CN103268124B - 一种云台运动的控制方法及其云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台运动的控制方法，包括步骤：第一步，预先设置云台的运动范围；第二步，实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；第三步，当要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。此外，本发明还公开了一种云台。本发明公开的一种云台运动的控制方法及其云台，其可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到目标位置，满足用户对特定范围内的视频监控需求，显著提高用户产品使用感受。

Description

一种云台运动的控制方法及其云台

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别是涉及一种云台运动的控制方法及其云台。

背景技术

近年来随着社会经济的快速发展，以及人们安全意识的增强，使得安防监控设备的需求不断增加，其应用领域也在不断地扩大，除政府部门、金融和电信行业等传统的主要应用场所外，火车站、宾馆、各类休闲娱乐场所、旅游景点、广场、街道、各公司及个人住宅也成为安全监控系统的主要应用场所，为了实现有效全方位的监控，云台摄像机目前已经越来越普及。

对于云台摄像机，其将摄像机安装在云台上，能够通过云台的转动，带动摄像机转动朝向不同的方向，能使摄像机从多个角度进行摄像，并且还可以通过调整摄像机的倍率，观察到不同距离范围内的目标或场景，从而实现对更大范围的监控，因此云台摄像机可以满足用户全方位、多角度的拍摄需求。

虽然目前的摄像机云台具有360度水平旋转的功能，使得云台的控制更加灵活，显著增加了云台到达同一位置具有不可预期性，但是鉴于云台实际应用的多样性、灵活性，用户经常需要云台只在特定的范围内进行运动，以防止诸如设备绕线等不期望的情况发生。对于目前的摄像机云台，在实现360度水平旋转功能的同时，还无法让用户控制云台转动到指定的位置，无法满足用户对特定范围内的视频监控需求，严重降低了用户的产品使用感受，影响到视频监控设备的广泛推广应用。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台转动到指定的位置，满足用户对特定范围内的视频监控需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种云台运动的控制方法及其云台，其可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到指定的位置，满足用户对特定范围内的视频监控需求，显著提高用户的产品使用感受，有利于视频监控设备的广泛生产应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种云台运动的控制方法，包括步骤：

第一步，预先设置云台的运动范围；

第二步，实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；

第三步，当用户要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。

其中，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围；

所述水平运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；

所述垂直运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域。

其中，在第二步中，实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内。

其中，在第二步中，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内的操作具体为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。

其中，在所述第一步之后还包括第一容错处理步骤，具体为：当所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点，以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点；

在所述第一步之后还包括第二容错处理步骤，具体为：当预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换；

在所述第二步之后还包括第三容错处理步骤，具体为：当所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。

此外，本发明还提供了一种云台，包括：

云台运动范围设置单元，用于预先设置云台的运动范围；

云台位置检测归位单元，用于实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；

云台运动控制单元，分别与云台运动范围设置单元和云台位置检测归位单元相连接，用于实时接收用户输入的控制指令，当用户输入控制指令要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述云台运动范围设置单元预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。

其中，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围；

所述水平运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；

所述垂直运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域。

其中，所述云台位置检测归位单元，用于如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内。

其中，所述云台位置检测归位单元实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内时，所采用的控制方式为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。

其中，还包括第一容错处理单元、第二容错处理和/或第三容错处理单元，其中：

第一容错处理单元，与云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围中，预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点，以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点；

所述第二容错处理单元，与云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围中，预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换；

所述第三容错处理单元，分别与所述云台位置检测归位单元和云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台位置检测归位单元检测获得的云台当前位置与所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，直到使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。

其中，还包括断电检测单元和断电位置信息恢复单元，其中：

断电检测单元，用于实时检测云台的工作电压，当所述云台的电压降低到小于或者等于预设断电保护阀值时，判断为云台断电，实时保存云台断电时的位置信息；

断电位置信息恢复单元，分别与断电检测单元、云台位置检测归位单元相连接，用于根据用户预先输入的选择恢复指令，将云台断电时的位置信息作为云台重新上电后的位置信息，然后发送给云台位置检测归位单元。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提出了一种云台运动的控制方法及其云台，其可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到目标位置，满足用户对特定范围内的视频监控需求，显著提高用户的产品使用感受，有利于视频监控设备的广泛生产应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种云台运动的控制方法的流程图；

