1. 研究目的与意义（文献综述）

本次毕业设计我选的课题是基于arduino的图像稳定器的设计。主要任务是在arduino平台上实现图像稳定器的设计，增强摄像头的防抖能力，提高摄像的稳定性。

对于图像稳定器来说，顾名思义，是一种增强拍照稳定性的装置，是控制云台来实时调整摄像头角度的外加部件，也就是给云台减震的一个装置，配合云台一起起到稳定摄像的目的。在图像稳定器中，有一个陀螺仪，用来读取摄像头即时的倾斜方向和倾斜角度。再把测得的信息传给arduino，利用算法来得出合理的调整方案，最后通过控制电动云台运动，来补偿摄像头，保持摄像头一直在水平、垂直、朝前的状态。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：(1)了解arduino平台的硬件连接与软件的开发环境，并在此之上设计源代码，使其能够与陀螺仪测量出的数据建立联系。（2）熟悉陀螺仪的结构组成及使用规则，在测量数据时竟可能减小可控误差。（3）选出并设计出最合适的算法，保证通过算法可以最大程度上提高陀螺仪测量结果的精确度。（4）熟悉电机的使用方法及工作原理，正确驱动电机来调整摄像头，达到我们想要的效果。（5）正确建立各个模块部分的联系，是设计成果能够实现我们预期的结果。

设计目标：设计出一个基于arduino的图像稳定器，其主要可以分为三个部分，陀螺仪，arduino主板以及电机设备。其中陀螺仪负责检测即时摄像头抖动的方向和角度，并把检测到的信息转化成电信号传送给arduino主板，通过编写算法，根据陀螺仪检测到的信息输出对应的调整结果，最后驱动电机实现对摄像头的调正，从而达到稳定摄像头的作用。

拟采用的技术方案及措施：在这次设计中，难点在于如何准确的测出摄像头即时的俯仰角，这不仅要求陀螺仪的精度高，更重要的是编写合适的算法来提升陀螺仪的测量精度。对于云台减震的算法有很多种，包括pid控制算法，模糊控制算法，自适应控制算法，专家控制算法等等.....考虑到云台减振控制系统精确建模的难度和复杂性，在本次设计中拟采用pid控制算法。pid(比例(proportion )、积分(integration )、微分(differentiation ))控制是最经典的控制方法。模糊pid控制器关键是要计算pid三个参数，比例增益，积分增益，微分增益与系统误差和误差变化率之间的模糊关系，在系统运行过程中不断检测系统误差和误差变化率。根据模糊规则对三个pid参数进行在线调整，以适应不同系统误差和误差变化率对系统参数的要求，从而使被控对象输出符合系统期望的性能。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需资料。学习arduino平台开发流程与特点，完成开题报告。

第4－8周：学习mpu9250陀螺仪模块的原理，使用相关模块测试基本功能。

第9－14周：掌握基本pid控制原理与简单算法，使用成品舵机模块完成软硬件联合调试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]吴益飞，李胜，.基于msp430单片机的云台控制系统设计与实现[j].微计算机信息，2006,22(20):91-93.

[2]邓习树.步进扫描光刻机模拟隔振试验平台主动减振系统研究[d].湖南:中南大学，2007.(2):8-11

[3] d, tjepkema, j, van, dijk, h, m, j, r, soemers. sensor fusion for active vibration isolation in precision equipment[j]. journal of sound and vibration, 2012, 331(4):735-749