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，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。