CN103901704A - 一种云台及该云台预置位召回的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台，包括支架，固定设置在支架上的水平电机和垂直电机，以及与所述的水平电机输出轴固定连接的水平光耦盘和与所述的垂直电机固定连接的垂直光耦盘，所述的水平光耦盘包括圆环形水平盘体以及沿所述的水平盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的水平光耦挡片以及一个与所述的水平光耦挡片宽度不同的水平初始光耦挡片。同时还公开了一种预置位的召回方法。本发明更改了光耦挡片的设计形式，使其在进行位置检测的同时还具有初始位设定的效果，在每次通过初始位都进行自动校准，同时记录预置位的方向信息，有效避免了回程误差以及累积误差的出现。

Description

一种云台及该云台预置位召回的控制方法

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及该云台预置位召回的控制方法。

背景技术

云台是安装、固定摄像机进行垂直和垂直两个方向转动的装置，其作用扩大了摄像机的监控范围，通过监控后端控制系统可以实时对云台进行转动控制，亦可以通过存储的软件程序让云台沿自定义轨迹和时间进行扫描巡航监视，提高了云台摄像机的智能化程度。

预置位精度是云台摄像机从当前位置召回至目标位置的定位精度，云台垂直方向预置位精度是云台垂直转动到垂直目标位置的定位精度。目前现有实现云台定位的方法包括以下几种：

1.云台一般使用电机作为驱动装置，因此通过控制电机旋转脉冲的多少来实现云台位置定位；

2.通过角度测试装置记录云台旋转的实时角度，通过角度测试装置的云台转动角度检测，使其云台转动到目标位置；

3.使用电机和光电编码器结合的方法，通过记录光电编码器输出的脉冲信号实现定位。这是现在普遍用的光耦挡片方法。

通过上述方法比较，目前产品利用光耦技术定位的方案较多，而现有的利用光耦技术定位的方案大致包括以下两种：垂直方向的预置位召回和水平方向的预置位召回。

水平方向的预置位召回是借助单光耦挡片实现，云台水平方向自检时检测两次单挡片刷过光耦时的位置信息值，根据记录的起点和终点的位置信息值就可以将水平360度均匀分配。正常控制云台时，每次刷过光耦重新校正位置信息值，召回预置位的过程中，只有挡片刷过光耦才会校正位置信息值，不经过挡片不校验。

垂直方向的预置位召回同样借助单光耦挡片实现，云台垂直方向自检时首先检测并判断垂直方向的单光耦挡片，然后以单光耦挡片为校正点进行位置校正。

同时，为提高校准位置的数量，目前多采用多光耦挡片设计，如专利申请号为CN200820142308.X云台定位装置，其技术方案是：由安装于支架的电动机、电动机驱动的云台轴和控制电路构成，在电动机轴的自由端同轴安装有在其周边均布置有形齿的码盘，在码盘的形齿外边缘位置的支架上端面安装有一光耦合位置传感器；在云台轴上固有一拨片，在云台底座上固装有一感应该拨片的光电耦合复位传感器。该技术方案是典型的多光耦挡片技术案例，即码盘为多光耦挡片，但该技术方案具体控制方法难度较大，使得每次召回已经设置好的预置位时都要重新计算离目标位置比较近的校准用光耦挡片，然后确定召回预置位的动作方式，这就导致算法比较繁琐。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种控制简单且能有效提高预置位召回精度的装置和方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种云台，包括支架，固定设置在支架上的水平电机和垂直电机，以及与所述的水平电机输出轴固定连接的水平光耦盘和与所述的垂直电机固定连接的垂直光耦盘，所述的水平光耦盘包括圆环形水平盘体以及沿所述的水平盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的水平光耦挡片以及一个与所述的水平光耦挡片宽度不同的水平初始光耦挡片，所述的垂直光耦盘包括圆弧形垂直盘体，以及沿所述的垂直盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的垂直光耦挡片以及一个设置在垂直盘体下端且与所述的垂直光耦挡片宽度不同的垂直初始光耦挡片。

