本发明专利技术是一种高速球型摄像机云台的控制装置，包括水平方向初始位置检测、水平和垂直方向步进电机驱动器、垂直方向初始位置检测、地址设置开关、数模转换器、嵌入式微控制器、视频字符叠加电路、串行总线接口、看门狗复位电路、数据存储电路、原始视频信号、叠加后视频信号、水平方向步进电机、垂直方向步进电机。优点：通过加入非易失性存储元件实现云台位置的掉电存储，云台重启时，初始化完成后自动进入预设的或重启前的位置，同时实现云台定期校正，仍恢复原状态，不影响云台位置；高速数字模拟转换器实现云台的运动速度在较宽范围内进行调节；视频字符叠加电路为云台操控提供操作菜单，实现人机交互，方便对云台各参数的设置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种高速球型摄像机云台的控制装置，属于直接应用于视频、图 像监控的
技术介绍
云台控制装置是安防领域中应用很广，发展也很迅速的装置，特别是在高速球型 摄像机上得到广泛地应用，现有技术中大多数的云台控制装置分别由水平、垂直两路电机 来控制，而电机控制方式通常采用开环控制。如图1所示，该云台控制装置采用开环控制方式，控制芯片在基准位置接收到运 动指令后，发送运动控制指令至驱动电路，驱动电路根据运动控制指令控制步进电机转动 一定的角度，实现传动机构在水平或垂直方向上运动，从而使传动机构上的摄像机能够运 动至目标位置。上述控制方式的缺点在于每次重启后，只能停留在固定起始位置，长时间运行如 果有失步或传动机构遇较大阻力会产生累计误差；云台运动速度不易调节；云台控制无法 人机交互，不易进行控制设置。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种高速球型摄像机云台的控制装置，其目的在于克服现有技术 所存在的上述缺陷，采用非易失性存储元件，采用高速数字模拟转换电路及步进电机控制 算法，同时在控制装置中加入了视频字符叠加电路。本专利技术的技术解决方案其特征是包括水平方向初始位置检测、水平方向步进电 机驱动器、垂直方向步进电机驱动器、垂直方向初始位置检测、地址设置开关、数模转换器、 嵌入式微控制器、视频字符叠加电路、串行总线接口、看门狗复位电路、数据存储电路、原始 视频信号、叠加后视频信号、水平方向步进电机、垂直方向步进电机，其中水平方向步进电 机驱动器的信号输出端接水平方向步进电机的信号输入端，水平方向步进电机的信号输出 端接水平方向初始位置检测的信号输入端，垂直方向步进电机驱动器的信号输出端接垂直 方向步进电机的信号输入端，垂直方向步进电机的信号输出端接垂直方向初始位置检测的 信号输入端，嵌入式微控制器的第一信号输入端接水平方向初始位置检测的信号输出端， 嵌入式微控制器的第二信号输入端接垂直方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制 器的信号输出端接数模转换器的信号输入端，数模转换器的信号输出端接水平方向步进电 机驱动器的信号输入端、垂直方向步进电机驱动器的信号输入端，嵌入式微控制器的第一 信号输出/输入端接地址设置开关的信号输入/输出端，嵌入式微控制器的第二信号输出/ 输入端接视频字符叠加电路的信号输入/输出端，嵌入式微控制器的第三信号输出/输入 端接串行总线接口的信号输入/输出端，嵌入式微控制器的第四信号输出/输入端接看门 狗复位电路的信号输入/输出端，嵌入式微控制器的第五信号输出/输入端接数据存储电 路的信号输入/输出端，视频字符叠加电路的信号输入端接原始视频信号的输出端，视频字符叠加电路的信号输出端接叠加后视频信号的信号输入端。本专利技术的优点通过加入非 易失性存储元件实现了云台位置的掉电存储，云台重启时，初始化完成后可自动进入预设 的或重启前的位置，同时也可实现云台定期校正，校正后仍恢复原状态，不影响云台位置； 高速数字模拟转换电路及步进电机控制算法实现了云台的运动速度在较宽范围内进行调 节；视频字符叠加电路为云台操控提供操作菜单，从而实现人机交互，方便对云台各参数的 设置。附图说明附图1是现有技术提供的一种采用开环控制方式的云台控制装置框图。附图2是本专利技术的结构示意框图。附图3是步进电机驱动系统结构图。附图4是upd6453字符叠加芯片的硬件设计框图。附图5是SST25VF016B flash存储器芯片电路连接图。附图6是ARM复位电路。具体实施例方式对照附图2，其结构是包括水平方向初始位置检测、水平方向步进电机驱动器 (L6219)、垂直方向步进电机驱动器(L6219)、垂直方向初始位置检测、地址设置开关、数模 转换器(TLC7255DA转换芯片)、嵌入式微控制器(ARM7LPC2132)、视频字符叠加电路、串行 总线接口、看门狗复位电路、数据存储电路、原始视频信号、叠加后视频信号、水平方向步进 电机、垂直方向步进电机，其中水平方向步进电机驱动器的信号输出端接水平方向步进电 机的信号输入端，水平方向步进电机的信号输出端接水平方向初始位置检测的信号输入 端，垂直方向步进电机驱动器的信号输出端接垂直方向步进电机的信号输入端，垂直方向 步进电机的信号输出端接垂直方向初始位置检测的信号输入端，嵌入式微控制器的第一信 号输入端接水平方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的第二信号输入端接垂 直方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的信号输出端接数模转换器的信号输 入端，数模转换器的信号输出端接水平方向步进电机驱动器的信号输入端、垂直方向步进 电机驱动器的信号输入端，嵌入式微控制器的第一信号输出/输入端接地址设置开关的信 号输入/输出端，嵌入式微控制器的第二信号输出/输入端接视频字符叠加电路的信号输 入/输出端，嵌入式微控制器的第三信号输出/输入端接串行总线接口的信号输入/输出 端，嵌入式微控制器的第四信号输出/输入端接看门狗复位电路的信号输入/输出端，嵌入 式微控制器的第五信号输出/输入端接数据存储电路的信号输入/输出端，视频字符叠加 电路的信号输入端接原始视频信号的输出端，视频字符叠加电路的信号输出端接叠加后视 频信号的信号输入端。