CN102088549A - 一种消旋摄像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消旋摄像方法,主要解决了现有摄像方法在对目标存在相对旋转运动进行拍摄时,拍摄的图像十分模糊,后续采用软件补偿进行图像还原的方法效果差、存在图像失真的问题。该消旋摄像方法包括以下步骤:1)检测装载消旋摄像系统的物体的转速;2)调节摄像装置的转速;3)获取图像。该消旋摄像系统多用于航空、航天领域,满足对体积重量和环境的适应性的严格要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像方法,具体涉及一种消旋摄像方法,主要用于在两个相对旋转运动的物体中,通过一个旋转物体拍摄和记录另一个旋转物体的工作情况,属于图像处理领域。
背景技术
对于一个在运动过程中发生分离旋转的物体A,需要对分离后的运动情况进行拍摄和记录时,目前多采用摄像系统直接进行拍摄,但摄像系统的载体——物体B也在旋转,使得直接拍摄所得的照片和图像十分模糊,导致无法识别、精确记录物体A的运动情况,不利于技术人员事后进行分析处理。
因此,技术人员采用软件补偿对上述方式所获取的模糊图像进行还原,但该方法的效果并不理想,存在图像失真的情况,且该类软件较为复杂,成本高,并未从根本上解决图像和视频模糊的问题。
发明内容
本发明提供一种消旋摄像方法,主要解决了现有摄像方法在对目标存在相对旋转运动进行拍摄时,拍摄的图像十分模糊,后续采用软件补偿进行图像还原的方法效果差、存在图像失真的问题。
本发明的具体技术解决方案如下:
该消旋摄像方法包括以下步骤:
1】检测装载消旋摄像系统的物体的转速;
2】调节摄像装置的转速
将速度陀螺测得的安装消旋摄像系统的物体的转速传输至微处理器,得出摄像装置相对于大地静止需补偿的转速,由微处理器将该转速转换为补偿转速信号并传输至电机驱动模块,电机驱动模块按照补偿转速信号驱动电机旋转;电机带动摄像装置旋转,对摄像装置的转速进行调节;
3】获取图像
转速补偿后获取低于10°/s的清晰图像;当安装消旋摄像系统的物体的转速发生变化时,重复步骤1、2进行调节,使获取的图像低于10°/s。
上述步骤1检测装载消旋摄像系统的物体的转速中,是用速度陀螺对装载消旋摄像系统的物体的转速进行测量。
所述摄像装置包括光学镜头和与其连接的图像探测器。
所述电机为直流力矩电机,摄像装置与控制其旋转的电机内轴连接。
所述电机通过两个精密轴承组成的轴系支撑,上述轴承以P4级精密轴承为佳。
本发明的优点在于:
本发明采用机械结构补偿的形式来实现消旋。消旋摄像系统安装于要分离的旋转物体B的后面,随旋转物体B进行约720°/s的转动。
本发明通过内置速度陀螺获取旋转载体B的转速,并通过电机带动摄像装置进行同速转动,以此消除旋转载体与摄像装置间存在的相对旋转运动,补偿像移效应,使其能够获取清晰图像。
本发明提供的消旋摄像系统多用于航空、航天领域,对体积重量和环境的适应性有严格的要求。尤其是力学环境要承受较大量级的振动和冲击。我们研制的消旋摄像系统可以在较严酷的力学环境中,消除载体的旋转运动获取清晰图像,为有效观察目标的工作过程提供了有效的依据,试验结果能满足使用要求。可以获取在旋转运动中的两物体分离过程中的详细状况,为故障诊断和设备改造提供依据。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明控制系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详述,如图1、图2所示:
1、检测装载消旋摄像系统的物体的转速,一般采用速度陀螺进行测量;
2、调节摄像装置的转速
由于摄像装置设置于装载消旋摄像系统的物体内,当装载消旋摄像系统的物体旋转时,摄像装置也进行旋转,当旋转的摄像装置进行拍摄时,所获取的图像十分模糊,需将摄像装置的转速消除,即摄像装置相对于大地静止;
将速度陀螺测得的安装消旋摄像系统的物体的转速传输至微处理器,得出摄像装置相对于大地静止需补偿的转速,由微处理器将该转速转换为补偿转速信号并传输至电机驱动模块,电机驱动模块按照补偿转速信号驱动电机旋转;电机带动摄像装置旋转,对摄像装置的转速进行调节;
3、获取图像
转速补偿后获取低于10°/s的清晰图像;当安装消旋摄像系统的物体的转速发生变化时,重复步骤1、2进行调节,使获取的图像低于10°/s。
上述方法由消旋摄像系统完成,该系统包括控制机构和摄像机构,控制机构包括微处理器和电机驱动模块;摄像机构包括外壳、摄像装置1、导电环4、速度陀螺5、电机3和轴承2。
摄像装置1设置于外壳内,摄像装置1与导电环4转子轴一端连接,速度陀螺5设置于转子轴另一端内部,速度陀螺5与微处理器电连接,摄像装置1设置在控制其旋转的电机3上,电机3采用直流力矩电机,摄像装置1与控制其旋转的电机3的内轴连接;电机通过轴承支撑,以两个P4精度级轴承作为支撑,以保证镜头的旋转精度和整体的刚度和较好的环境适应性,满足较严酷的振动和冲击过载;电机驱动模块与微处理器电连接,控制电机转速并为电机提供电压。
速度陀螺用于测量安装消旋摄像系统的物体的转速,为实现镜头转速的控制提供给定和反馈;微处理器用于接收速度陀螺测量的转速并进行处理,然后向电机驱动模块输出控制信号,通过电机旋转调节摄像装置的转速。
本发明采用机械结构补偿的形式来实现消旋。消旋摄像系统安装于要分离的旋转物体的后面,随旋转物体进行约2转/秒的转动。
具体应用时,一般摄像系统可采用下述主要指标:视场角:对角线45±5度;摄像距离:1m~100m;图像制式:CCIR,25FPS;像元数:≥512×582;分辨要求:物距1m处,可分辨50mm×50mm物体;图像效果:图像转速低于10度/s。
Claims (5)
1.一种消旋摄像方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
1】检测装载消旋摄像系统的物体的转速;
2】调节摄像装置的转速
将速度陀螺测得的安装消旋摄像系统的物体的转速传输至微处理器,得出摄像装置相对于大地静止需补偿的转速,由微处理器将该转速转换为补偿转速信号并传输至电机驱动模块,电机驱动模块按照补偿转速信号驱动电机旋转;电机带动摄像装置旋转,对摄像装置的转速进行调节;
3】获取图像
转速补偿后获取低于10°/s的清晰图像;当安装消旋摄像系统的物体的转速发生变化时,重复步骤1、2进行调节,使获取的图像低于10°/s。
2.根据权利要求1所述的消旋摄像方法,其特征在于:所述步骤1检测装载消旋摄像系统的物体的转速中,是用速度陀螺进行测量。
3.根据权利要求1或2所述的消旋摄像方法,其特征在于:所述摄像装置包括光学镜头和与其连接的图像探测器。
4.根据权利要求3所述的消旋摄像方法,其特征在于:所述电机为直流力矩电机,摄像装置与控制其旋转的电机内轴连接。
5.根据权利要求4所述的消旋摄像方法,其特征在于:所述电机通过两个精密轴承组成的轴系支撑,上述轴承为P4级精密轴承。
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