CN106774128A - 一种镜头控制系统 - Google Patents

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戴巍
王勇
顾明观
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    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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Abstract

本发明涉及一种镜头控制系统。该种镜头控制系统适用于起重设备，包括可编程逻辑控制器；控制盒，通过网络与可编程逻辑控制器连接；视频监控仪，用于监视起重设备的运行情况；云台，能自由转动并用于支撑视频监控仪；镜头控制系统工作时，可编程逻辑控制器能通过控制盒来控制云台的转动角度及视频监控仪的视角大小。本发明提出了一种镜头控制系统，其视频监控仪通过控制盒与可编程逻辑控制器进行有效通讯，执行对起重设备吊具的跟踪监控。

Description

一种镜头控制系统
技术领域
本发明涉及起重设备的数字视频监控领域，尤其涉及一种适用于起重设备的镜头控制系统。
背景技术
随着大型起重设备的高度越来越高,自动化及远程控制要求的普及，对起重设备的吊具的监控要求随之越来越高，原有模拟视频系统常用的模拟信号控制，无论是控制精度、抗干扰能力、图像质量、系统简易性都已经无法满足需求。
近年来，基于数字CCTV系统(闭路电视)的普及，在起重设备行业开始大量应用，但常用的数字摄像机无法和可编程逻辑控制器(PLC)直接进行通讯来控制，且无法对起重设备的吊具图像实现自动跟踪，那么如何有效建立数字IP摄像机和PLC控制之间有效的数字通讯，从而达到数字IP摄像机对起重设备吊具的自动跟踪控制是迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种镜头控制系统，能有效监控起重设备的吊具运行情况。
具体地，本发明提出了一种镜头控制系统，适用于起重设备，包括，
可编程逻辑控制器；
控制盒，通过网络与所述可编程逻辑控制器连接；
视频监控仪，用于监视所述起重设备的运行情况；
云台，能自由转动并用于支撑所述视频监控仪；
所述镜头控制系统工作时，所述可编程逻辑控制器能通过所述控制盒来控制所述云台的转动角度及所述视频监控仪的视角大小。
根据本发明的一个实施例，所述控制盒包括通讯模块和驱动模块，所述通讯模块通过所述网络接收通讯数据包并进行解析，所述驱动模块获取所述通讯模块的解析数据并转换成所述视频监控仪和云台的运行指令。
根据本发明的一个实施例，所述通讯模块和驱动模块封装在所述控制盒内。
根据本发明的一个实施例，所述通讯数据包采用报文格式，所述报文格式用二进制码或ASCII码编制。
根据本发明的一个实施例，所述通讯数据包包含至少一条控制指令，每条所述控制指令由指令格式、操作码和操作数组成；
其中，所述操作码对应操作所述视频监控仪和/或云台的具体动作指令，包括手动/自动、吊具尺寸状态、吊具高度位置、摄像机PTZ控制；
所述操作数是所述操作码对应的操作数值。
根据本发明的一个实施例，所述镜头控制系统能够切换运行于手动模式或自动模式；
在所述手动模式下，所述驱动模块依次执行所述控制指令；
在所述自动模式下，所述驱动模块依据基础数据模型自动生成所述运行指令。
根据本发明的一个实施例，所述基础数据模型包括所述视频监控仪的变焦倍数与所述起重设备的吊具的高度比系数，以及所述云台的角度与所述起重设备的吊具的高度比系数。
根据本发明的一个实施例，所述云台具有水平旋转装置和垂直旋转装置。
本发明提供了一种镜头控制系统，其视频监控仪通过控制盒与可编程逻辑控制器进行有效通讯，执行对起重设备吊具的跟踪监控。
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1示出了本发明的一实施例的结构示意图。
图2示出了本发明的一实施例的控制指令的格式图。
图3示出了本发明的一实施例的操作示意图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
图1示出了本发明的一实施例的结构示意图。如图所示，一种适用于起重设备的镜头控制系统100主要包括视频监控仪110、云台120、控制盒130和可编程逻辑控制器140。
其中，控制盒130通过网络150与可编程逻辑控制器140连接。网络150可以是以太网，在控制盒130与可编程逻辑控制器140之间通过TCP/IP、TCP/UDP等网络协议进行数字通讯。
视频监控仪110用于监视起重设备的运行情况。云台120能自由转动并用于支撑视频监控仪110。常规的，云台120是安装、固定视频监控仪110的支撑设备，它分为固定和电动两种。固定类适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好监控仪后可调整监控仪镜头的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定其调整机构就可以了。电动类适用于对大范围进行扫描监视，可以扩大监控仪的监视范围。本发明采用的云台120属于电动类。在一实施例中，云台120具有水平旋转机构与垂直旋转机构，其高速姿态是由两台分别执行水平旋转和垂直旋转的电动机来实现，电动机接收来自控制盒130的运行指令精确地运行定位。同时，设置在云台120上的视频监控仪110根据运行指令运行镜头变倍、变焦控制，监视起重设备的吊具区域，从而实现对云台120和视频监控仪110的PTZ(Pan/Tilt/Zoom)控制。
在镜头控制系统100工作时，可编程逻辑控制器140经网络150通过控制盒130来控制云台120的转动角度及视频监控仪110的视角大小，从而执行对起重设备吊具的跟踪监控，不再受限于CCTV系统专用设备。
进一步的，控制盒130包括通讯模块160和驱动模块170。通讯模块160通过网络150接收通讯数据包并进行解析，驱动模块170获取通讯模块160的解析数据并转换成视频监控仪110和云台120的运行指令。
较佳地，通讯模块160和驱动模块170封装在控制盒130内。
较佳地，通讯数据包采用报文格式，该报文格式用二进制码或ASCII码编制。在通讯模块160上通过单片机嵌入式软件的开发及通讯协议定义，其采用标准定义的报文格式。实际上，通讯模块160负责接收处理网络应用层协议解析，实现基于可编程逻辑控制器140发出的指令对应的通讯数据包的接收。
较佳地，通讯数据包包含至少一条控制指令。一般情况下，通讯数据包往往会包含一组控制指令，用于同时操控云台120和视频监控仪110动作。图2示出了本发明的一实施例的控制指令的格式图。如图所示，每条控制指令180从左至右依次由指令格式、操作码和操作数组成。其中，操作码对应操作视频监控仪110和/或云台120的具体动作指令，包括手动/自动、吊具尺寸状态、吊具高度位置、监控仪PTZ控制等。操作数是操作码对应的操作数值，例如位移量等。通讯模块160将解析数据发送到驱动模块170，由驱动模块170控制视频监控仪110的可视角大小和云台120水平旋转及垂直旋转的角度。
较佳地，镜头控制系统100能够切换运行于手动模式或自动模式。在手动模式下，可编程逻辑控制器140通过通讯数据包形式操作视频监控仪110和云台120，通讯模块160负责解析，驱动模块170依次执行控制指令。驱动模块170每执行一条指令就反馈可编程逻辑控制器140形成控制回路,可以实现远程本地控制。在自动模式下，驱动模块170可以依据基础数据模型自动生成运行指令。
更佳地，基础数据模型包括视频监控仪110的变焦倍数与起重设备的吊具的高度比系数，以及云台120的角度与起重设备的吊具的高度比系数。图3示出了本发明的一实施例的操作示意图。如图所示，起重设备包括小车架210，钢丝绳220通过小车架210上设置的滑动轮230升降吊具240。云台120设置在小车架210的一侧，视频监控仪220由云台120支撑。可编程逻辑控制器140可以设置在控制室250内。可以预先设置云台120在距离小车架210中心位置的距离L，吊具240高度为H的情况下设定视频监控仪110的可视角和云台120的转动角度α,从而达到跟踪吊具240的功能，保持吊具240画面和屏幕比例。建立基础数据模型的核心是建立视频监控仪110、云台120和吊具240高度系数比，自学习功能可以实现自动计算全程吊具240高度和视频监控仪110的镜头变焦倍数的系数K1,那么视频监控仪110的镜头变焦倍数＝吊具240的高度*K1。同理计算全程吊具240的高度对应云台120角度a系数K2，那么云台120的转动角度a＝吊具240高度*K2，从而建立基础数据模型，对于不同的吊具240的尺寸(20尺/40尺/45尺)需要建立不同的数据表，这样在起重设备运行过程中，吊具240的升降改变了其高度H的值，根据上述系数K1、K2的计算能分别获得视频监控仪110的镜头变焦倍数及云台120的角度，实现PTZ调整，不管吊具240在什么高度都能始终保持吊具画面和屏幕比例，即可视角的大小，以实现吊具240的跟踪监控。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (8)

