本发明专利技术公开了一种红外热成像双目测距跟踪装置，包括底座箱，底座箱内设有固定的蜗轮蜗杆传动机构，其中，蜗轮上表面设有上连接件，上连接件穿过底座箱与上转台面固定连接，上转台面与U型架固定连接；U型架与安装架活动连接并由舵机驱动安装架做俯仰运动，安装架两端分别固定安装设有热成像模块的热成像罩壳，热成像模块在测距跟踪时做上下俯仰和水平圆周旋转运动。本发明专利技术免用测距模块，降低船载装置系统的复杂性，同时，采用蜗轮蜗杆的传动结构，提高船载转台旋转精度和稳定性，提高使用的便捷性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
红外热成像双目测距跟踪装置
[0001]本专利技术涉及测距跟踪设备，尤其是一种红外热成像双目测距跟踪装置。
技术介绍
[0002]目前，海事公共安全船舶在黑夜、雾天、雨天等复杂坏境下的作业要求越来越高，需要更加精准智能的目标跟踪和测距装置。目前船载摄像头装置以单目摄像头装置为主，一般只能起到在一定位置的监视作用。单目摄像头一般通过物体的体积和摄像头焦距实行测距功能，但是单目摄像头存在着视野信息不够丰富，测距的精度较低的缺点。
[0003]现有的双目摄像头主要是双可见光摄像头或者热成像加可见光组成的双目摄像头。双可见光摄像头对于环境光照非常敏感，比较依赖于光照角度变化、光照强度变化等环境因素的影响，且由于双目测距方法根据视觉特征进行图像匹配，对于缺乏视觉特征的场景会出现匹配困难甚至失败的情况。所以双可光摄像头对于复杂环境下的工作效果较差。部分船载摄像头装置添加了热成像构成可见光加热成像的双目装置，通过测距模块来测距。可见光加热成像的双目摄像头，由于像素相差大，基线短，一般不具备测距功能。所以添加了测距模块，但是增加了系统的复杂性和成本，且目前双目摄像头不具备目标跟踪功能。
[0004]现有的摄像头云台结构都为电机直驱的结构，主要是步进电机或者力矩电机作为传动结构直驱，电机直驱的结构虽然效率利用高，但存在着抖动大，稳定性不高的缺点，这对于需要摄像头获取信息的装置有着很大的干扰。且直驱结构的精度取决于电机的好坏，提高转动精度就需要提高电机成本。电机直驱的转台结构也缺乏自锁功能，不适于复杂工作坏境下的装置。<br/>
技术实现思路
[0005]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种红外热成像双目测距跟踪装置，既能满足复杂环境下的目标跟踪，还能以机器视觉的方法来测距，解决了船载单目、双目摄像头需要添加测距模块来测距的问题，同时，提供一种旋转精度和稳定性高的船载转台。
[0006]技术方案：本专利技术公开了一种红外热成像双目测距跟踪装置，包括底座箱，底座箱内设有固定的蜗轮蜗杆传动机构，其中，蜗轮上表面设有上连接件，上连接件穿过底座箱与上转台面固定连接，上转台面与U型架固定连接；U型架与安装架活动连接并由舵机驱动安装架做俯仰运动，安装架两端分别固定安装设有热成像模块的热成像罩壳，热成像模块在测距跟踪时做上下俯仰和水平圆周旋转运动。
[0007]蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆，蜗轮通过下连接件置于大轴承上；蜗杆一端通过底座箱侧面的小轴承固定于底座箱中，蜗杆另一端侧面伸出部分通过联轴器与步进电机旋转轴相连；步进电机通过固定装置固定在底座箱内并与步进电机驱动器相连。
[0008]U型架的左端为俯仰从动部分，通过带边轴承和螺杆螺母与安装架连接；U型架的右端为俯仰主动部分，包括舵机和法兰盘，法兰盘通过螺栓螺母与安装架连接，舵机固定在U型架右侧内部端面上。
[0009]大轴承下方设有光电回零装置，光电回零装置包括回零探针和帽式导电滑环，导电滑环包括定子端和转子端，转子端通过轴孔与回零探针装置匹配固定；回零探针随大轴承做旋转运动并穿过U型槽光电开关的槽口。
[0010]热成像模块沿水平线做上下90
°
的俯仰旋转运动。
[0011]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的优点：红外热成像双目测距跟踪装置免用了测距模块，降低船载装置系统的复杂性，同时，采用了蜗轮蜗杆的传动结构，提高船载转台旋转精度和稳定性；采用光电回零机构，使得装置每次开机都从零位启动，便于后续数据的处理与计算，实用性强。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0013]图2为本专利技术的功能性主体示意图；
[0014]图3为本专利技术底座箱内传动及控制装置示意图；
[0015]图4为本专利技术的光电回零装置局部放大图；
