摄像头稳定跟踪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种摄像头稳定跟踪装置及方法，该装置包括摄像头、摄像头安装平台、方位旋转驱动电机、俯仰旋转驱动电机、方位角编码器、俯仰角编码器、图像采集器和计算机；所述摄像头安装在所述摄像头安装平台上。摄像头稳定跟踪装置同时获取方位旋转驱动电机的方位角、俯仰旋转驱动电机的俯仰角、目标图像位置值和陀螺船位信息四个变量后，采用计算机多变量控制算法以及多反馈控制方法产生控制信号，从而对摄像头安装平台方位角和俯仰角进行闭环的运动校正，达到摄像头对目标物体有效跟踪、识别和监视的目的。还具有结构简单、体积小、通用性强和成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，该装置包括摄像头、摄像头安装平台、方位旋转驱动电机、俯仰旋转驱动电机、方位角编码器、俯仰角编码器、图像采集器和计算机；所述摄像头安装在所述摄像头安装平台上。摄像头稳定跟踪装置同时获取方位旋转驱动电机的方位角、俯仰旋转驱动电机的俯仰角、目标图像位置值和陀螺船位信息四个变量后，采用计算机多变量控制算法以及多反馈控制方法产生控制信号，从而对摄像头安装平台方位角和俯仰角进行闭环的运动校正，达到摄像头对目标物体有效跟踪、识别和监视的目的。还具有结构简单、体积小、通用性强和成本低的优点。【专利说明】
本专利技术属于计算机控制
，特别涉及一种。
技术介绍
现有技术中，通常采用摄像头跟踪装置实现对海上目标探测、跟踪、识别和监视。现有的摄像头跟踪装置采用专用的图像采集处理装置对目标进行图像处理，同时还需要特殊的伺服系统进行摄像头方位、俯仰运动驱动控制，因此，具有通用性差、复杂度高、体积大、成本高的局限性，不适用船舶运动载体对海上目标跟踪、识别、监视。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种摄像头稳定跟踪装置，具有结构简单、体积小、通用性强和成本低的优点，而且还能够精确的对目标物体进行跟踪、识别和监视。 本专利技术采用的技术方案如下: 本专利技术提供一种摄像头稳定跟踪装置，包括摄像头、摄像头安装平台、方位旋转驱动电机、俯仰旋转驱动电机、方位角编码器、俯仰角编码器、图像采集器和计算机；所述摄像头安装在所述摄像头安装平台上； 所述计算机的第一输出接口与所述方位旋转驱动电机的输入接口连接，所述方位旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的方位轴连接，所述方位旋转驱动电机的第二输出接口通过所述方位角编码器反馈连接到所述计算机的第一输入接口形成平台方位角反馈控制回路； 所述计算机的第二输出接口与所述俯仰旋转驱动电机的输入接口连接，所述俯仰旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的俯仰轴连接，所述俯仰旋转驱动电机的第二输出接口通过所述俯仰角编码器反馈连接到所述计算机的第二输入接口形成平台俯仰角反馈控制回路； 所述摄像头固定安装在所述摄像头安装平台上；所述图像采集器安装在所述摄像头的成像光路上，所述图像采集器的输出端连接到所述计算机的第三输入接口形成摄像头反馈控制回路。 优选的，还包括陀螺仪；所述陀螺仪固定安装在舰船的船体上，所述陀螺仪的输出接口连接到所述计算机的第四输入接口。 优选的，还包括图像显示器；所述图像显示器的输入接口与所述计算机的第三输出接口连接。 优选的，所述计算机的第三输入接口为PCI接口、PC1-E接口或USB接口。 本专利技术还提供一种应用上述摄像头稳定跟踪装置进行摄像头稳定跟踪的方法，包括以下步骤: SI，所述摄像头瞄准监控区域，所述计算机获取当前时刻的下列变量值:所述摄像头方位角、所述摄像头俯仰角、陀螺船位信息以及监控区域内目标图像位置值； S2，所述计算机基于多变量控制算法对所述目标图像位置值、所述摄像头方位角、所述摄像头俯仰角和所述陀螺船位信息进行计算，产生控制信号； S3，所述计算机根据所述控制信号对所述摄像头方位角和所述摄像头俯仰角进行闭环的运动校正，使所述摄像头有效跟踪、识别和监视目标物体。 优选的，SI中，所述计算机获取监控区域内目标图像位置值具体为: S1-1，所述摄像头按瞄准监控区域，监控区域的图像以模拟图像信号的格式成像到所述摄像头； S1-2，所述图像采集器采集成像到所述摄像头的模拟图像信号，并将该模拟图像信号转化为数字图像信号后，传输给计算机； S1-3，所述计算机对所述数字图像信号预处理后实时解算，获取所述监控区域内目标图像位置值。 优选的，S1-3中，所述预处理方法为速率差自动修正以及限速率数据预处理方法。 