[發(fā)明專利]一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711306498.4
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107864339B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 畢齊林;劉志軍;賴敏玲;閆奕樸;陳柏任;周詠濤
• 申請（專利權）人: 廣州航海學院
• 主分類號: H04N23/60
• 分類號: H04N23/60;H04N23/667;H04N23/50;H04N23/51;H04N23/55;H04N7/18;G07C1/10
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權代理有限公司 11473
• 代理人: 閆冬;吳航

1.一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括視覺監(jiān)測單元和工控機子系統(tǒng)；所述視覺監(jiān)測單元對感興趣目標進行圖像采集后將圖像傳遞給所述工控機子系統(tǒng)，通過所述工控機子系統(tǒng)進行判斷和決策；所述工控機子系統(tǒng)控制視覺監(jiān)測單元進行宏觀與微觀相結合進行準確定位及拍攝，所述視覺監(jiān)測單元包括保護罩、第一安裝架、第一安裝架旋轉(zhuǎn)裝置、定焦成像子系統(tǒng)、變焦成像子系統(tǒng)、變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置和通信接口；所述第一安裝架、所述第一安裝架旋轉(zhuǎn)裝置、所述定焦成像子系統(tǒng)、所述變焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置均置于所述保護罩內(nèi)；所述第一安裝架安裝在所述第一安裝架旋轉(zhuǎn)裝置上，所述第一安裝架上還固定安裝有所述定焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置，所述第一安裝架與所述保護罩的底面連接；所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置上安裝有所述變焦成像子系統(tǒng)；所述保護罩的底面設置有通信接口，用于通信數(shù)據(jù)線的出入，所述第一安裝架為一個長條板，以所述第一安裝架上某點為原點O，平行于所述第一安裝架的短邊方向為X軸，平行于所述第一安裝架的長邊方向為Z軸，平行于XZ面的法線方向為Y軸，建立坐標系OXYZ，所述第一安裝架旋轉(zhuǎn)裝置包括Y向第一旋轉(zhuǎn)裝置、Y向第二旋轉(zhuǎn)裝置和Y向第三旋轉(zhuǎn)裝置，所述第一安裝架通過所述Y向第一旋轉(zhuǎn)裝置安裝在保護罩的底面，所述定焦成像子系統(tǒng)通過Y向第二旋轉(zhuǎn)裝置安裝在第一安裝架上，所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置通過Y向第三旋轉(zhuǎn)裝置安裝在第一安裝架上；所述第一安裝架旋轉(zhuǎn)裝置可根據(jù)所述工控機子系統(tǒng)的控制進行旋轉(zhuǎn)并帶動所述第一安裝架、所述定焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置進行旋轉(zhuǎn)，使所述定焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)進行位置互換；所述Y向第一旋轉(zhuǎn)裝置包括第一旋轉(zhuǎn)連接裝置、第一步進電機、第一步進電機驅(qū)動器和第一編碼器；所述Y向第二旋轉(zhuǎn)裝置包括第二旋轉(zhuǎn)連接裝置、第一支承座和第一帶輪，第一支承座內(nèi)為軸承；Y向第三旋轉(zhuǎn)裝置包括第三旋轉(zhuǎn)連接裝置、第二支承座和第二帶輪，第二支承座內(nèi)為軸承；所述第一旋轉(zhuǎn)連接裝置、所述第一帶輪和所述第二帶輪通過一皮帶連接，所述第一旋轉(zhuǎn)連接裝置旋轉(zhuǎn)時帶動所述第一帶輪和所述第二帶輪進行旋轉(zhuǎn)，使得所述定焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置始終處于正向狀態(tài)。

2.如權利要求1所述的一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機子系統(tǒng)包括圖像處理子系統(tǒng)和運動自適應控制子系統(tǒng)；所述工控機子系統(tǒng)通過連接所述通信接口實現(xiàn)對所述監(jiān)測系統(tǒng)的檢測與控制。

3.如權利要求2所述的一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述定焦成像子系統(tǒng)包括定焦相機、廣角鏡頭和輔助光源，所述廣角鏡頭位于所述定焦相機前端，所述輔助光源位于所述定焦相機的后端；所述定焦成像子系統(tǒng)和所述變焦成像子系統(tǒng)位于所述第一安裝架的兩端，所述定焦成像子系統(tǒng)拍攝大范圍視角的圖像，所述大范圍視角的圖像經(jīng)所述通信接口傳送到所述工控機子系統(tǒng)進行方位分析。

4.如權利要求3所述的一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述變焦成像子系統(tǒng)空間位置調(diào)整裝置包含X向旋轉(zhuǎn)裝置、Z向旋轉(zhuǎn)裝置、第二安裝架和第三安裝架；所述X向旋轉(zhuǎn)裝置的下方設置有所述Z向旋轉(zhuǎn)裝置，所述第三安裝架安裝在所述X向旋轉(zhuǎn)裝置和所述Z向旋轉(zhuǎn)裝置之間，用于連接所述X向旋轉(zhuǎn)裝置與所述Z向旋轉(zhuǎn)裝置；在所述X向旋轉(zhuǎn)裝置的一側連接有所述變焦成像子系統(tǒng)；在所述Z向旋轉(zhuǎn)裝置和所述Y向第三旋轉(zhuǎn)裝置之間安裝有所述第二安裝架。

5.如權利要求4所述的一種宏微復合視覺監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述變焦成像子系統(tǒng)包括變焦相機、變焦鏡頭、大齒輪環(huán)、小齒輪、小齒輪支撐座、齒輪步進電機、齒輪編碼器、激光器和變焦子系統(tǒng)安裝座，所述變焦鏡頭位于所述變焦相機前端，所述變焦相機固定在所述變焦子系統(tǒng)安裝座上，所述大齒輪環(huán)件環(huán)套在所述變焦鏡頭上，所述大齒輪環(huán)和小齒輪相互嚙合，所述步進電機穿過所述小齒輪支撐座并連接在所述小齒輪上，所述小齒輪支撐座固定在所述變焦子系統(tǒng)安裝座上并位于所述變焦相機的另一旁，所述齒輪步進電機后端連接所述齒輪編碼器，所述激光器固定在所述變焦子系統(tǒng)安裝座上，所述激光器發(fā)射的激光線與所述變焦鏡頭的光軸相平行，所述齒輪編碼器接收所述工控機子系統(tǒng)的指令來修正所述齒輪步進電機轉(zhuǎn)動，所述齒輪步進電機驅(qū)動所述小齒輪轉(zhuǎn)動，所述小齒輪帶動所述變焦鏡頭旋轉(zhuǎn)而進行變焦。