图2为本发明提供的一种云台的结构方框图；

图3为本发明提供的一种云台实施例一的结构方框图；

图4为本发明提供的一种云台实施例二的结构方框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供了一种云台运动的控制方法，所述云台优选为安装于球型摄像机上的云台，可以进行360度水平旋转，该方法包括以下步骤：

第一步，预先设置云台的运动范围；

在本发明中，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围。

具体实现上，所述水平运动范围可以为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值可以根据用户和云台生产厂家的需要，预先进行设置。例如，所述预设水平运动上限值的取值范围可以为-180度至+180度，所述预设水平运动下限值的取值范围可以为-180度至+180度。

具体实现上，所述垂直运动范围可以为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域；所述预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值可以根据用户和云台生产厂家的需要，预先进行设置。需要说明的是，所述预设垂直运动上限值是以垂直原点位置向上浮动的最大值，所述预设垂直运动下限值是以垂直原点位置向上浮动的最小值，所述云台的实际垂直运动范围等于以垂直原点位置向上浮动的最大值的绝对值和最小值的绝对值之和。

需要说明的是，对于本发明，为了方便用户确定云台的运动范围，用于标记云台的位置信息的三维立体空间的原点是可以任意设置的，例如，用户可以预先将云台的初始安装位置（即云台原点）设置为所述预先设置的运动范围的中心位置（即预先设置的运动范围的原点），然后，根据浮动范围，简单地设定上下限为相应的偏移量即可。特别是对于水平运动范围限定功能，因其设定结果是随着原点位置的变化而变化的，用户可以采用先固定运动幅度，再设定水平原点的方式来快速设置新的运动范围。

第二步，实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；第三步，当用户输入控制指令要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。反之，需要说明的是，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，将忽略该目标位置，不进行处理，继续检测下一个需要移动的目标位置。

对于本发明，具体实现上，为了让云台的当前位置处于所述预先设置的云台运动范围之外时，自动回到预先设置的云台运动范围，本发明在所述第二步中包括自动归位操作：实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内。

需要说明的是，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之内时，无需执行自动归位操作，继续执行第三步，实现将云台从当前位置移动至目标位置。

在第二步中，具体实现上，所述自动归位操作优选为：实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内（即移动到最近的云台运动范围中）。

在第二步中，具体实现上，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内的操作具体可以为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到距离最近的预先设置的云台运动范围。需要说明的是，为了控制云台向回到所述预先设置的云台运动范围，具体方式可以是手动控制方式，也可以是自动控制方式，具体形式可以根据用户的需求来决定，无任何条件，以实际需求为准。其中，对于自动控制方式，优选为控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。

在本发明中，需要说明的是，所述预设距离存在的目的在于，在小于该预设距离时，及时控制云台降低移动速度，避免云台由于速度过快而不能及时停止的情况发生，保证云台准确、及时地移动进入到预先设置的云台运动范围内（即实现自动归位）。所述预设距离不是固定不变的，可以根据用户的需要进预先设定，具体实现上，优选为与云台的当前速度密切相关，具体为与云台当前的移动速度成正比关系，云台当前的移动速度越大，所述预设距离越大。

在本发明中，还需要说明的是，本发明当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度的目的在于，所述预设距离可能存在一定的不准确性，通过降低云台的移动速度，可以延长云台自动归位（即回归到预先设置的云台运动范围之内）所需要花费的时间，从而可以在用户发现云台的归位方式存在问题时，可以及时停止云台的移动，重新设定云台的移动方式或切换回手动模式。

