CN102722157A - 一种基于高精度云台的远程实时监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高精度云台的远程实时监控装置,该装置设有远程监控和检测终端、控制平台、监控客户端，控制平台通过网络与监控客户端连接，控制平台通过网络接入基于ARM的嵌入式系统装置而与远程监控和检测终端连接。本发明可用于对建设工程现场进行远程实时监测。

Description

一种基于高精度云台的远程实时监控装置

技术领域

本发明涉及一种基于高精度云台的远程实时监控装置。

背景技术

建设工程质量事关民生大计，加大对建设工程质量生产监督的力度是保障建设工程质量重要的手段，目前对建设工程质量生产监督主要由主管监管单位派人到施工现场进行监督,由于建设工程数量多，监管人员少，造成生产监督难以到位；同时由于受经济利益驱使、施工人员素质等因素影响，在施工中没有严格按设计要求进行施工，尤其在规格、数量上常出现偷工减料等现象，影响了建设工程的质量。因此人们急盼的一种能对建设工程现场进行远程实时监控装置。

发明内容

本发明的任务就是提供一种基于高精度云台的远程实时监控装置，本发明的任务是通过如下技术方案来实现的：本发明的基于高精度云台的远程实时监控装置设有远程监控和检测终端、控制平台、监控客户端，控制平台通过网络与监控客户端连接，控制平台通过网络接入基于ARM的嵌入式系统装置（或称:嵌入式系统）而与远程监控和检测终端连接。所述的远程监控和检测终端设有高精度云台、激光测距仪、摄像机、圆光栅角度传感器。摄像机与激光测距仪同轴,由高精度云台承载激光测距仪以及与激光测距仪同轴的摄像机。激光测距仪完成对被测物两端距离的检测，与激光测距仪同轴的摄像机完成被测物的图像采集和激光点捕捉，圆光栅角度传感器实时传递角度值；基于ARM的嵌入式系统装置（或称:嵌入式系统）完成各种信号的编解码、根据监控客户端指令控制高精度云台的各种运动、接收激光测距仪所检测的距离和圆光栅角度传感器传递的角度值精确计算出被测物实际长度值、并通过网络将视频图像和相应的信息发送到控制平台和监控客户端。所述的控制平台设有指令的转发、视频存储和转发、实时测得数据存储的管理控制器。所述的监控客户端:接收并显示远程建设现场传来的视频和数据，控制远程监控和检测终端的云台运动，瞄准并聚焦需测定的目标，根据需要完成现场被测物精确检测、并显示其实际距离值。

与现有技术比较,本发明可加强对建设工程质量的生产监督，解决监管人员缺乏，减少人为因素干扰，提高建设工程施工监管水平和监管效率，实现科学监管。本发明可用于对建设工程现场进行远程实时监管，对建设工程的施工技术要求、建材等进行实时精确测量，提高建设工程现场管理的效率和水平，实现建设工程的科学监督和管理。

 

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图。

图2是本发明的高精度云台结构剖面示意图。

图2中数字说明:

1为高精度云台底座，      2为垂直轴转动的大变比机构，

3为垂直轴的测角圆光栅，  4为水平轴的驱动步进电机，

5为水平轴转动的大变比机构，  6为水平轴，

7为安装在绕水平轴转动的支架上与摄像机同轴的激光测距仪，

8为水平轴的测角圆光栅，   9为绕水平轴转动的支架,

10为垂直轴的驱动步进电机，11为绕垂直轴转动的支架,   12为垂直轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于以下的实施例。

