中文摘要：

传统的云台类视频监控系统存在呈弧线形二自由度旋转运动的目标深度不明，非线性反馈控制难的问题，已无法满足安防物联网规划以及平安城市、边境安全等日益增长的需求。云台系统的高定位精度及小型化的要求成为其亟待解决的关键瓶颈问题。提出针对云台类视频监控系统的单定子二自由度超声电机；并利用图像匹配获取目标中心距视频中心偏差，建立前一帧与当前帧的图像和云台的对偶四元数坐标关系，反推云台位姿变化，从而达到精确定位反馈控制的目的；同时，采用非线性滤波预测下一帧图像目标位置，提高云台动态响应性能及定位精度。本申请将超声电机的可控性、断电自锁性与图像技术软硬结合，形成有机互补；并将突破传统的电机、云台及图像匹配之间系统与系统的壁垒，使图像获取的目标标的又成为电机与云台运动控制的闭环反馈信息，大幅降低硬件的复杂性。为自主研发小型化、高精度、高动态性能该类云台提供理论依据与技术支持，提升我国相关领域的源头创新能力。