在本发明中，对于所述第三步，如果目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内时，根据预设的运行轨迹控制将云台从当前位置移动至目标位置，该运动控制方式优选为在云台的当前运动状态为非手动控制状态时采用（例如自动控制状态）。需要说明的是，所述预设的运行轨迹具体可以是云台运动控制单元根据云台当前位置和目标位置情况，自动选定的保证云台在运动至目标位置过程中不会越过所述预先设置的云台运动范围（边界）的一条运行轨迹。

在本发明中，具体实现上，所述第二步可以通过安装在所述云台上的坐标信息获取单元（如全球卫星定位系统GPS模块）来检测所述云台的当前位置信息，例如获得所述云台的经度信息、纬度信息和海拔高度信息。

因此，基于上述技术方案，本发明可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到目标位置，满足用户对特定范围（即预设运动范围）内的视频监控需求，显著提高用户的产品使用感受。

对于本发明，另外，为了避免用户在第一步预先设置的云台运动范围不合理，避免出现错误的设置操作，本发明在第一步之后还可以包括第一容错处理步骤，具体为：

当所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点（即由于在360度旋转后会回到原点，在水平方向不进行连续旋转），以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点，在该锁定点云台将被锁定，无法运动，具体可以体现为垂直运动电机被锁定。需要说明的是，所述云台中安装有水平运动电机和垂直运动电机，所述水平运动电机和垂直运动电机分别驱动云台进行水平方向运动和垂直方向运动。

具体实现上，本发明在第一步之后还可以包括第二容错处理步骤，具体为：

当预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换。

具体实现上，本发明在第二步之后还可以包括第三容错处理步骤，具体为：

当所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。需要说明的是，所述预设值具体可以是云台当前的实际位置与所述预先设置的云台运动范围之间的计算误差。

此外，为了确保云台被突然断电时时，保证云台的位置信息以及其他云台信息不会丢失，本发明还可以包括断电检测步骤，所述断电检测步骤可以位于本发明方法步骤的任意顺序位置，所述断电检测步骤具体为：

实时检测云台的工作电压，当所述云台的电压降低到小于或者等于预设断电保护阀值（例如200V）时，判断为云台断电，实时保存云台断电时的位置信息；

此时，对应地，所述断电检测步骤之后还可以包括步骤：根据用户预先输入的选择恢复指令（可以体现为控制菜单上选择恢复开关的开启或者关闭状态），将云台断电时的位置信息作为云台重新上电后的位置信息，同时发送控制指令，实时控制停止检测云台的当前位置。

因此，通过断电检测步骤，可以实现断电保护功能，及时存储云台的断电时的位置信息，以便在云台重新上电后使用，避免重新检测云台的位置信息，提高云台的工作效率，有效节约电能。

对于本发明，在第一步中，为了让用户预先设置云台的运动范围，与用户进行交互的方式可以包括菜单OSD方式以及扩展命令的方式，通过这两种方式，都可以让用户输入对云台运动范围的设置指令，实现对云台运动范围的实时调整。

通过应用本发明提供的云台运动的控制方法，用户可以为不同监测点上设置的不同云台设置不同的运动范围，并且可以随时开启和关闭该功能。通过实施容错处理方案，可最大限度在用户操作不当时，仍保证云台的稳定运行，具有人性化、智能化的特点。并且通过设定相对原点、自动归位功能等辅助手段，也使得运动范围限定功能使用起来更为方便、简洁，可以在最大程度上满足用户的个性化需求。本发明可以广泛地应用于云台中，极大地为企业节约了人工成本、物料成本和时间成本。用户还可以灵活地改换云台安装位置，更换顶载设备，增加了再次使用的灵活性，为用户也节约了资源。

基于图1所示的云台运动的控制方法，参见图2，本发明还提供了一种云台，所述云台优选为安装于球型摄像机上的云台，可以进行360度水平旋转，该云台包括：

云台运动范围设置单元201，用于预先设置云台的运动范围；

云台位置检测归位单元202，用于实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；

云台运动控制单元203，分别与云台运动范围设置单元201和云台位置检测归位单元202相连接，用于实时接收用户输入的控制指令，当用户输入控制指令要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述云台运动范围设置单元201预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。反之，需要说明的是，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，将忽略该目标位置，不进行处理，继续检测下一个需要移动的目标位置。