优选的，所述摄像头固定安装在所述摄像头安装平台，所述摄像头安装平台分别连接所述方位旋转驱动电机和所述俯仰旋转驱动电机； SI中，所述计算机获取所述摄像头方位角和所述摄像头俯仰角具体为: 所述计算机通过所述方位角编码器采集所述方位旋转驱动电机的方位角，以及，所述计算机通过所述俯仰角编码器采集所述俯仰旋转驱动电机的俯仰角；所述计算机通过所述方位旋转驱动电机的方位角推算出所述摄像头的方位角，所述计算机通过所述俯仰旋转驱动电机的俯仰角推算出所述摄像头的俯仰角； S3中，所述计算机根据所述控制信号对所述摄像头方位角和所述摄像头俯仰角进行闭环的运动校正具体为: 所述计算机将所述控制信号分别发送给所述方位旋转驱动电机和所述俯仰旋转驱动电机；所述方位旋转驱动电机转动而调整所述摄像头的方位角，所述俯仰旋转驱动电机转动而调整所述摄像头的俯仰角。 本专利技术的有益效果如下: 本专利技术提供的摄像头稳定跟踪装置，同时获取方位旋转驱动电机的方位角、俯仰旋转驱动电机的俯仰角、目标图像位置值和陀螺船位信息四个变量后，采用计算机多变量控制算法以及多反馈控制方法产生控制信号，从而对摄像头安装平台方位角和俯仰角进行闭环的运动校正，达到摄像头对目标物体有效跟踪、识别和监视的目的。还具有结构简单、体积小、通用性强和成本低的优点。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术提供的摄像头稳定跟踪装置的结构示意图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术进行详细说明: 如图1所示，本专利技术提供一种摄像头稳定跟踪装置，包括摄像头、摄像头安装平台、方位旋转驱动电机、俯仰旋转驱动电机、方位角编码器、俯仰角编码器、图像采集器和计算机；所述摄像头固定安装在所述摄像头安装平台上； 所述计算机的第一输出接口与所述方位旋转驱动电机的输入接口连接，所述方位旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的方位轴连接，所述方位旋转驱动电机的第二输出接口通过所述方位角编码器反馈连接到所述计算机的第一输入接口形成平台方位角反馈控制回路； 所述计算机的第二输出接口与所述俯仰旋转驱动电机的输入接口连接，所述俯仰旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的俯仰轴连接，所述俯仰旋转驱动电机的第二输出接口通过所述俯仰角编码器反馈连接到所述计算机的第二输入接口形成平台俯仰角反馈控制回路； 所述摄像头固定安装在所述摄像头安装平台上；所述图像采集器安装在所述摄像头的成像光路上，所述图像采集器的输出端连接到所述计算机的第三输入接口形成摄像头反馈控制回路。其中，计算机的第三输入接口包括但不限于PCI接口、PC1-E接口或USB接□。 为增加计算机的控制精度，还可以包括陀螺仪；所述陀螺仪固定安装在舰船的船体上，所述陀螺仪的输出接口连接到所述计算机的第四输入接口。 为增强人机交互功能，提高本专利技术提供的摄像头稳定跟踪装置的便利性，还可以包括图像显示器；所述图像显示器的输入接口与所述计算机的第三输出接口连接。 本专利技术提供的摄像头稳定跟踪装置的工作过程为: 计算机获取多个变量的值，然后通过多变量控制算法解算出控制信号，通过控制信号控制方位旋转驱动电机和俯仰旋转驱动电机的转动，方位旋转驱动电机和俯仰旋转驱动电机的转动直接控制摄像头安装平台的方位角变化和俯仰角变化，又由于摄像头固定安装在摄像头安装平台上，所以，摄像头安装平台的方位角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像头稳定跟踪装置，其特征在于，包括摄像头、摄像头安装平台、方位旋转驱动电机、俯仰旋转驱动电机、方位角编码器、俯仰角编码器、图像采集器和计算机；所述摄像头安装在所述摄像头安装平台上；所述计算机的第一输出接口与所述方位旋转驱动电机的输入接口连接，所述方位旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的方位轴连接，所述方位旋转驱动电机的第二输出接口通过所述方位角编码器反馈连接到所述计算机的第一输入接口形成平台方位角反馈控制回路；所述计算机的第二输出接口与所述俯仰旋转驱动电机的输入接口连接，所述俯仰旋转驱动电机的第一输出接口与所述摄像头安装平台的俯仰轴连接，所述俯仰旋转驱动电机的第二输出接口通过所述俯仰角编码器反馈连接到所述计算机的第二输入接口形成平台俯仰角反馈控制回路；所述摄像头固定安装在所述摄像头安装平台上；所述图像采集器安装在所述摄像头的成像光路上，所述图像采集器的输出端连接到所述计算机的第三输入接口形成摄像头反馈控制回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，夏俊伟，
申请(专利权)人：北京顶亮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11