[實(shí)用新型]高速視覺(jué)跟蹤云臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320387641.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203413314U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙磊;莫睿智
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湘潭大學(xué);趙磊
• 主分類(lèi)號(hào): F16M11/42
• 分類(lèi)號(hào): F16M11/42;F16M11/12;F16M11/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)云臺(tái)，特別是一種高速視覺(jué)跟蹤云臺(tái)。

背景技術(shù)

目前，云臺(tái)的分類(lèi)大致分為室內(nèi)用云臺(tái)及室外用云臺(tái)。室內(nèi)用云臺(tái)承重小，沒(méi)有防雨裝置。室外用云臺(tái)承重大，有防雨裝置。有些高檔的室外云臺(tái)除有防雨裝置外，還有防凍加溫裝置。為適應(yīng)安裝不同的攝像機(jī)及防護(hù)罩，云臺(tái)的承重應(yīng)是不同的。因而應(yīng)根據(jù)選用的攝像機(jī)及防護(hù)罩的總重量來(lái)選用合適承重的云臺(tái)。室內(nèi)云臺(tái)的承重量較小，云臺(tái)的體積和自重也較小。室外用云臺(tái)因?yàn)榭隙ㄒ谒纳厦姘惭b帶有防護(hù)罩(往往還是全天候防護(hù)罩)的攝像機(jī)，所以承重量都較大。它的體積和自重也較大。

目前普遍采用的室內(nèi)云臺(tái)承重量大約1.5KG—7KG左右。室外用云臺(tái)承重量大約7KG—50KG左右。還有些云臺(tái)是微型云臺(tái)，比如與攝像機(jī)一起安裝在半球型防護(hù)罩內(nèi)或全天候防護(hù)罩內(nèi)的云臺(tái)。

一般的云臺(tái)均屬于有線控制的數(shù)控云臺(tái)。云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)在控制室操作控制器，將控制電壓通過(guò)多芯電纜直接加到云臺(tái)內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)上，或者通過(guò)通信電纜控制遠(yuǎn)端的解碼器，再用解碼器經(jīng)局部多芯電纜將電壓加到云臺(tái)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。

還有的云臺(tái)內(nèi)裝繼電器等控制電路，這樣的云臺(tái)往往有六個(gè)控制輸入端。一個(gè)是電源的公共端，另四個(gè)是上、下、左、右端。還有一個(gè)則是自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)端。當(dāng)電源的一端接在公共端后，電源另一端接在“自動(dòng)”端后，云臺(tái)將帶動(dòng)攝像機(jī)頭按一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行上、下、左、右的自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在電源供電電壓方面，目前常見(jiàn)的有交流24V和220V兩種。云臺(tái)的耗電功率一般是承重量小的功耗小，承重量大的功耗大。目前，還有直流6V供電的室內(nèi)用小型云臺(tái)，可在其內(nèi)部安裝電池，并用紅外遙控器進(jìn)行遙控。目前大多數(shù)云臺(tái)仍采用有線遙控方式。云臺(tái)的安裝位置距控制中心較近，且數(shù)量不多時(shí)，一般采用從控制臺(tái)直接輸出控制信號(hào)進(jìn)行控制。而當(dāng)云臺(tái)的安裝位置距離控制中心較遠(yuǎn)且數(shù)量較多時(shí)，往往采用總線方式傳送編碼的控制信號(hào)并通過(guò)終端解碼解出控制信號(hào)再去控制云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是衡量云臺(tái)檔次高低的重要指標(biāo)。云臺(tái)水平和垂直方向是由兩個(gè)不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，因此云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也分為水平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。由于載重的原因，垂直電機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行保持時(shí)的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實(shí)際監(jiān)控時(shí)對(duì)水平轉(zhuǎn)速的要求要高于垂直轉(zhuǎn)速，因此一般來(lái)說(shuō)云臺(tái)的垂直轉(zhuǎn)速要低于水平轉(zhuǎn)速。

交流云臺(tái)使用的是交流電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度固定，一般為水平轉(zhuǎn)動(dòng)速度為4°/秒～6°/秒，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)速度為3°/秒～6°/秒。有的廠家也生產(chǎn)交流型高速云臺(tái)，可以達(dá)到水平15°/秒，垂直9°/秒，但同一系列云臺(tái)的高速型載重量會(huì)相應(yīng)降低。

直流型云臺(tái)大都采用的是直流步進(jìn)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)速高、可變速的優(yōu)點(diǎn)，十分適合需要快速捕捉目標(biāo)的場(chǎng)合。其水平最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40～50°/秒，垂直可達(dá)10～24°/秒。另外直流型云臺(tái)都具有變速功能，所提供的電壓是直流0至36V之間的變化電壓。變速的效果由控制系統(tǒng)和解碼器的性能決定，以使云臺(tái)電機(jī)根據(jù)輸入的電壓大小做相應(yīng)速度的轉(zhuǎn)動(dòng)。常見(jiàn)的變速控制方式有兩種，一種是全變速控制，就是通過(guò)檢測(cè)操作員對(duì)鍵盤(pán)操縱桿控制的位移量決定對(duì)云臺(tái)的輸入電壓，全變速控制是在云臺(tái)變速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平緩的變速過(guò)渡。另外一種是分檔遞進(jìn)式控制，就是在云臺(tái)變速范圍內(nèi)設(shè)置若干擋，各檔對(duì)應(yīng)不同的電壓轉(zhuǎn)動(dòng)速度，操作前必須先選擇所需轉(zhuǎn)動(dòng)的速度檔，在對(duì)云臺(tái)進(jìn)行各方向的轉(zhuǎn)動(dòng)操作。步進(jìn)電機(jī)的品種規(guī)格很多，按照它們的結(jié)構(gòu)和工作原理可以劃分為磁阻式(也稱(chēng)反應(yīng)式或變磁阻式)電機(jī)、混合式電機(jī)、永磁式電機(jī)和特種電機(jī)等四種主要型式。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和經(jīng)久耐用，所以是目前應(yīng)用最普及的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)按變磁阻原理工作，于是有的國(guó)家又稱(chēng)之為變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是；力矩—慣性比高；步進(jìn)頻率高，頻率響應(yīng)快；不通電時(shí)轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動(dòng)；機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)；能雙向旋轉(zhuǎn)；有適量阻尼；正常電機(jī)無(wú)失步區(qū)。缺點(diǎn)是：不通電時(shí)無(wú)定位力矩；每步有振蕩和過(guò)沖。永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：功耗較小，在斷電時(shí)仍有定位轉(zhuǎn)矩，但是步距角大，需供給正負(fù)脈沖電源，啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較低。混合式電機(jī)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩大，步距角小，運(yùn)行頻率高，功耗低及有自鎖功能，但需有正負(fù)電脈沖供電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。比較以上各種電機(jī)，決定選擇反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)的動(dòng)力源。