一种云台的预置位召回控制方法，包括以下步骤，

1）记录每个预置位的位置信息和方向信息，以及每个光耦挡片的位置信息，

2）当云台接收到召回指令时，根据该预置位的位置信息和方向信息判定同向且最接近的光耦挡片，

3）计算云台当前位置移动至所述的同向且最接近的光耦挡片的方向及步数；

4）若步骤3中所得到的方向与预置位的方向相同，则重新计算云台当前位置与预置位的步数并控制云台直接达到该预置位，若方向相反，则进行以下步骤，

5）控制云台运行至所述的同向且最接近的光耦挡片，然后再从同向且最接近的光耦挡片移动至预置位，

其中，所述的光耦挡片视水平方向的运动或垂直方向的运动对应地为水平光耦挡片或者垂直光耦挡片。

还包括水平方向的自检步骤，

1）控制云台水平转动并判断通过每个水平光耦挡片时的时间寻找水平初始光耦挡片并对其编号；

2）从检测到水平初始光耦挡片开始，记录云台执行旋转一周的动作时各个水平光耦挡片刷过光耦的位置，直到第二次刷过水平初始光耦挡片并完成自检。

还包括垂直方向的自检步骤，

1）检测当前云台垂直方向的光耦脉冲信号，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片位于垂直光耦里，则控制云台向上运动一段距离以使垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片脱离光耦，然后再控制云台向下运动，直到检测到垂直初始光耦挡片，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片未位于垂直光耦里，则直接控制云台向下运动直到检测到垂直初始光耦挡片；

2）对该垂直初始光耦挡片进行编号，然后以此为自检开始确定云台方位的起始位置，并将云台的方向改为垂直向上；

3)每当有垂直光耦挡片刷过垂直光耦时，都为该垂直光耦挡片编号，并将此时的方位值记录下来，当云台运动到上限位时，将最上限的位置方位值也存起来，作为是否到达最上限的位置判断值，此时云台完成从下限位到上限位的垂直光耦挡片的信息存储，控制云台到垂直原点，完成自检。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明更改了光耦挡片的设计形式，使其在进行位置检测的同时还具有初始位设定的效果，在每次通过初始位都进行自动校准，同时记录预置位的方向信息，有效避免了回程误差以及累积误差的出现，在不过多的增加云台成本的基础上有效地提高云台水平方向和垂直方向的预置位的召回精度，更好的实现监控的目的。其大幅度提高云台的预置位精度，这种低成本高精度的云台可以广泛应用于视频监控的安防领域中。

附图说明

图1所示为水平光耦盘的结构示意图；

图2所示为垂直光耦盘的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种云台包括支架，固定设置在支架上的水平电机和垂直电机，以及与所述的水平电机输出轴固定连接的水平光耦盘和与所述的垂直电机固定连接的垂直光耦盘，因为支架、水平电机和垂直电机等其他云台组件与现有技术类似，在此不再展开描述，以下仅对水平光耦盘和垂直光耦盘进行描述。

如图1所示，所述的水平光耦盘包括其上设置有安装孔703的圆环形水平盘体7以及沿所述的水平盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的水平光耦挡片702以及一个与所述的水平光耦挡片宽度不同的水平初始光耦挡片701，优选地，所述的水平初始光耦挡片宽度大于其他水平光耦挡片。

如图2所示，所述的垂直光耦盘包括圆弧形垂直盘体6，以及沿所述的垂直盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的垂直光耦挡片601以及一个设置在垂直盘体下端且与所述的垂直光耦挡片宽度不同的垂直初始光耦挡片602，优选地，所述的垂直光耦挡片的宽度大于其余垂直光耦挡片。因垂直方向不是360度连续的，故需将垂直光耦盘设计为垂直方向所需的最大角度的弧形结构，且垂直初始光耦挡片的设计确保当控制云台运动到最下限位时，该最大的光耦挡片位于垂直的光耦里。并将此光耦挡片作为开始计算垂直方向的方位的起点位置。

具体来说，上述云台的预置位召回控制方法，以召回时水平方向的运动为例进行说明，其包括以下步骤，

1）记录每个预置位的位置信息和方向信息，以及每个水平光耦挡片的位置信息，该位置信息是指相对初始位置的步数，而方向信息是指设置该预置位时，云台是从顺时针方向还是逆时针方向达到该预置位，记录该方向信息并在召回时使云台按同样的方向回到该预置位，则能有效避免回程误差，提高召回的精准度。

2）当云台接收到召回指令时，根据该预置位的信息判定同向且最接近的水平光耦挡片，该同向是指预置位所对应的方向的上一个水平光耦挡片，如，预置位的方向信息为顺时针，则最近的同向水平光耦挡片需要满足的条件是距离预置位的步数最小且从该水平光耦挡片到达该预置位的方向为顺时针。当然，也可在记录预置位位置信息和方向信息的同时直接记载该同向且最接近的水平光耦挡片，在需要时直接调用即可。

3）计算云台当前位置移动至所述的同向且最接近的水平光耦挡片的方向及步数；

4）若步骤3中所得到的方向与预置位的方向相同，则重新计算云台当前位置与预置位的步数并控制云台直接达到该预置位，若方向相反，则进行以下步骤，

5）控制云台运行至所述的同向且最接近的水平光耦挡片，然后再移动至预置位，其中，此步骤中，云台自该水平光耦挡片行进至预置位时的步数由步骤1中所记载的该水平光耦挡片的位置信息计算所得，有效控制了计算量，同时避免了误差累积。

