[實用新型]消旋攝像機構

無效

• 申請號: 201020630905.4
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN201898566U
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 楊洪濤;祝青;武力;張兆會;曹劍中
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;G01P9/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 徐平

技術領域

本發明涉及一種攝像機構，具體涉及一種消旋攝像機構，主要用于在兩個相對旋轉運動的物體中，通過一個旋轉物體拍攝和記錄另一個旋轉物體的工作情況，屬于圖像處理領域。

背景技術

對于一個在運動過程中發生分離旋轉的物體A，需要對分離后的運動情況進行拍攝和記錄時，目前多采用攝像系統直接進行拍攝，但攝像系統的載體——物體B也在旋轉，使得直接拍攝所得的照片和圖像十分模糊，導致無法識別、精確記錄物體A的運動情況，不利于技術人員事后進行分析處理。

因此，技術人員采用軟件補償對上述方式所獲取的模糊圖像進行還原，但該方法的效果并不理想，存在圖像失真的情況，且該類軟件較為復雜，成本高，并未從根本上解決圖像和視頻模糊的問題。

發明內容

本發明提供一種消旋攝像機構，主要解決了現有攝像系統在與目標存在相對旋轉運動拍攝時，拍攝的圖像十分模糊，后續采用軟件補償進行圖像還原的方法效果差、存在圖像失真的問題。

本發明的具體技術解決方案如下：

該消旋攝像機構，包括外殼和設置于外殼內的攝像裝置，攝像裝置與導電滑環轉子軸一端連接，導電滑環轉子軸另一端內部安裝有速度陀螺；攝像裝置安裝在控制其旋轉的電機上；電機通過兩個精密軸承組成的軸系支撐。

上述攝像裝置包括光學鏡頭和與其連接的圖像探測器。

上述電機為直流力矩電機，攝像裝置與控制其旋轉的電機內軸連接。

上述支撐電機轉子的軸承為P4級精密軸承。

本發明的優點在于：

本發明采用機械結構補償的形式來實現消旋。消旋攝像系統安裝于要分離的旋轉物體B的后面，隨旋轉物體B進行約720°/s的轉動。

本發明通過內置速度陀螺獲取旋轉載體B的轉速，并通過電機帶動攝像裝置進行同速轉動，以此消除旋轉載體與攝像裝置間存在的相對旋轉運動，補償像移效應，使其能夠獲取清晰圖像。

本發明提供的消旋攝像機構多用于航空、航天領域，對體積重量和環境的適應性有嚴格的要求。尤其是力學環境要承受較大量級的振動和沖擊。其可以在較嚴酷的力學環境中，消除載體的旋轉運動獲取清晰圖像，為有效觀察目標的工作過程提供了有效的依據，試驗結果能滿足使用要求。可以獲取在旋轉運動中的兩物體分離過程中的詳細狀況，為故障診斷和設備改造提供依據。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明進行詳述，如圖1、圖2所示：

該攝像機構包括外殼、攝像裝置1、導電環4、速度陀螺5、電機3和軸承2。可以和控制機構連接進行控制。

攝像裝置1設置于外殼內，攝像裝置1與導電環4轉子軸一端連接，速度陀螺5設置于轉子軸另一端內部，速度陀螺5與微處理器電連接，攝像裝置1設置在控制其旋轉的電機3上，電機3采用直流力矩電機，攝像裝置1與控制其旋轉的電機3的內軸連接；電機通過軸承支撐，以兩個P4精度級軸承作為支撐，以保證鏡頭的旋轉精度和整體的剛度和較好的環境適應性，滿足較嚴酷的振動和沖擊過載；電機驅動模塊與微處理器電連接，控制電機轉速并為電機提供電壓。

速度陀螺用于測量安裝消旋攝像系統的物體的轉速，為實現鏡頭轉速的控制提供給定和反饋；微處理器用于接收速度陀螺測量的轉速并進行處理，然后向電機驅動模塊輸出控制信號，通過電機旋轉調節攝像裝置的轉速。

該消旋攝像機構所依據的原理如下：

1、檢測裝載消旋攝像系統的物體的轉速，一般采用速度陀螺進行測量；

2、調節攝像裝置的轉速

由于攝像裝置設置于裝載消旋攝像系統的物體內，當裝載消旋攝像系統的物體旋轉時，攝像裝置也進行旋轉，當旋轉的攝像裝置進行拍攝時，所獲取的圖像十分模糊，需將攝像裝置的轉速消除，即攝像裝置相對于大地靜止；

將速度陀螺測得的安裝消旋攝像系統的物體的轉速傳輸至微處理器，得出攝像裝置相對于大地靜止需補償的轉速，由微處理器將該轉速轉換為補償轉速信號并傳輸至電機驅動模塊，電機驅動模塊按照補償轉速信號驅動電機旋轉；電機帶動攝像裝置旋轉，對攝像裝置的轉速進行調節；

3、獲取圖像

轉速補償后獲取低于10°/s的清晰圖像；當安裝消旋攝像系統的物體的轉速發生變化時，重復步驟1、2進行調節，使獲取的圖像低于10°/s。

本發明采用機械結構補償的形式來實現消旋。消旋攝像系統安裝于要分離的旋轉物體的后面，隨旋轉物體進行約2轉/秒的轉動。

具體應用時，一般攝像系統可采用下述主要指標：視場角：對角線45±5度；攝像距離：1m～100m；圖像制式：CCIR，25FPS；像元數：≥512×582；分辨要求：物距1m處，可分辨50mm×50mm物體；圖像效果：圖像轉速低于10度/s。