系統(tǒng)按照功能分為4個模塊：

1. 云臺模塊，由云臺、攝像頭和步進電機組成，主要功能是控制云臺攝像頭的水平轉動、俯仰運動和自動對焦，并采集圖像；
2. 視頻眼鏡模塊，由視頻眼鏡及其控制板，內(nèi)置兩個微型攝像頭組成，主要功能是用于顯示云臺攝像頭采集的圖像并通過內(nèi)部放置的兩個微型攝像頭采集人眼圖像；
3. 圖像處理及顯示平臺，采用Intel低功耗ATOM系列處理器平臺，安裝Windows XP操作系統(tǒng)，由液晶顯示屏顯示界面，主要功能是顯示工作界面，實現(xiàn)人眼運動識別并返回計算結果；
4. 主控制板，采用FPGA為主處理芯片，帶有高速存儲器和串口、視頻接口、云臺接口等，它是整個系統(tǒng)的核心控制模塊，主要功能是負責與云臺、圖像處理平臺和視頻眼鏡之間的數(shù)據(jù)交互，管理整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和控制流；

2. 工作流程

整個工作流程如下圖所示：

圖2 工作流程

通過視頻眼鏡內(nèi)部的兩個微型攝像頭采集人眼圖像，圖像處理平臺實現(xiàn)人眼的運動識別，主控制板根據(jù)圖像處理結果控制云臺攝像頭的移動和自動對焦，并將攝像頭采集的圖像在視頻眼鏡中顯示；繼續(xù)對人眼進行監(jiān)控判斷，形成不斷循環(huán)的閉環(huán)運行流程。

• 研究的主要內(nèi)容

1. 模塊組成
   1. 云臺模塊

云臺模塊由云臺、電機模塊、攝像頭和外接口組成，它的功能是控制電機的轉動從而實現(xiàn)攝像頭的水平和垂直方向的運動，同時把攝像頭采集的圖像輸出。

1. 云臺采用PTS-3030CQ型號的吊裝云臺（圖4-1-1-1），內(nèi)置兩個24V交流電機，水平旋轉角度最大為355度，俯仰角度范圍為-5度到50度。由于該云臺需要交流供電，不滿足本項目要求，所以將原有的交流電機更換成直流步進電機。

圖 4-1-1-1

2. 電機模塊由兩個12V直流兩相步進電機（圖4-1-1-2）和配套的電機驅動器組成。步進電機的步距角為1.8度，最大靜力矩約為3600 g*cm，如圖1-2所示。驅動器的驅動電壓小于40V，驅動電流0.8—5V可調(diào)，細分數(shù)可由撥碼開關設定1/2，1/4，1/8，1/16。

圖4-1-1-2

3. 攝像頭采用彩色一體化攝像機（圖4-1-1-3），成像元件是SONY CCD image sensor，PAL制信號輸出，22倍光學變焦，同時有自動聚焦和手動聚焦兩種模式，可以通過RS485協(xié)議對攝像頭進行相關控制，攝像頭所需電源為12V直流電壓，200mA電流。

圖4-1-1-3

4. 外接口采用25針接插件，主要功能是整合云臺內(nèi)部所有控制線，方便與外部連接和使用。外接口定義如圖4-1-1-4所示。

圖4-1-1-4

云臺模塊通過更換電機，安裝攝像頭，整合所有控制線到外接口從而實現(xiàn)對原有的云臺改裝，滿足本項目實際需要。