[0016]图5为本专利技术的工作流程控制图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0018]如图1所示，包括底座箱1和功能性主体，功能性主体包括U型架2、安装架5、热成像罩壳3和4、热成像模块6和7和上转台面11。如图2所示，热成像模块安装在热成像罩壳内，热成像罩壳由螺栓螺母固定在安装架5上。热成像罩壳的后侧用来走数据线并通往底座箱1内的单片机控制模块，侧边设有usb连接口。U型架2的左端为俯仰从动部分，通过带边轴承和螺杆螺母10与安装架5连接；U型架2的右端为俯仰主动部分，包括舵机8和法兰盘9，法兰盘9通过螺栓螺母与安装架5连接，舵机8固定在U型架2右侧内部端面上。U型架2固定坐接在上转台面11上。热成像模块6和7可以通过舵机8沿水平线做上下90
°
的俯仰旋转运动。
[0019]如图3所示为底座箱1内传动及控制装置，其中，水平圆周旋转的传动机构采用蜗轮13和蜗杆15的传动装置，确保转动精度以及稳定性。蜗轮13上表面设有上连接件12，上连接件12穿过底座箱1与上转台面11固定连接。蜗轮13通过下连接件17置于大轴承20上。蜗杆15一端通过底座箱1侧面的小轴承14固定于底座箱1中，所述蜗杆15另一端侧面伸出部分通过联轴器与步进电机22旋转轴相连；所述步进电机22通过固定装置21固定在底座箱1内并与步进电机驱动器23相连。
[0020]大轴承20下方设有光电回零装置18，包括回零探针26和帽式导电滑环19，导电滑环19包括定子端和转子端，转子端通过轴孔与回零探针装置18匹配固定。转子端的通讯数据线，与功能性主体部分的数据线连接。定子端的通讯数据线与单片机连接。回零探针26做旋转运动并穿过U型槽光电开关25的槽口。回零装置18能够保证每次开机时，装置都位于设定的零位，便于运行时数据计算。
[0021]在具体使用时，首先将红外热成像双目测距跟踪装置固定安装在无人船上，通电后，步进电机22启动，带动蜗杆15转动，蜗杆15带动蜗轮13转动，蜗轮13通过大轴承20带动回零探针装置18转动，回零探针26开始旋转，一当触及U型槽光电开关25，装置立即返回零
点位置；蜗轮13通过上连接件12带动上转台面11，上转台面11带动U型架2做连续圆周旋转运动。发现目标后，通过热成像模块6和7，将目标数据反馈给单片机主控板24，单片机主控板24控制步进电机22和舵机8，带动热成像模块6和7做水平圆周和/或上下俯仰运动，以追踪目标并反馈信息给无人船接近目标。同时，热成像模块6和7通过两个热成像摄像头观测同一目标，目标点在两个摄像头视图上成像的横向坐标存在着差异及视差，即像素差，又其与目标点到成像平面的距离存在着反比例关系，通过测距公式其中d为深度，单位为米；f为焦距，单位为像素，通过摄像头参数可得，B为基线距离，为两个摄像头的中心距；u为视差，单位为像素，通过摄像头测得。通过多组实验数据，拟合成一个深度函数表达式，写入单片机程序中，单片机通过计算得出目标距离。同时热成像模块将图像信息发送给上位机，单片机主控板24将温度、距离和目标方位角信息发送给上位机，在上位机上实时显示双热成像的成像图像本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种红外热成像双目测距跟踪装置，其特征在于，包括底座箱(1)，所述底座箱(1)内设有固定的蜗轮蜗杆传动机构，其中，蜗轮(13)上表面设有上连接件(12)，所述上连接件(12)穿过所述底座箱(1)与上转台面(11)固定连接，所述上转台面(11)与U型架(2)固定连接；所述U型架(2)与安装架(5)活动连接并由舵机(8)驱动安装架(5)做俯仰运动，所述安装架(5)两端分别固定安装设有热成像模块的热成像罩壳，所述热成像模块在测距跟踪时做上下俯仰和/或水平圆周旋转运动。2.根据权利要求1所述的红外热成像双目测距跟踪装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮(13)和蜗杆(15)，所述蜗轮(13)通过下连接件(17)置于大轴承(20)上；所述蜗杆(15)一端通过底座箱(1)侧面的小轴承(14)固定于底座箱(1)中，所述蜗杆(15)另一端侧面伸出部分通过联轴器与步进电机(22)旋转轴相连；所述步进电机(22)通过固定装置(21)固定在底座箱(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓飞，史逸伦，冯北镇，叶浩，佘宏伟，叶辉，刘伟，仇坤，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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