上述操作中，通过设定一个最近且同向的光耦挡片，借助该中间体进行路径的判断，方法简单，减小了计算量。同时，能够实现在任何位置均按同向返回预置位，有效避免了回程误差，提高了召回精度，保证监控质量。

上述仅是以水平方向为例进行示范性说明，在垂直方向的召回与上述类似，在此不再赘述。

同时，为避免误差的累积，该云台还包括水平方向和垂直方向的自检步骤，

水平方向的自检包括：1）控制云台水平转动并借助判断通过每个水平光耦挡片时的时间不同寻找水平初始光耦挡片并编号；2）从检测到水平初始光耦挡片开始，记录云台执行旋转一周的动作时各个水平光耦挡片刷过光耦的位置，直到第二次刷过水平初始光耦挡片并完成自检，每次自检均刷新各水平光耦挡片的位置信息，召回是借助位置信息进行步数计算，有效减小了数据量，同时保证精度。

垂直方向的自检步骤包括：1）检测当前云台垂直方向的光耦脉冲信号，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片位于垂直光耦里，则控制云台向上运动一段距离以使垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片脱离光耦，然后再控制云台向下运动，直到检测到垂直初始光耦挡片，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片未位于垂直光耦里，则直接控制云台向下运动直到检测到垂直初始光耦挡片；

2）对该垂直初始光耦挡片进行编号，然后以此为自检开始确定云台方位的起始位置，并将云台的方向改为垂直向上；

3）每当有光耦挡片刷过垂直光耦时，都为该垂直光耦挡片编号，并将此时的方位值记录下来，当云台运动到上限位时，将最上限的位置方位值也存起来，作为是否到达最上限的位置判断值，此时云台完成从下限位到上限位的垂直光耦的信息存储，控制云台到垂直原点，完成自检。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，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 (4)

1.一种云台，其特征在于，包括支架，固定设置在支架上的水平电机和垂直电机，以及与所述的水平电机输出轴固定连接的水平光耦盘和与所述的垂直电机固定连接的垂直光耦盘，所述的水平光耦盘包括圆环形水平盘体以及沿所述的水平盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的水平光耦挡片以及一个与所述的水平光耦挡片宽度不同的水平初始光耦挡片，所述的垂直光耦盘包括圆弧形垂直盘体，以及沿所述的垂直盘体径向向外延伸且间隔分布的多个相同的垂直光耦挡片以及一个设置在垂直盘体下端且与所述的垂直光耦挡片宽度不同的垂直初始光耦挡片。

2.一种如权利要求1所述的云台的预置位召回控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

1）记录每个预置位的位置信息和方向信息，以及每个光耦挡片的位置信息，

2）当云台接收到召回指令时，根据该预置位的位置信息和方向信息判定同向且最接近的光耦挡片，

3）计算云台当前位置移动至所述的同向且最接近的光耦挡片的方向及步数；

4）若步骤3中所得到的方向与预置位的方向相同，则重新计算云台当前位置与预置位的步数并控制云台直接达到该预置位，若方向相反，则进行以下步骤，

5）控制云台运行至所述的同向且最接近的光耦挡片，然后再从同向且最接近的光耦挡片移动至预置位，

其中，所述的光耦挡片视水平方向的运动或垂直方向的运动对应地为水平光耦挡片或者垂直光耦挡片。

3.如权利要求1所述的预置位召回控制方法，其特征在于，还包括水平方向的自检步骤，

1）控制云台水平转动并判断通过每个水平光耦挡片时的时间寻找水平初始光耦挡片并对其编号；

2）从检测到水平初始光耦挡片开始，记录云台执行旋转一周的动作时各个水平光耦挡片刷过光耦的位置，直到第二次刷过水平初始光耦挡片并完成自检。

4.如权利要求1所述的预置位召回控制方法，其特征在于，还包括垂直方向的自检步骤，

1）检测当前云台垂直方向的光耦脉冲信号，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片位于垂直光耦里，则控制云台向上运动一段距离以使垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片脱离光耦，然后再控制云台向下运动，直到检测到垂直初始光耦挡片，若此时垂直光耦挡片或垂直初始光耦挡片未位于垂直光耦里，则直接控制云台向下运动直到检测到垂直初始光耦挡片；

2）对该垂直初始光耦挡片进行编号，然后以此为自检开始确定云台方位的起始位置，并将云台的方向改为垂直向上；

3)每当有垂直光耦挡片刷过垂直光耦时，都为该垂直光耦挡片编号，并将此时的方位值记录下来，当云台运动到上限位时，将最上限的位置方位值也存起来，作为是否到达最上限的位置判断值，此时云台完成从下限位到上限位的垂直光耦挡片的信息存储，控制云台到垂直原点，完成自检。

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