CN106020240B - 自主归位校准的云台控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自主归位校准的云台控制系统，包括：云台本体，其包括箱体和支撑架，所述箱体内设置有视频监控装置和照明装置，所述视频监控装置采集所述云台本体的位置信息；电机，其包括传动主轴，所述电机与所述云台本体连接，控制所述云台本体的转动；云台位置信息采集装置，其设置在所述传动主轴上，采集所述云台本体的位置信息；控制器，其设置在所述箱体内，与电机，云台位置信息采集装置和视频监控装置连接。本发明的有益效果是本发明采用云台位置采集装置，其与电机同轴转动，使得预设的校准位置为管道机器人的相对位置零点，结合视频信息确定云台位置，减少了位置误差，校准过程简单，自动完成，节约人工，提高工作效率。

Description

自主归位校准的云台控制系统
技术领域
本发明涉及一种自主归位校准的云台控制系统。
背景技术
传统的管道机器人的云台运动控制，多采用步进电机进行不同方向上的动作驱动。通过上位机摇杆发送的指令，控制步进电机转动，从而使云台装置发生联动。云台系统需要具备的基本功能有径向、俯仰两个方向上的转动和一键校准、归位功能。
传统的管道机器人云台部分的控制及归位校准功能基本采用完全电气的方式进行处理，（1）这种处理方式会增加系统的耗电，对于管道机器人的无线化发展来说是不利因素。（2）由于电磁干扰等原因，电路系统会受到影响，从而使得例如旋转电位器等的检测方式准确性受到影响。（3）目前多数云台的校准及归位功能，都采用内置陀螺仪的方式进行。但是陀螺仪涉及到的数据多且复杂，对于这些数据的处理会损耗嵌入式系统的内存资源，增加处理器负担。另外，陀螺仪本身虽然受环境影响很小，甚至不受影响，但是其模块的外围应用电路及处理出来的数据却很容易受到所处环境及电磁影响，从而往往导致数据的误差较大。同时陀螺仪一般为绝对零位校准，但往往在管道机器人中，我们希望得到的是云台与机器人本体的相对零位校准。传统的方式则需要更多的信息来达到该目的，也增加了控制系统设计的复杂程度。
发明内容
本发明为了克服以上不足，提供一种测量管道机器人行进距离系统，本发明采用云台位置采集装置，其与电机同轴转动，使得预设的校准位置为管道机器人的相对位置零点，结合视频信息确定云台位置，减少了位置误差，校准过程简单，自动完成，节约人工，提高工作效率。
本发明提供的技术方案为：
一种自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，包括：
云台本体，其包括箱体和支撑架，所述箱体内设置有视频监控装置和照明装置，所述视频监控装置采集所述云台本体的位置信息；
电机，其包括传动主轴，所述电机与所述云台本体连接，控制所述云台本体的转动；
云台位置信息采集装置，其设置在所述传动主轴上，采集所述云台本体的位置信息；
控制器，其设置在所述箱体内，与所述电机，云台位置信息采集装置和视频监控装置连接，所述控制器包括计算单元，对比单元和控制单元，所述计算单元根据所述云台位置信息采集装置采集的云台本体的位置信息和所述视频监控装置采集的云台位置信息计算得到所述云台本体的位置值，所述对比单元将所述云台本体的位置值与预设的云台本体归位校准值对比，所述控制单元根据对比结果发送控制指令给所述电机，控制电机按照控制指令完成动作。
优选的是，在所述的自主归位校准的云台控制系统中，所述视频监控装置为高清摄像头。
优选的是，在所述的自主归位校准的云台控制系统中，所述支撑架为可旋转支撑架。
优选的是，在所述的自主归位校准的云台控制系统中，所述电机为无刷步进电机。
优选的是，在所述的自主归位校准的云台控制系统中，所述照明装置为LED灯。
优选的是，在所述的自主归位校准的云台控制系统中，所述云台本体还包括腔体环境信息采集模块，通信模块和云台状态信息采集模块。
本发明的有益效果是本发明采用云台位置采集装置，其与电机同轴转动，使得预设的校准位置为管道机器人的相对位置零点，结合视频信息确定云台位置，减少了位置误差，校准过程简单，自动完成，节约人工，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
结合图1，本发明提供一种自主归位校准的云台控制系统，包括：云台本体，其包括箱体，支撑架，腔体环境信息采集模块，通信模块和云台状态信息采集模块，箱体内设置有视频监控装置和照明装置，视频监控装置采集所述云台本体的位置信息，视频监控装置为高清摄像头，支撑架为可旋转支撑架，照明装置为LED灯；无刷步进电机，其包括传动主轴，电机与云台本体连接，控制云台本体的转动；云台位置信息采集装置，其设置在传动主轴上，采集云台本体的位置信息；控制器，其设置在箱体内，与电机，云台位置信息采集装置和视频监控装置连接，控制器包括计算单元，对比单元和控制单元，计算单元根据云台位置信息采集装置采集的云台本体的位置信息和视频监控装置采集的云台位置信息计算得到云台本体的位置值，对比单元将云台本体的位置值与预设的云台本体归位校准值对比，控制单元根据对比结果发送控制指令给电机，控制电机按照控制指令完成动作，从而控制云台本体归位校准。
使用本发明时，首先在控制器内预设好云台位置零点，云台转动到一定位置时，云台位置信息采集装置采集云台位置信息，云台箱体内的摄像头采集云台位置信息，控制器根据来采集装置和摄像头反馈的云台位置信息，确定云台位置，再与预设的云台位置零点对比，根据对比结果发送控制指令给电机，电机根据控制指令执行动作，启动步进电机以一个较小的固定速度进行校准，当云台到达预置零位时，生成对应的信号，传递给控制器，控制器据此判断预置位已经到达，给电机发送停止指令，则步进电机马上停止。这就可以保证在归位过程中，可以一次完成，而不需要进行错误方向的尝试或者零点附近来回反复定位，以保证可以准确归位校准到零位。
尽管本发明实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，包括：
云台本体，其包括箱体和支撑架，所述箱体内设置有视频监控装置和照明装置，所述视频监控装置采集所述云台本体的位置信息；
电机，其包括传动主轴，所述电机与所述云台本体连接，控制所述云台本体的转动；
云台位置信息采集装置，其设置在所述传动主轴上，采集所述云台本体的位置信息；
控制器，其设置在所述箱体内，与所述电机，云台位置信息采集装置和视频监控装置连接，所述控制器包括计算单元，对比单元和控制单元，所述计算单元根据所述云台位置信息采集装置采集的云台本体的位置信息和所述视频监控装置采集的云台位置信息计算得到所述云台本体的位置值，所述对比单元将所述云台本体的位置值与预设的云台本体归位校准值对比，所述控制单元根据对比结果发送控制指令给所述电机，控制电机按照控制指令完成动作。
2.如权利要求1所述的自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，所述视频监控装置为高清摄像头。
3.如权利要求1所述的自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，所述支撑架为可旋转支撑架。
4.如权利要求1所述的自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，所述电机为无刷步进电机。
5.如权利要求1所述的自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，所述照明装置为LED灯。
6.如权利要求1所述的自主归位校准的云台控制系统，其特征在于，所述云台本体还包括腔体环境信息采集模块，通信模块和云台状态信息采集模块。
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