CN102645241A

CN102645241A - 一种视觉监测并联云台

Info

Publication number: CN102645241A
Application number: CN2012101122149A
Authority: CN
Inventors: 程淑红; 荣誉; 张典范
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-08-22

Abstract

一种视觉监测并联云台，由机座、动平台以及连接它们的一个约束驱动支链和两个结构相同的驱动支链构成，三个支链两端与机座和动平台呈正三角形对称分布，其约束驱动支链由两个万向副和一个驱动移动副组成，构成UPU型串联结构支链，并通过万向副与机座和动平台连接。两个完全相同的驱动支链均由一个万向副、一个移动驱动副和一个球铰组成，构成UPS型串联结构支链，并通过万向副与机座连接，通过球铰与动平台连接，摄像机固定在动平台上。本发明具有承载能力强、稳定性好、工作空间大、灵巧度高、结构简单、运动支链少、不易干涉、无自微动、精度高、驱动靠近机座容易控制等优点，能够实现大范围内的俯视和水平视觉监测，扩大摄像机的监视范围。

Description

一种视觉监测并联云台

技术领域

本发明涉及一种并联机构，特别涉及一种视觉监测云台机构。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，尤其是人工智能领域不断深入的研究，使得人类从外界获得信息的80%以上都是通过视觉途径，由此形成了一门新兴的学科——计算机视觉。计算机视觉的研究开始于20世纪50年代，研究的内容为通过检测图像中的目标获得目标间的关系来进行低层次的图像理解。20世纪70年代起，计算机视觉领域的目标检测、分割、跟踪、预测等问题逐渐被提出并解决。近年来，在计算机视觉的研究中逐渐向实用的方向发展，例如主动视觉、主动测量、多传感器融合等。故此，设计一种视觉监测并联云台的重要性可见一斑，但就现有的研究而言，研究人员都热衷于云台的软件控制而对于云台机构的研究没有进展，目前存在的云台多数是四自由度的并联机构，这种机构较复杂、灵巧度低、活动范围不大、整体定位精度不高且稳定性不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种机构简单、重量轻、灵巧度高、精度高的视觉监测并联云台。其主要包括机座、动平台以及连接它们的一个约束驱动支链和两个结构相同的驱动支链。其中三个支链两端均呈正三角形对称分布，分别与机座和动平台连接，每个支链的移动驱动电机均安装在靠近机座一侧的移动副上，该驱动电机的轴线均与其支链的驱动移动副的轴线重合，两个转动驱动电机分别安装在两个驱动支链与机座相连的万向副上。约束驱动支链由两个万向副和一个驱动移动副组成，构成UPU型串联结构支链，其中驱动移动副的一端通过万向副与机座连接，该驱动移动副的另一端通过另一个万向副与动平台连接。上述两个万向副靠近移动副的回转轴线平行。两个结构完全相同的驱动支链由一个万向副、一个驱动移动副和一个球铰组成，构成UPS型串联结构支链。其中驱动移动副的一端通过万向副与机座连接，该驱动移动副的另一端通过球铰与动平台连接，摄像机固定在动平台上。安装时通过机座和置于高处的导轨和丝杠连接，组成一种俯视的视觉监测并联云台；也可以通过机座和坐地式机架水平连接，组成一种水平的视觉监测并联云台。

本发明所采用的机构原型属于2转动3移动5自由度非对称并联机构，其末端动平台的自由度特性与约束驱动支链末端完全一样，驱动支链对动平台不起约束作用只提供驱动，驱动电机可以布置在每个支链距离机座较近的地方，从而大大减小动平台的重量和惯量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、结构简单紧凑、承载能力强、稳定性好。

2、累计误差小、误差可补偿、末端工作空间大。

3、灵巧度高，动平台运动情况可以通过约束驱动分支链结构调整实现改变，驱动分支链对动平台运动不施加约束干扰，运动支链少、驱动靠近机座容易控制。

4、能够实现俯视的和水平的视觉监测。

5、模块化程度高，可安装在各种置于屋顶和立柱支架的平台上。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体示意简图。

图2是本发明实施例2的立体示意简图。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的一种视觉监测并联云台的立体示意图中，一个约束驱动支链和两个结构相同的驱动支链的两端分别与机座1和动平台7连接，且连接点均呈正三角形对称分布，每个支链的移动驱动电机9均安装在靠近机座一侧的驱动移动副4、5上，两个转动驱动电机10分别安装在两个驱动支链与机座相连的万向副3上。约束驱动支链为UPU型串联结构，其中驱动移动副5的一端通过万向副2与机座连接，该驱动移动副的另一端通过万向副8与动平台7连接。上述两个万向副靠近移动副的回转轴线平行。两个结构完全相同的驱动支链为UPS型串联结构，其中驱动移动副4的一端通过万向副3与机座连接，该驱动移动副的另一端通过球铰6与动平台连接，摄像机固定在动平台之上。安装时通过机座和置于高处的导轨和丝杠11连接，组成一种俯视的视觉监测并联云台。

实施例2

在图2所示的一种视觉监测并联云台的立体示意图中，平台安装时通过机座和坐地式机架12水平连接，组成一种水平的视觉监测并联云台。其它构件及其连接关系与图1相同。

Claims

1.一种视觉监测并联云台，其包括机座、动平台以及连接它们的一个约束驱动支链和两个结构相同的驱动支链，其特征在于：所述三个支链两端均呈正三角形对称分布，分别与机座和动平台连接，每个支链的移动驱动电机均安装在靠近机座一侧的驱动移动副上，该驱动电机的轴线均与其支链的驱动移动副的轴线重合，两个转动驱动电机分别安装在两个驱动支链与机座相连的万向副上；所述约束驱动支链的驱动移动副的一端通过万向副与机座连接，该驱动移动副的另一端通过另一个万向副与动平台连接，上述两个万向副靠近移动副的轴线平行；所述两个结构完全相同的驱动支链的驱动移动副的一端通过万向副与机座连接，该驱动移动副的另一端通过球铰与动平台连接，摄像机固定在动平台上。

2.根据权利要求1所述的一种视觉监测并联云台，其特征在于：通过把机座和置于高处的导轨和丝杠连接，组成一种俯视的视觉监测并联云台。

3.根据权利要求1所述的一种视觉监测并联云台，其特征在于：通过把机座和坐地式机架水平连接，组成一种水平的视觉监测并联云台。