智能视觉云台系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能视觉云台系统及其实现方法。其中，该系统包括图像采集模块，用于采集高速高清序列图像，并将采集到的图像发送至云台主控模块；三轴稳定云台，用于控制所述图像采集模块的姿态；所述云台主控模块，与所述图像采集模块、所述三轴稳定云台和图像处理模块之间进行交互，用于对所述图像采集模块采集到的所述图像进行视频编码与存储；所述图像处理模块，用于对所述云台主控模块从图像采集模块接收到的图像进行格式转换，并进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将处理结果反馈至所述云台主控模块。解决了现有系统智能化程度低、功能单一的技术问题。集成了动目标指示及变视场目标持续跟踪两种智能视觉功能，方便了使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及云台电机控制及图像处理
，特别是涉及一种智能视觉云台系统及其实现方法。
技术介绍
现代的无人机通常被定位为“会飞的智能摄像机”，其核心技术也围绕此宗旨展开，主要包括自动驾驶仪、智能视觉云台以及图像传输模块。其中智能视觉云台作为核心单元，已经是各大无人机厂家的竞争热地。智能云台通俗的说就是挂载智能摄像机的三轴稳定云台。为抵消机身晃动或者震动的影响，航拍云台通常需要在水平、横滚、俯仰三个轴向对相机进行增稳；为使得无人机能够智能的进行某些操作，需要利用智能视觉图像处理技术对视频场景进行分析，从而与自动驾驶仪一起完成视觉定位、视觉跟踪、自主目标探测、地形跟随飞行等功能。目前市场上现有的或可见于报道的智能云台产品主要由几家知名无人机公司设计和生产。大疆无人机公司最新推出的视觉云台采用一体式云台相机和超清定焦镜头组合，其镜头视场角为94°，云台采用三轴(俯仰、横滚、偏航)稳定系统，俯仰角可控转动范围为30°至-90°，横滚和偏航不支持外部控制，并集成了智能视觉目标追踪功能,但其跟踪的稳定性还有待提高。零度智控推出了两款智能视觉云台产品，其中一款与大疆的产品类似但性能略逊，另外一款视觉云台则采用了30倍变焦相机，但不具备智能视觉功能，只是用来拍照和录像。其它产商如AEE、3DRobtics、GoPro的产品参数也与上述产品类似，但性能上和上述两个公司的产品还有一定的差距。总的来说，现有视觉云台产品大多数由无人机公司设计和生产，其在视觉图像处理方面的技术水平还有待提高，产品难以满足越来越丰富的无人机视觉应用需求，如目标多分辨率拍摄、目标自主探测等。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能视觉云台系统，以解决现有系统智能化程度低、功能单一的技术问题。此外，还提供一种智能视觉云台系统的实现方法。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了以下技术方案：一种智能视觉云台系统，该系统包括：图像采集模块，用于采集高速高清序列图像，并将采集到的图像发送至云台主控模块；三轴稳定云台，用于控制所述图像采集模块的姿态；所述云台主控模块，与所述图像采集模块、所述三轴稳定云台和图像处理模块之间进行交互，用于对所述图像采集模块采集到的所述图像进行视频编码与存储；所述图像处理模块，用于对所述云台主控模块从所述图像采集模块接收到的图像进行格式转换并进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将处理结果反馈至所述云台主控模块。进一步地，所述三轴稳定云台具体包括：三轴云台，包括俯仰轴电机、横滚轴电机和航向轴电机，用于控制所述图像采集模块的俯仰姿态角、横滚姿态角和航向姿态角；云台增稳模块，用于控制所述图像采集模块姿态的稳定。进一步地，所述云台主控模块，具体用于通过标准LVDS接口与所述图像采集模块进行交互，用于对所述图像采集模块进行供电和控制；以及向所述图像处理模块输出图像数据及配置参数，接收所述图像处理模块的处理结果，产生控制信号，并将所述控制信号发送至所述云台增稳模块，以控制所述图像采集模块的姿态；还用于通过HDMI接口接收外部指令。进一步地，所述系统还包括：连杆，其由碳纤维材料制成，用于连接所述俯仰轴电机、所述横滚轴电机和所述航向轴电机的转向轴，并支撑所述图像采集模块。进一步地，所述图像采集模块为高清变焦相机。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术实施例还提供一种智能视觉云台系统的实现方法，所述方法包括：所述云台主控模块接收所述图像采集模块采集的图像，并将所述图像数据输出到图像处理模块；所述图像处理模块接收所述云台主控模块输出的图像数据和命令信息，对所述图像数据进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将目标位置信息发送至所述云台主控模块；所述云台主控模块根据获取的所述目标位置信息，发送控制指令至所述云台增稳模块控制所述图像采集模块转动，使得所述视觉目标位于所述图像采集模块视野的中心；对所述视觉目标进行多分辨率、持续地跟踪，获取所述视觉目标的高分辨率图像。本专利技术实施例提供一种智能视觉云台系统及其实现方法。通过采用高清变焦相机，无需变化无人机与目标的位置关系即可完成视觉目标的多分辨率拍摄；解决了现有系统智能化程度低、功能单一的技术问题。