰度达到1080p；降低延迟时间，使其控制在1s以内。

2 系统整体设计

本系统由数据采集与处理模块、无线传输模块、图像采集与显示模块组成，其中数据采集与处理模块由陀螺仪、单片机、云台组成；……