如图1所示，本发明的基于高精度云台的远程实时监控装置设有远程监控和检测终端、控制平台、监控客户端，控制平台通过网络与监控客户端连接，控制平台通过网络接入基于ARM的嵌入式系统装置（或称:嵌入式系统）而与远程监控和检测终端连接。所述的远程监控和检测终端设有高精度云台、激光测距仪、摄像机、圆光栅角度传感器。摄像机与激光测距仪同轴,由高精度云台承载激光测距仪以及与激光测距仪同轴的摄像机。激光测距仪完成对被测物两端距离的检测，与激光测距仪同轴的摄像机完成被测物的图像采集和激光点捕捉，圆光栅角度传感器实时传递角度值；基于ARM的嵌入式系统装置（或称:嵌入式系统）完成各种信号的编解码、根据监控客户端指令控制高精度云台的各种运动、接收激光测距仪所检测的距离和圆光栅角度传感器传递的角度值精确计算出被测物实际长度值、并通过网络将视频图像和相应的信息发送到控制平台和监控客户端。所述的控制平台设有指令的转发、视频存储和转发、实时测得数据存储的管理控制器。所述的监控客户端:接收并显示远程建设现场传来的视频和数据，控制远程监控和检测终端的云台运动，瞄准并聚焦需测定的目标，根据需要完成现场被测物精确检测、并显示其实际距离值。

如图2所示，所述的高精度云台设有垂直轴12、水平轴6 和细分电路等,垂直轴和水平轴分别设有大变比精密传动机构和精密步进电机,垂直轴12固定在底座1上，垂直轴12上设有绕垂直轴转动的支架11, 绕垂直轴转动的支架11上设有垂直轴的测角圆光栅3, 水平轴6安装在绕垂直轴转动的支架11上，水平轴6上装有绕水平轴转动的支架9和测角圆光栅8，与摄像机同轴的激光测距仪7安装在绕水平轴转动的支架上。

垂直轴12的驱动步进电机10通过垂直轴转动的大变比机构2驱动安装在绕垂直轴转动的支架11转动，同时安装在绕垂直轴转动的支架11上的垂直轴的测角圆光栅3也随之转动，精密测出绕垂直轴转动的支架11转过的角度；水平轴6的转动由水平轴的驱动步进电机4通过水平轴转动的大变比机构5驱动，在水平轴6转动时,安装在水平轴上的测角圆光栅8精密测出绕水平轴转动的支架9转过的角度。由于垂直轴和水平轴分别采用大变比精密传动机构和精密步进电机驱动，使得高精度云台可根据需要实现上、下、左、右高分辨率的转动；同时在垂直和水平轴上分别安装圆光栅角度传感器，可以精确检测支架上、下、左、右运动所转过的角度,通过大变比精密传动机构和细分电路使高精度云台的最小分辨率达到0.001°，提高了检测精度。高精度云台的控制由安装在云台的嵌入式系统实现，该嵌入式系统基于ARM开发，接受远程监控客户端的控制指令，完成云台的二维转动、监控目标捕捉、精确对准目标、激光测距仪精确测量，以及完成相应的计算；并完成视频图像传输，计算数据的传输。

如图2所示的具体实施例中,高精度云台为一种垂直轴和水平轴正交的二维转动精密机械装置，其位置度误差小于φ0.03mm, 可分别绕垂直轴和水平轴作旋转运动; 垂直轴和水平轴正交于激光测距仪光轴。在所设计的二维转动精密机械装置中安装有与激光测距仪同轴的摄像机，由摄像机对施工现场进行全程监控，对需要精确控制尺寸、规格的建设现场由激光测距仪进行测量。根据激光测距仪和圆光栅所测的距离和角度由嵌入式系统进行计算，进行实时监控和测量。

本发明的基于高精度云台的远程实时监控装置的监控操作方法如下：

由监控者在监控客户端通过互联网对建设现场的高精度云台、与激光测距仪同轴的摄像机及激光测距仪进行操控，首先通过调节云台，使与激光测距仪同轴的摄像机指向被测物，进行远程实时监控；当需要对施工现场的被测物进行精密测量时，通过指令调整摄像机的焦距使得激光测距仪精确瞄准被测物体，调节云台将激光点打在被测物的起点和终点，通过激光测距仪得到起点与远程监控和检测终端的距离a、终点与远程监控和检测终端的距离b，通过圆光栅精密测出此时云台所转过的水平和垂直的角度，由嵌入式系统根据公式算出被测对象的精确尺寸L，并实现数据存储及显示。

