移动云台目标自动跟踪控制器制造技术

本实用新型专利技术针对现有的普通监控云台自动化水平低，不能实现在移动过程中对目标的自动跟踪问题，公开了一种具有目标自动跟踪功能的云台控制器。该控制器包括ＧＰＳ接收模块（１）、电子罗盘模块（２）、嵌入式主机（３）以及电源模块（４），电源模块（４）的输出为其余各模块供电，其特征是ＧＰＳ接收模块（１）以及电子罗盘模块（２）的输出均与嵌入式主机（３）相应的输入接口相连，嵌入式主机（３）的输入／输出接口与云台相应的执行控制装置相连。具有结构简单，易于实现，制造成本低等优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Automatic tracking controller for moving pan tilt target

The utility model aims at the problem that the automatic monitoring level of the existing ordinary monitoring pan head is low, and the automatic tracking of the target can not be realized in the moving process, and a pan head controller with the automatic tracking function of the target is disclosed. The controller comprises a GPS receiving module (1), the electronic compass module (2), embedded host (3) and (4) the power supply module, power supply module (4) output for the rest of the power supply module, which is characterized in that the GPS receiver module (1) and the electronic compass module (2) output with embedded host (3) the corresponding input interface connected to the embedded host (3) is connected to the control device input / output interface and the corresponding ptz. The utility model has the advantages of simple structure, easy realization, low manufacture cost, etc..