在本发明中，对于所述云台运动范围设置单元201，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围。

具体实现上，所述水平运动范围可以为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值可以根据用户和云台生产厂家的需要，预先进行设置。例如，所述预设水平运动上限值的取值范围可以为-180度至+180度，所述预设水平运动下限值的取值范围可以为-180度至+180度。

具体实现上，所述垂直运动范围可以为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域；所述预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值可以根据用户和云台生产厂家的需要，预先进行设置。需要说明的是，所述预设垂直运动上限值是以垂直原点位置向上浮动的最大值，所述预设垂直运动下限值是以垂直原点位置向上浮动的最小值，所述云台的实际垂直运动范围等于以垂直原点位置向上浮动的最大值的绝对值和最小值的绝对值之和。

需要说明的是，对于本发明，为了方便用户确定云台的运动范围，用于标记云台的位置信息的三维立体空间的原点是可以任意设置的，例如，用户可以预先将云台的初始安装位置（即云台原点）设置为所述预先设置的运动范围的中心位置（即预先设置的运动范围的原点），然后，根据浮动范围，简单地设定上下限为相应的偏移量即可。特别是对于水平运动范围限定功能，因其设定结果是随着原点位置的变化而变化的，用户可以采用先固定运动幅度，再设定水平原点的方式来快速设置新的运动范围。

在本发明中，具体实现上，所述云台位置检测归位单元202中包括安装在所述云台上的全球卫星定位系统GPS模块，从而可以检测所述云台的当前位置信息，例如获得所述云台的经度信息、纬度信息和海拔高度信息。

在本发明中，具体实现上，对于所述云台运动控制单元203，所述用户输入的控制指令具体可以为用户通过外部计算机设备输入的控制指令，或者通过互联网等数据传输渠道传输过来的控制指令，当然，还可以是其他方式输入的控制指令。

在本发明中，具体实现上，所述云台运动范围设置单元201和云台运动控制单元203都可以为安装于所述云台上的中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

对于本发明，具体实现上，为了让云台的当前位置处于所述预先设置的云台运动范围之外时，自动回到预先设置的云台运动范围，所述云台位置检测归位单元202优选为执行自动归位操作：实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内（即移动到最近的云台运动范围中）。

需要说明的是，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之内时，所述云台位置检测归位单元202，无需执行自动归位操作，由云台运动控制单元203控制将云台从当前位置移动至目标位置。

对于所述云台位置检测归位单元202，具体实现上，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内的操作具体可以为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。需要说明的是，为了控制云台向回到所述预先设置的云台运动范围，具体方式可以是手动控制方式，也可以是自动控制方式，具体形式可以根据用户的需求来决定，无任何条件，以实际需求为准。其中，对于自动控制方式，优选为控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。

对于本发明，所述云台运动控制单元203的具体控制处理过程为：用于如果目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内时，所采用的控制方式为：根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置，该运动控制方式优选为在云台的当前运动状态为非手动控制状态时采用（例如自动控制状态）。需要说明的是，所述预设的运行轨迹具体可以是云台运动控制单元根据云台当前位置和目标位置情况，自动选定的保证云台在运动至目标位置过程中不会越过所述预先设置的云台运动范围（边界）的一条运行轨迹。

在本发明中，需要说明的是，所述预设距离存在的目的在于，在小于该预设距离时，及时控制云台降低移动速度，避免云台由于速度过快而不能及时停止的情况发生，保证云台准确、及时地移动进入到预先设置的云台运动范围内（即实现自动归位）。所述预设距离不是固定不变的，可以根据用户的需要进预先设定，具体实现上，优选为与云台的当前速度密切相关，具体为与云台当前的移动速度成正比关系，云台当前的移动速度越大，所述预设距离越大。