Claims (3)

1.一种基于高精度云台的远程实时监控装置，其特征在于，所述的基于高精度云台的远程实时监控装置设有远程监控和检测终端、控制平台、监控客户端，控制平台通过网络与监控客户端连接，控制平台通过网络接入基于ARM的嵌入式系统装置而与远程监控和检测终端连接;所述的远程监控和检测终端设有高精度云台、激光测距仪、摄像机、圆光栅角度传感器；摄像机与激光测距仪同轴,由高精度云台承载激光测距仪以及与激光测距仪同轴的摄像机;激光测距仪完成对被测物两端距离的检测，与激光测距仪同轴的摄像机完成被测物的图像采集和激光点捕捉，圆光栅角度传感器实时传递角度值；基于ARM的嵌入式系统装置完成各种信号的编解码、根据监控客户端指令控制高精度云台的各种运动、接收激光测距仪所检测的距离和圆光栅角度传感器传递的角度值精确计算出被测物实际长度值、并通过网络将视频图像和相应的信息发送到控制平台和监控客户端;所述的控制平台设有指令的转发、视频存储和转发、实时测得数据存储的管理控制器;所述的监控客户端接收并显示远程建设现场传来的视频和数据，控制远程监控和检测终端的云台运动，瞄准并聚焦需测定的目标，根据需要完成现场被测物精确检测、并显示其实际距离值。

2.根据权利要求1所述的基于高精度云台的远程实时监控装置，所述的高精度云台设有垂直轴、水平轴和细分电路,垂直轴和水平轴分别设有大变比精密传动机构和精密步进电机,垂直轴固定在底座上，垂直轴上设有绕垂直轴转动的支架, 绕垂直轴转动的支架上设有垂直轴的测角圆光栅, 水平轴安装在垂直轴上的绕垂直轴转动的支架上，水平轴上装有绕水平轴转动的支架和水平轴的测角圆光栅，与摄像机同轴的激光测距仪安装在绕水平轴转动的支架上; 垂直轴的驱动步进电机通过垂直轴转动的大变比机构驱动安装在绕垂直轴转动的支架转动，同时安装在绕垂直轴转动的支架上的垂直轴的测角圆光栅也随之转动，精密测出绕垂直轴转动的支架转过的角度；水平轴的转动由水平轴的驱动步进电机通过水平轴转动的大变比机构驱动，在水平轴转动时,安装在水平轴上的测角圆光栅精密测出绕水平轴转动的支架转过的角度;高精度云台的控制由安装在云台的嵌入式系统实现，该嵌入式系统基于ARM开发，接受远程监控客户端的控制指令，完成云台的二维转动、监控目标捕捉、精确对准目标、激光测距仪精确测量，以及完成相应的计算；并完成视频图像传输，计算数据的传输。

3.根据权利要求1所述的基于高精度云台的远程实时监控装置，所述的基于高精度云台的远程实时监控装置的监控操作方法如下：

由监控者在监控客户端通过互联网对建设现场的高精度云台、与激光测距仪同轴的摄像机及激光测距仪进行操控，首先通过调节云台，使与激光测距仪同轴的摄像机指向被测物，进行远程实时监控；当需要对施工现场的被测物进行精密测量时，通过指令调整摄像机的焦距使得激光测距仪精确瞄准被测物体，调节云台将激光点打在被测物的起点和终点，通过激光测距仪得到起点与远程监控和检测终端的距离a、终点与远程监控和检测终端的距离b，通过圆光栅精密测出此时云台所转过的水平和垂直的角度，由嵌入式系统根据公式算出被测对象的精确尺寸L，并实现数据存储及显示。

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