1.一种镜头控制系统，适用于起重设备，其特征在于：包括，
可编程逻辑控制器；
控制盒，通过网络与所述可编程逻辑控制器连接；
视频监控仪，用于监视所述起重设备的运行情况；
云台，能自由转动并用于支撑所述视频监控仪；
所述镜头控制系统工作时，所述可编程逻辑控制器能通过所述控制盒来控制所述云台的转动角度及所述视频监控仪的视角大小。
2.如权利要求1所述的镜头控制系统，其特征在于，所述控制盒包括通讯模块和驱动模块，所述通讯模块通过所述网络接收通讯数据包并进行解析，所述驱动模块获取所述通讯模块的解析数据并转换成所述视频监控仪和云台的运行指令。
3.如权利要求2所述的镜头控制系统，其特征在于，所述通讯模块和驱动模块封装在所述控制盒内。
4.如权利要求2所述的镜头控制系统，其特征在于，所述通讯数据包采用报文格式，所述报文格式用二进制码或ASCII码编制。
5.如权利要求2所述的镜头控制系统，其特征在于，所述通讯数据包包含至少一条控制指令，每条所述控制指令由指令格式、操作码和操作数组成；
其中，所述操作码对应操作所述视频监控仪和/或云台的具体动作指令，包括手动/自动、吊具尺寸状态、吊具高度位置、摄像机PTZ控制；
所述操作数是所述操作码对应的操作数值。
6.如权利要求5所述的镜头控制系统，其特征在于，所述镜头控制系统能够切换运行于手动模式或自动模式；
在所述手动模式下，所述驱动模块依次执行所述控制指令；
在所述自动模式下，所述驱动模块依据基础数据模型自动生成所述运行指令。
7.如权利要求6所述的镜头控制系统，其特征在于，所述基础数据模型包括所述视频监控仪的变焦倍数与所述起重设备的吊具的高度比系数，以及所述云台的角度与所述起重设备的吊具的高度比系数。
8.如权利要求1所述的镜头控制系统，其特征在于，所述云台具有水平旋转装置和垂直旋转装置。
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