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种云台控制装置，尤其是一种能够在移动中对普通监控云台进行目标自动跟踪控制的电子装置，具体地说是一种移动云台目标自动跟踪控制器。
技术介绍
普通视频监控系统使用的云台可以在人工控制下对承载物体作水平和俯仰转动，但不具备对目标的自动跟踪功能。实际应用中存在这样的需求把云台及其承载物体一并安装在汽车或轮船等移动物体上，当汽车或轮船在行进过程中，要求云台转动承载物体使其方向始终指到事先确定的固定目标上。显然对于这样的需求，普通视频监控云台是不能胜任的，一种简便的解决方法是给云台设计一个目标自动跟踪控制器，该控制器能够自动对云台进行控制(而不是人工操作)，以保持在云台随汽车等移动时，其指向始终对准目标。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的普通监控云台自动化水平低，不能在移动过程中对目标进行自动跟踪的问题，设计一种具有目标自动跟踪控制功能的云台控制器。本技术的技术方案是一种移动云台目标自动跟踪控制器，包括GPS接收模块1、电子罗盘模块2、嵌入式主机3以及电源模块4，电源模块4的输出为其余各模块供电，其特征是GPS接收模块1以及电子罗盘模块2的输出均与嵌入式主机3相应的输入接口相连，嵌入式主机3的输入/输出接口与云台相应的执行控制装置相连。所述的嵌入式主机3设有与以太网络相连的接口。所述的电源模块4的+5V和GND输出端分别对应与GPS接收模块1、电子罗盘模块2及嵌入式主机3的+5V和GND端相连，GPS接收模块1的TXO、TXI端分别与嵌入式主机3上COM1口的RXD、TXD端相连，电子罗盘模块2的TXO、TXI端分别与嵌入式主机3上COM2口的RXD、TXD端相连，嵌入式主机3上COM3口的A、B端与云台执行控制装置的RS485控制信号输入端相连；嵌入式主机3通过RJ45接口和以太网络连接，用于接收上位管理计算机的控制命令和上传控制器当前的状态数据。本技术具有以下优点1、通过对普通监控云台进行控制，即可使其具备目标自动跟踪的功能。2、对于多目标应用情况，能够根据距离最近原则自动控制云台进行切换，以指向下一个跟踪目标。3、结构简单，易于实现，产品成本低。附图说明图1是本技术的结构框图。图2是本技术的电路原理图。图3是本技术实施例的主控程序流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1、2、3所示。如图1，一种移动云台目标自动跟踪控制器，由GPS接收模块1、电子罗盘模块2、嵌入式主机3、电源模块4等组成。其中GPS接收模块1选用美国瑟孚电子有限公司的GS1100，其接收频率为1575.42MHz，能在-30℃至+80℃的范围内工作，输出资料格式为NMEA0183V3.0，启动时间(TIFF)为热启动8秒；温启动35秒；冷启动55秒，定位准确度为Standard Dev 3米；MaximumDev 10米，跟踪敏感性-153dbm，导航敏感性-147.5dbm，捕获敏感性-136dbm，+3.3～+5V的电压下都能正常工作。其外形尺寸为17.65×19.15×2.5mm。电子罗盘模块2选用上海郎尚公司的LP3200，测量精度为±1°，分辨率为±0.1°，重复性为±0.1°，响应时间为7次/秒，磁场测量范围从0.1GAUSS到1GAUSS，最大干扰磁场为20GAUSS，工作电压为+5VDC，最大工作电流小于80MA，能在-40℃～80℃的温度范围内工作。嵌入式主机3的主板选用深圳思泰基的DX-410，具有WATCH-DOG功能，板载DOC插座，支持8M～144M的DOC，单+5V工作电压，工作温度为-20℃～75℃，三个串口，一个可改为RS485，板载486DX-100CPU。电源模块4选用单+5V 3A开关电源。电源模块4的输出为其余各模块供电，GPS接收模块1以及电子罗盘模块2的输出均与嵌入式主机3相应的输入接口相连，嵌入式主机3的输入/输出接口与云台相应的执行控制装置相连。本技术的电路图如图2所示。把AC220V交流电接到电源模块4的输入端，电源模块4输出的+5V和GND端分别对应与GPS接收模块1、电子罗盘模块2、嵌入式主机3的+5V和GND端相连。把GPS模块1的TXO、TXI端分别对应与嵌入式主机3上COM1口的RXD、TXD端相连。把电子罗盘模块2的TXO、TXI端分别对应与嵌入式主机3上COM2口的RXD、TXD端相连。把嵌入式主机3上COM3口的A、B端与外接监控云台的RS485控制信号输入端相连。嵌入式主机3还通过RJ45接口和以太网络连接，用于接收上位管理计算机的控制命令和上传控制器当前的状态数据。如图3是本技术的嵌入式主机3内部CPU运行软件的工作流程图。(1)主程序启动后计时90秒，给外接室外云台自检时间。(2)云台自检完毕即读电子罗盘模块2数据，当数据不稳定时对电子罗盘模块2进行硬铁补偿和正北校正。(3)待电子罗盘模块2的输出稳定后，读取GPS接收模块1的输出数据，根据嵌入式主机3内部存储的所有目标的全球定位坐标，采用最近原则确认当前云台应该指向的目标。(4)读取GPS接收模块1的输出坐标，计算出当前云台与所指向目标的连线相对于地理上正北方向的方位角A。(5)读取电子罗盘模块2测量到的方位角B，比较A和B的值得到差值C(C＝A-B)，如果C值不在允许范围(±3度)内，本技术控制器向外接云台发出控制命令控制云台左、右、上、下转动。(6)不断重复步骤(4)、(5)，直到差值C在允许范围内为止。(7)再次读取GPS接收模块1的输出坐标，判断云台是否需要切换到下一个目标，如果是则控制外接云台指向新的目标。(8)不断重复步骤(4)～(7)。本技术的工作原理是嵌入式主机3定时自动读取GPS接收模块1的数据，计算出当前云台与所指向目标的连线相对于地理上正北方向的方位角A，并将其与电子罗盘模块2的读出方位角B进行比较，如果两者之间的差值大于门限，则本技术控制器向外接云台发出控制命令使云台转动到指向目标。当发生漫游时，嵌入式主机3能够根据内存中存储的下一个目标的位置坐标，重新计算新目标相对于当前云台的方位角，并与电子罗盘的读出方位角比较，控制云台转动到指向下一个目标。权利要求1.一种移动云台目标自动跟踪控制器，包括GPS接收模块(1)、电子罗盘模块(2)、嵌入式主机(3)以及电源模块(4)，电源模块(4)的输出为其余各模块供电，其特征是GPS接收模块(1)以及电子罗盘模块(2)的输出均与嵌入式主机(3)相应的输入接口相连，嵌入式主机(3)的输入/输出接口与云台相应的执行控制装置相连。2.根据权利要求1所述的移动云台目标自动跟踪控制器，其特征是所述的嵌入式主机(3)设有与以太网络相连的接口。3.根据权利要求1所述的移动云台目标自动跟踪控制器，其特征是所述的电源模块(4)的+5V和GND输出端分别对应与GPS接收模块(1)、电子罗盘模块(2)及嵌入式主机(3)的+5V和GND端相连，GPS接收模块(1)的TXO、TXI端分别与嵌入式主机(3)上COM1口的RXD、TXD端相连，电子罗盘模块(2)的TXO、TXI端分别与嵌入式主机(3)上COM2口的RXD、TXD端相连，嵌入式主机(3)上COM3口的A、B端与云本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动云台目标自动跟踪控制器，包括ＧＰＳ接收模块（１）、电子罗盘模块（２）、嵌入式主机（３）以及电源模块（４），电源模块（４）的输出为其余各模块供电，其特征是ＧＰＳ接收模块（１）以及电子罗盘模块（２）的输出均与嵌入式主机（３）相应的输入接口相连，嵌入式主机（３）的输入／输出接口与云台相应的执行控制装置相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，史明琪，朱建张，
申请(专利权)人：南京澳帝姆科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]