在主控板的硬件电路设计中，共用了三片74HC245芯片，其功能是实现对ARM的部 分I/O管脚的分时复用；使用了 SP706SE看门狗复位芯片，实现ARM芯片的复位功能，保证 系统的稳定、可靠运行；使用SST25VF016B Flash芯片对数据的进行存储和调用，实现数据 的掉电保存功能；其中TLC7255DA转换芯片和L6219电机驱动芯片构成了电机控制模块的 主要电路，实现球型摄像机云台的水平和垂直步进电机的驱动；UPD6453、LM1881和⑶4053构成0SD字符叠加模块的主要电路，实现球型摄像机的菜单显示功能。电机控制模块是主控板电路设计中的核心部分，它是实现球型云台在水平方向上 360度、垂直方向上90度高速旋转和精确定位的依托。此次设计采用两个步进电机分别负 责球机云台的水平旋转和垂直旋转。步进电机的工作原理及驱动方法步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉 冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，这个角度称为步距角，它的 旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到 准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到 调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有累积误差的特点，广泛 应用于各种开环控制系统中。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动，这种装置就是步进电机驱动器，它是 把控制系统发出的脉冲信号，加以放大以驱动步进电机。步进电机的转速与脉冲信号的频 率成正比；步进电机转动的角度由控制脉冲的个数决定。本次设计选用的是两相混合式步 进电机，步距角为0. 9度，采用32细分双极性电流驱动方法来驱动。根据32细分计算得 出的两相电流数字量值，并将其以表的形式存储在内存中，通过查表的方式，ARM控制器控 制数/模转换芯片TLC7225将每一对数字量转换成对应的控制电压，再经过专用驱动芯片 L6219，从而模拟出正弦波形驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高速球型摄像机云台的控制装置，其特征是包括水平方向初始位置检测、水平方向步进电机驱动器、垂直方向步进电机驱动器、垂直方向初始位置检测、地址设置开关、数模转换器、嵌入式微控制器、视频字符叠加电路、串行总线接口、看门狗复位电路、数据存储电路、原始视频信号、叠加后视频信号、水平方向步进电机、垂直方向步进电机，其中水平方向步进电机驱动器的信号输出端接水平方向步进电机的信号输入端，水平方向步进电机的信号输出端接水平方向初始位置检测的信号输入端，垂直方向步进电机驱动器的信号输出端接垂直方向步进电机的信号输入端，垂直方向步进电机的信号输出端接垂直方向初始位置检测的信号输入端，嵌入式微控制器的第一信号输入端接水平方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的第二信号输入端接垂直方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的信号输出端接数模转换器的信号输入端，数模转换器的信号输出端接水平方向步进电机驱动器的信号输入端、垂直方向步进电机驱动器的信号输入端，嵌入式微控制器的第一信号输出／输入端接地址设置开关的信号输入／输出端，嵌入式微控制器的第二信号输出／输入端接视频字符叠加电路的信号输入／输出端，嵌入式微控制器的第三信号输出／输入端接串行总线接口的信号输入／输出端，嵌入式微控制器的第四信号输出／输入端接看门狗复位电路的信号输入／输出端，嵌入式微控制器的第五信号输出／输入端接数据存储电路的信号输入／输出端，视频字符叠加电路的信号输入端接原始视频信号的输出端，视频字符叠加电路的信号输出端接叠加后视频信号的信号输入端。...
【技术特征摘要】
一种高速球型摄像机云台的控制装置，其特征是包括水平方向初始位置检测、水平方向步进电机驱动器、垂直方向步进电机驱动器、垂直方向初始位置检测、地址设置开关、数模转换器、嵌入式微控制器、视频字符叠加电路、串行总线接口、看门狗复位电路、数据存储电路、原始视频信号、叠加后视频信号、水平方向步进电机、垂直方向步进电机，其中水平方向步进电机驱动器的信号输出端接水平方向步进电机的信号输入端，水平方向步进电机的信号输出端接水平方向初始位置检测的信号输入端，垂直方向步进电机驱动器的信号输出端接垂直方向步进电机的信号输入端，垂直方向步进电机的信号输出端接垂直方向初始位置检测的信号输入端，嵌入式微控制器的第一信号输入端接水平方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的第二信号输入端接垂直方向初始位置检测的信号输出端，嵌入式微控制器的信号输出端接数模转换器的信号输入端，数模...
【专利技术属性】
技术研发人员：费章君，陈飞凌，付怀文，操星，赵志中，任广振，
申请(专利权)人：南京南自信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[]
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