[發明專利]基于相似三角形比例映射原理的定向橫軌跟蹤方法

有效

• 申請號: 202110393880.3
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113091511B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 馬紅星;吳克菊
• 申請（專利權）人: 黑龍江彼岸視覺科技開發有限公司
• 主分類號: F41G1/34
• 分類號: F41G1/34;F42B15/01;F16M11/08;F16M11/18;F16M11/42
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本發明公開了基于相似三角形比例映射原理的定向橫軌跟蹤方法，涉及跟蹤定位技術領域，包括軌道支架和架設在軌道支架上的橫向軌道，所述橫向軌道上設置有可移動的云臺，所述云臺底部安裝有定向機構，所述定向機構包括主軸、定向桿、滑動塊、絲杠和驅動輪，所述主軸貫穿轉動連接在云臺上，本發明基于橫向軌道兩端、被跟蹤目標點三點構成的三角形與主軸、絲杠螺紋部兩端三點構成的微縮三角形為相似三角形，在云臺沿橫向軌道移動時，驅動輪隨之在橫向軌道上滾動，由于驅動輪周長與絲杠導程之比等于相似三角形的相似比，因此定向桿的轉動角度等于主軸上跟蹤機構隨云臺移動后需要轉動的角度，完成定向跟蹤。

技術領域

本發明涉及跟蹤定位技術領域，尤其涉及基于相似三角形比例映射原理的定向橫軌跟蹤方法。

背景技術

在視頻制作領域，橫向移動拍攝設備是核心拍攝設備之一，俗稱“軌道”，在電影、電視以及其他拍攝領域均廣泛應用。但是現有技術中的橫向軌道功能單一，大多數純機械或電動制動的軌道都只有移動功能，最近幾年市場上才出現了帶跟蹤的橫向軌道，跟蹤技術即使攝像機的朝向永遠對準被拍攝對象。現有技術中，一般通過調節設備控制攝像機的角度，在攝像機沿橫向軌道移動時實時調節攝像機的角度來對被跟蹤目標點形成跟蹤效果，但是此種帶有機械跟蹤功能的橫向軌道的跟蹤效果并不理想，具體表現為跟蹤的目標點不唯一，即在整個軌道運行的行程中，只有局部有限的長度范圍內的跟蹤點可用，但是也存在細微結構上的固有偏差，而其余行程的跟蹤點偏差更大。

系統式的跟蹤控制方法，如紅外線識別、可視識別等方式，通過對被跟蹤目標點進行搜索捕捉進行跟蹤方式較為局限，在橫向軌道與被跟蹤目標點之間存在部分障礙物時，無法形成及時有效的跟蹤，無法在跨越障礙物的同時仍保持對被跟蹤目標點的跟蹤效果；

此外在激光定位領域中，激光頭對目標點的定向跟蹤容易受到機械的震動和抖動造成方向的偏移；在軍事領域中，火控系統瞄準目標后，炮體或者槍體受到震動或者移動亦會對目標的定向造成影響；在自動化機床領域中，機械手在軌道上的不同位置時，對定向位置的目標抓取能力較差。

發明內容

本發明提出的基于相似三角形比例映射原理的定向橫軌跟蹤方法，目的是為了解決傳統技術中帶有機械跟蹤功能的橫向軌道只有局部有限的長度范圍內的跟蹤點勉強可用而其余行程的跟蹤點偏差更大的問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

基于相似三角形比例映射原理的定向橫軌跟蹤方法，包括軌道支架和架設在軌道支架上的橫向軌道，所述橫向軌道上設置有可移動的云臺，所述云臺底部安裝有定向機構，定向機構保證隨云臺在橫向軌道上的移動自動調節其上部件的角度以跟蹤目標點；

所述定向機構包括主軸、定向桿、滑動塊、絲杠和驅動輪，所述主軸貫穿轉動連接在云臺上，所述主軸頂部安裝有跟蹤機構且底部沿徑向固定連接有滑動管，所述滑動管內貫穿同軸滑動連接有定向桿，所述定向桿遠離滑動管一端轉動連接有滑動塊，所述滑動塊內部連接有絲杠且滑動連接在云臺底面上，所述絲杠一端同軸固定連接有驅動輪，所述驅動輪滾動連接在橫向軌道底部，云臺在橫向軌道上移動時，驅動輪轉動，驅動輪帶動絲杠轉動，滑動塊在絲杠上隨其轉動沿其軸向移動，轉動連接在滑動塊上的定向桿隨之轉動，從而通過滑動管使主軸轉動，使主軸上跟蹤機構轉動一定角度，匹配在定向跟蹤目標時跟蹤機構隨云臺移動后需要調節的角度，達到對跟蹤目標定向跟蹤的效果；

跟蹤方法，如下：

S1、定向跟蹤，標記被跟蹤目標點為O點，橫向軌道兩端為A、B兩點，主軸為P點，絲杠螺紋部兩端為C、D兩點，△OAB∽△PCD，且相似比為n，在△OAB、△PCD中，形成被跟蹤目標點O點與主軸P點的映射關系，將主軸P點的狀態映射到被跟蹤目標點O點上；