基于无人机平台的视觉稳定跟踪云台具有作战面积广、零伤亡、效费比高且可在恶劣环境下完成多项任务等优点,其研究发展备受世界各大强国的高度关注,被广泛应用在军事领域、环境监测领域以及民用领域等。然而,目前市场上常见的视觉稳定跟踪云台系统多被应用于重型无人机、车载及舰载等带载能力强的运输平台中,因其结构较大且笨重、系统通信接口单一、定位精度差及不具备目标跟踪功能等因素限制,无法应用到本次课题研究的基于多旋翼无人机平台中。针对多旋翼无人机平台,要求视觉稳定跟踪云台系统具有轻量化、低功耗、高精度、载荷能力强、性能高等特点。为满足以上需求,本文主要针对应用于多旋翼无人机平台的视觉稳定跟踪云台系统硬件部分进行研究,取得的主要成果如下:为了提升现有视觉稳定跟踪云台系统应用平台等因素局限性,本文针对多旋翼无人机平台设计了一套集机、电一体化带有视觉稳定以及目标跟踪处理于一体的复杂系统。完成的主要工作包括:云台外型结构设计、电机驱动电路设计、DSP电机控制电路设计、稳定云台控制电路设计和图像算法处理电路设计。该视觉稳定跟踪云台系统具有较高的定位精度以及实时图像处理能力,根据不同任务需求,可搭载相应的探测器和成像器完成目标跟踪定位、侦察等任务。为了保证伺服控制系统可以高效、稳定运行,本文针对每个自由度的控制单元设计了一套包含位置、速度检测装置的闭环反馈系统,并且使用CAN总线通信方式将每个自由度的控制单元与稳定云台控制板连接,相比传统的站地址编码通信方式,具有网络节点间的数据通信实时性强、传输距离远及抗电磁干扰强等优点。为了解决图像算法板中DSP复杂系统电路设计问题,本文针对TMS320C6657处理器设计了一套基于ZYNQ平台的引导配置系统,代替传统CPLD引导配置芯片,该系统采用一片XC7Z020处理器实现对DSP系统的引导配置、时钟配置及复位配置的逻辑控制,并同时完成图像采集预处理、图像数据传输及对外通信等工作。本次设计的图像算法板系统不仅提高了DSP处理器灵活配置性,同时减小了控制电路的复杂程度和电路板的占用空间,降低了系统电路的研发成本。为了满足视觉稳定跟踪云台系统与外部传输设备构成完善的通信系统,本文设计了一套丰富的通信接口,其中包括与成像器及无线图传设备连接的模拟视频输入输出接口及变焦控制接口,为整体视觉稳定跟踪云台系统与外部通信设备提供了充分条件。