除了市面上视觉云台具备的录像拍摄功能，还集成了动目标指示、变视场目标持续跟踪两种智能视觉功能，并且通过外部指令控制是否启用智能视觉功能及录像功能，方便了使用。附图说明图1是根据本专利技术实施例的智能视觉云台系统的结构示意图；图2是根据本专利技术另一实施例的智能视觉云台系统的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的高清变焦相机、三轴稳定云台、云台主控模块和图像处理模块之间连接关系示意图；图4是根据本专利技术实施例的智能视觉云台系统的实现方法的流程示意图；图5是根据本专利技术另一实施例的智能视觉云台系统的实现方法的流程示意图。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。为了解决现有系统智能化程度低以及功能单一等技术问题，本专利技术实施例提供一种智能视觉云台系统。如图1所示，该系统10可以包括：图像采集模块11、三轴稳定云台12、云台主控模块14及图像处理模块13。其中，图像采集模块11用于采集高速高清序列图像，并将采集到的图像发送至云台主控模块14。三轴稳定云台12用于控制图像采集模块11的姿态。云台主控模块14与图像采集模块11、三轴稳定云台12和图像处理模块13之间进行交互，用于对图像采集模块11采集到的图像进行视频编码与存储。图像处理模块13用于对云台主控模块14从图像采集模块接收到的图像进行格式转换，并进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将处理结果反馈至云台主控模块14。在上述实施例中，图像采集模块优选为高清变焦相机。采用高清变焦相机，无需变化无人机与目标的位置关系即可完成目标的多分辨率拍摄。云台主控模块14从图像采集模块接收到图像之后，分为两路进行处理，将其中一路进行视频编码，将另一路发送至图像处理模块，由图像处理模块进行格式转换并进行相应的处理。通过采用上述技术方案，提高了视觉云台系统的智能化程度并丰富了功能。在一些实施例中，在图1所示实施例的基础上，三轴稳定云台具体包括三轴云台和云台增稳模块。其中，三轴云台包括俯仰轴电机、横滚轴电机和航向轴电机，用于控制图像采集模块的俯仰姿态角、横滚姿态角和航向姿态角。云台增稳模块用于控制图像采集模块姿态的稳定。在一些实施例中，在上述实施例的基础上，云台主控模块具体用于通过标准LVDS接口与图像采集模块进行交互，用于对图像采集模块进行供电和控制；以及向图像处理模块输出图像数据及配置参数，接收图像处理模块的处理结果，产生控制信号，并将控制信号发送至云台增稳模块，以控制图像采集模块的姿态；还用于通过RS232接口接收外部指令。在一些实施例中，在上述实施例的基础上，上述智能视觉云台系统还可以包括连杆，该连杆可以采用碳纤维材料制成，用于连接俯仰轴电机、横滚轴电机和航向轴电机的转向轴，并支撑图像采集模块。下面以一优选实施例并结合图2和图3详细说明智能视觉云台系统。如图2所示，智能视觉云台系统包括高清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能视觉云台系统，其特征在于，该系统包括：图像采集模块，用于采集高速高清序列图像，并将采集到的图像发送至云台主控模块；三轴稳定云台，用于控制所述图像采集模块的姿态；所述云台主控模块，与所述图像采集模块、所述三轴稳定云台和图像处理模块之间进行交互，用于对所述图像采集模块采集到的所述图像进行视频编码与存储；所述图像处理模块，用于对所述云台主控模块从所述图像采集模块接收到的所述图像进行格式转换并进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将处理结果反馈至所述云台主控模块。

【技术特征摘要】
1.一种智能视觉云台系统，其特征在于，该系统包括：图像采集模块，用于采集高速高清序列图像，并将采集到的图像发送至云台主控模块；三轴稳定云台，用于控制所述图像采集模块的姿态；所述云台主控模块，与所述图像采集模块、所述三轴稳定云台和图像处理模块之间进行交互，用于对所述图像采集模块采集到的所述图像进行视频编码与存储；所述图像处理模块，用于对所述云台主控模块从所述图像采集模块接收到的所述图像进行格式转换并进行处理，完成动目标指示和变视场下的视觉目标跟踪，并将处理结果反馈至所述云台主控模块。2.根据权利要求1所述的智能视觉云台系统，其特征在于，所述三轴稳定云台具体包括：三轴云台，包括俯仰轴电机、横滚轴电机和航向轴电机，用于控制所述图像采集模块的俯仰姿态角、横滚姿态角和航向姿态角；云台增稳模块，用于控制所述图像采集模块姿态的稳定。3.根据权利要求2所述的智能视觉云台系统，其特征在于，所述云台主控模块，具体用于通过标准LVDS接口与所述图像采集模块进行交互，用于对所述图像采集模块进行供电和控制；以及向所述图像处理模块输出图像数据及配置参数，接收所述图像处理模块的处理结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书晓，朱承飞，常红星，廖兴池，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，深圳市浩丰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11