在本发明中，还需要说明的是，本发明当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度的目的在于，所述预设距离可能存在一定的不准确性，通过降低云台的移动速度，可以延长云台自动归位（即回归到预先设置的云台运动范围之内）所需要花费的时间，从而可以在用户发现云台的归位方式存在问题时，可以及时停止云台的移动，重新设定云台的移动方式或切换回手动模式。

因此，基于上述技术方案，本发明可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到目标位置，满足用户对特定范围（即预设运动范围）内的视频监控需求，显著提高用户的产品使用感受。

对于本发明，另外，为了避免用户在第一步预先设置的云台运动范围不合理，避免出现错误的设置操作，参见图3，本发明还可以包括第一容错处理单元2041、第二容错处理2042和/或第三容错处理单元2043，其中：

第一容错处理单元2041，与云台运动范围设置单元201相连接，用于当所述云台运动范围设置单元201所预先设置的云台运动范围中，预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点（即由于在360度旋转后会回到原点，在水平方向不进行连续旋转），以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点，在该锁定点云台将被锁定，无法运动，具体可以体现为垂直运动电机被锁定。需要说明的是，所述云台中安装有水平运动电机和垂直运动电机，所述水平运动电机和垂直运动电机分别驱动云台进行水平方向运动和垂直方向运动。

所述第二容错处理单元2042，与云台运动范围设置单元201相连接，用于当所述云台运动范围设置单元201所预先设置的云台运动范围中，预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换。

所述第三容错处理单元2043，分别与所述云台位置检测归位单元202和云台运动范围设置单元201相连接，用于当所述云台位置检测归位单元202检测获得的云台当前位置与所述云台运动范围设置单元201所预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，直到使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。需要说明的是，所述预设值具体可以是云台当前的实际位置与所述云台运动范围设置单元201所预先设置的云台运动范围之间的计算误差。

在本发明中，具体实现上，所述第一容错处理单元、第二容错处理和第三容错处理单元都可以为安装于所述云台上的中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。

此外，为了确保云台被突然断电时时，保证云台的位置信息以及其他云台信息不会丢失，参见图4，本发明还可以包括断电检测单元205和断电位置信息恢复单元206，其中：

断电检测单元205，用于实时检测云台的工作电压，当所述云台的电压降低到小于或者等于预设断电保护阀值（例如200V）时，判断为云台断电，实时保存云台断电时的位置信息；

断电位置信息恢复单元206，分别与断电检测单元205、云台位置检测归位单元202相连接，用于根据用户预先输入的选择恢复指令（可以体现为控制菜单上选择恢复开关的开启或者关闭状态），将云台断电时的位置信息作为云台重新上电后的位置信息。然后发送给云台位置检测归位单元。这样可以为云台位置检测归位单元提供位置依据，保证云台位置检测归位单元检测结果的准确性。因此，对于本发明提供的云台，通过断电检测单元205和断电位置信息恢复单元206，可以实现断电保护功能，及时存储云台的断电时的位置信息，以便在云台重新上电后使用，同时可以避免所述云台位置检测归位单元202重新检测云台的位置信息，提高云台的工作效率，有效节约电能。

对于本发明，对于所述云台运动范围设置单元，为了让用户预先设置云台的运动范围，与用户进行交互的方式可以包括菜单OSD方式以及扩展命令的方式，通过这两种方式，都可以让用户输入对云台运动范围的设置指令，实现对云台运动范围的实时调整。

同理，通过应用本发明提供的云台技术方案，用户可以为不同监测点上设置的不同云台设置不同的运动范围，并且可以随时开启和关闭该功能。通过实施容错处理方案，可最大限度在用户操作不当时，仍保证云台的稳定运行，具有人性化、智能化的特点。并且通过设定相对原点、自动归位功能等辅助手段，也使得运动范围限定功能使用起来更为方便、简洁，可以在最大程度上满足用户的个性化需求。本发明可以广泛地应用于云台中，极大地为企业节约了人工成本、物料成本和时间成本。用户还可以灵活地改换云台安装位置，更换顶载设备，增加了再次使用的灵活性，为用户也节约了资源。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种云台运动的控制方法及其云台，其可以让云台在实现360度水平旋转功能的同时，还可以让用户控制云台在预先设定的运动范围内转动到目标位置，满足用户对特定范围内的视频监控需求，显著提高用户的产品使用感受，有利于视频监控设备的广泛生产应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种云台运动的控制方法，其特征在于，包括步骤：

