[發(fā)明專利]一種云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)、定位方法、定位系統(tǒng)及攝像機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810563356.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108873946B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉彥輝;王可;帥樹(shù)新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大華技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12;F16M11/12
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良;王日精

本發(fā)明屬于自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)、定位方法、定位系統(tǒng)及攝像機(jī)。其中，云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)，所述云臺(tái)包括主體部以及轉(zhuǎn)動(dòng)配合于主體部的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部，所述定位機(jī)構(gòu)包括第一磁環(huán)和第一磁編碼芯片，所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)安裝于主體部與第一轉(zhuǎn)動(dòng)部或所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)安裝于第一轉(zhuǎn)動(dòng)部與主體部；所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片偏心設(shè)置；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動(dòng)部處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一磁編碼芯片感應(yīng)第一磁環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)以獲取第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。本發(fā)明云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)，通過(guò)第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片偏心設(shè)置，可以將第一磁環(huán)中部的位置避讓，以便布置相應(yīng)的線纜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)、定位方法、定位系統(tǒng)及攝像機(jī)。

背景技術(shù)

云臺(tái)是安裝、固定攝像頭的支撐設(shè)備，分為固定云臺(tái)和電動(dòng)云臺(tái)兩種。固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺(tái)上安裝攝像頭后可調(diào)整攝像頭的水平和俯仰的角度，達(dá)到最佳的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)即可，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)視。然而，電動(dòng)云臺(tái)適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍；電動(dòng)云臺(tái)高速姿態(tài)由兩臺(tái)執(zhí)行電機(jī)實(shí)現(xiàn)，電機(jī)接受來(lái)自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位。PTZ攝像機(jī)正是配置了電動(dòng)云臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)攝像頭的水平和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景的監(jiān)控功能。其中，PTZ攝像機(jī)是安防系統(tǒng)中一種支持全方位(上下、左右)移動(dòng)及鏡頭變倍、變焦控制的攝像機(jī)。

如圖6所示，PTZ攝像機(jī)主要由三部分組成：主支架1’、水平轉(zhuǎn)臺(tái)2’和球體3’，主支架固定不動(dòng)，水平轉(zhuǎn)臺(tái)可以相對(duì)主支架進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)，球體安裝在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且球體可以在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行垂直轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，水平轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)均是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶實(shí)現(xiàn)的。目前，PTZ攝像機(jī)主要通過(guò)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)云臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，開(kāi)環(huán)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的高精度智能化控制。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，閉環(huán)控制逐漸進(jìn)入人們的視野。閉環(huán)控制系統(tǒng)中的角度傳感器通常采用同軸式磁編碼器，比如無(wú)人機(jī)云臺(tái)系統(tǒng)、手持云臺(tái)等均是采用同軸式磁編碼器，如圖7所示，這種編碼器的安裝要求為磁編碼器的磁編碼芯片1-1’與磁環(huán)元件1-2’同軸安裝，這就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸1-3’處無(wú)法過(guò)線，但是PTZ攝像機(jī)的主支架和水平轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)軸處需要穿過(guò)線纜，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。因此該種磁編碼器無(wú)法安裝在PTZ攝像機(jī)的水平轉(zhuǎn)軸處，只能將角度檢測(cè)裝置安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸處，但安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸處僅能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)攝像機(jī)的閉環(huán)控制。其中，同軸磁編碼器將單對(duì)磁極的磁鐵安裝在旋轉(zhuǎn)軸軸端，利用4～8個(gè)霍爾元件形成環(huán)形列陣進(jìn)行感應(yīng)，相對(duì)的兩個(gè)霍爾傳感器以差分放大器連接，每旋轉(zhuǎn)一周便產(chǎn)生一個(gè)周期的正余弦信號(hào)，再通過(guò)DSP磁編碼芯片運(yùn)算轉(zhuǎn)換為正交或串行位置輸入信號(hào)。雖然同軸磁編碼器的檢測(cè)方式成本較低，但是對(duì)設(shè)備安裝要求很高，體現(xiàn)在磁鐵的南北磁極中點(diǎn)、磁編碼芯片中心和轉(zhuǎn)軸端中心必須保持在同一直線上，任何安裝上的偏差都會(huì)降低編碼器的準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中，不僅轉(zhuǎn)軸的徑向抖動(dòng)無(wú)法避免，磁編碼芯片和磁鐵的相對(duì)位移造成的偏差也會(huì)影響實(shí)際輸出信號(hào)的精準(zhǔn)度。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供一種云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)、定位方法、定位系統(tǒng)及攝像機(jī)。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種云臺(tái)的定位機(jī)構(gòu)，所述云臺(tái)包括主體部以及轉(zhuǎn)動(dòng)配合于主體部的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部，所述定位機(jī)構(gòu)包括第一磁環(huán)和第一磁編碼芯片，所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)安裝于主體部與第一轉(zhuǎn)動(dòng)部或所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)安裝于第一轉(zhuǎn)動(dòng)部與主體部；所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片偏心設(shè)置；當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)動(dòng)部處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所述第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一磁編碼芯片感應(yīng)第一磁環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)以獲取第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。通過(guò)第一磁環(huán)與第一磁編碼芯片偏心設(shè)置，可以將第一磁環(huán)中部的位置避讓，以便布置相應(yīng)的線纜。