第一步，预先设置云台的运动范围；

第二步，实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；其中，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内的操作具体为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围；

第三步，当用户要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围；

所述水平运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；

所述垂直运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在第二步中，实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内。

4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述第一步之后还包括第一容错处理步骤，具体为：当所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点，以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点；

在所述第一步之后还包括第二容错处理步骤，具体为：当预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换；

在所述第二步之后还包括第三容错处理步骤，具体为：当所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。

5.一种云台，其特征在于，包括：

云台运动范围设置单元，用于预先设置云台的运动范围；

云台位置检测归位单元，用于实时检测云台的当前位置，如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内；

云台运动控制单元，分别与云台运动范围设置单元和云台位置检测归位单元相连接，

用于实时接收用户输入的控制指令，当用户输入控制指令要将云台移动到目标位置时，如果所述目标位置位于所述云台运动范围设置单元预先设置的云台运动范围之内，则根据预设的运行轨迹，控制将云台从当前位置移动至目标位置，

其中，所述云台位置检测归位单元实时控制云台移动回到所述预先设置的云台运动范围内时，所采用的控制方式为：

实时比较所述云台的当前位置与所述预先设置的云台运动范围之间的距离，当该距离小于预设距离时，控制云台在降低当前移动速度后向目标位置移动，直至进入到预先设置的云台运动范围，而当该距离大于预设距离时，控制云台进入到相距最近的预先设置的云台运动范围。

6.如权利要求5所述的云台，其特征在于，所述云台的运动范围包括水平运动范围和垂直运动范围；

所述水平运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设水平运动上限值和预设水平运动下限值之间的水平区域；

所述垂直运动范围为在以云台初始安装位置为原点、以水平面为基准平面建立的三维立体空间中，位于预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值之间的垂直平面区域。

7.如权利要求5所述的云台，其特征在于，所述云台位置检测归位单元，用于如果云台的当前位置位于所述预先设置的云台运动范围之外，实时控制云台沿着直线最短路径移动回到所述预先设置的云台运动范围内。

8.如权利要求5所述的云台，其特征在于，还包括第一容错处理单元、第二容错处理和/或第三容错处理单元，其中：

第一容错处理单元，与云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围中，预设水平运动上限值和预设水平运动下限值相等时，

将所述预设水平运动上限值和预设水平运动下限值作为云台进行水平方向运动的起点和终点，以及当预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值相等时，对应地将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值作为云台进行垂直方向运动的锁定点；

所述第二容错处理单元，与云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围中，预设垂直运动上限值小于预设垂直运动下限值时，实时将预设垂直运动上限值和预设垂直运动下限值的取值进行对换；

所述第三容错处理单元，分别与所述云台位置检测归位单元和云台运动范围设置单元相连接，用于当所述云台位置检测归位单元检测获得的云台当前位置与所述云台运动范围设置单元所预先设置的云台运动范围之间的距离小于预设值时，实时扩大所述预先设置的云台运动范围，直到使得所述云台的当前位置位于所述云台的运动范围内。

9.如权利要求5至8中任一项所述的云台，其特征在于，还包括断电检测单元和断电位置信息恢复单元，其中：

断电检测单元，用于实时检测云台的工作电压，当所述云台的电压降低到小于或者等于预设断电保护阀值时，判断为云台断电，实时保存云台断电时的位置信息；

断电位置信息恢复单元，分别与断电检测单元、云台位置检测归位单元相连接，用于根据用户预先输入的选择恢复指令，将云台断电时的位置信息作为云台重新上电后的位置信息，然后发送给云台位置检测归位单元。