CN106843303B - 自适应镜头视场转台速度的自动控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统及其控制方法，包括长焦镜头、镜头控制及焦距采样单元、计算机控制单元、转台运动控制单元及伺服电机，所述镜头控制及焦距采样单元内部设有镜头控制模块和镜头焦距采样模块；所述计算机控制单元内部设有焦距采样数据库和计算控制模块，且所述计算机控制单元、所述镜头控制及焦距采样单元内部还均设有通讯模块，并通过所述通讯模块互相反馈信息；所述转台运动控制单元通过所述计算控制模块与所述计算机控制单元互相反馈信息。与现有技术相比，本发明设计合理，控制简单不仅能实现光电转台速度随长焦镜头视场变化自动控制，而且得出的转台速度匹配效果好，精准度高。
Description
技术领域
本发明涉及光电监控转台控制技术领域，具体涉及一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统及其控制方法。
背景技术
大中型光电监控转台均采用长焦镜头和较大伺服电机，具有看得远，精度高，承载能力强等特点，长焦镜头变焦延时大、视场跨度大，光电监控转台的转动速度需随着目标的不同而变化，往往造成长焦时转台速度快而看不清目标，短焦时转台速度慢而影响目标时效，传统的做法是用户手动来改变转台的速度，这样不仅操作麻烦，还会因为速度调整不合适而无法达到理想的观测效果。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统，在观测目标及镜头视场发生变化时，计算机控制软件自动算出与该视场相适应的转台速度，解决了镜头变焦速度和转台转动速度不能匹配适应的问题。
本发明的另一目的是提供一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统的控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统，包括长焦镜头、镜头控制及焦距采样单元、计算机控制单元、转台运动控制单元及与所述转台运动控制单元互联的伺服电机，所述镜头控制及焦距采样单元内部设有控制所述长焦镜头工作的镜头控制模块和采集所述长焦镜头焦距的镜头焦距采样模块；所述计算机控制单元内部设有焦距采样数据库和计算控制模块，且所述计算机控制单元、所述镜头控制及焦距采样单元内部还均设有通讯模块，并通过所述通讯模块互相反馈信息；所述转台运动控制单元通过所述计算控制模块与所述计算机控制单元互相反馈信息。
一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1）用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令，镜头控制及焦距采样单元通过镜头控制模块控制镜头拉近或推远，此时的长焦镜头焦距通过镜头焦距采样模块处理后发送至计算机控制单元，计算机控制单元对长焦镜头和镜头控制模块进行焦距变换采样，建立采样值与焦距值对应的数据库；
2）通过步骤1）建立的数据库得到镜头的最大焦距fmax；
计算机控制单元接收镜头控制及焦距采样单元返回的焦距采样值，经过匹配数据库得到当前长焦镜头的焦距值fcur；
根据镜头最大焦距值fmax计算镜头的最小视场角FOVmin，
FOVmin =2.0*arctan(4/fmax)*180.0/3.14159；
根据镜头当前的焦距值fcur计算出镜头的当前视场角FOVcur，
FOVcur=2.0*arctan(4/fcur)*180.0/3.14159；
计算视场比例因子c=a* FOVcur / FOVmin，其中a是校正参数，可根据实际情况进行调整，一般取0.1；
计算当前视场转台的速度应为Vcur=c*V，其中V是视场变换前光电转台的控制速度；
3）计算机控制单元将当前视场计算出的转台控制速度发送至转台运动控制单元，对伺服电机进行转动控制，伺服电机收到指令，转速调整，实现转台速度的按要求自动调整。
优选的是，用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令时，镜头变焦电机启动正转或反转，当收到变焦停止指令时，镜头控制及焦距采样单元对变焦电位器反馈值进行A/D转换，得到镜头焦距采样值，发送至计算机控制单元。
本发明由于采用了上述技术方案，能实现自动控制改变镜头视场转换时的转台速度，改变过去因为光电监控转台的转动速度需随着目标的不同而变化，往往造成长焦时转台速度快而看不清目标的状况；改变了传统做法中使用手动来改变转台速度的不理想状况，操作方便，调整合适，满足理想的观测效果。
本发明在使用时，用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令，镜头控制及焦距采样单元通过镜头控制模块控制镜头拉近或推远，此时的长焦镜头焦距通过镜头焦距采样模块处理后发送至计算机控制单元，计算机控制单元对长焦镜头和镜头控制模块进行焦距变换采样，建立采样值与焦距值对应的数据库；在调动镜头时，计算机控制单元匹配计算出长焦镜头的最大焦距和当前焦距，根据焦距值计算出镜头的最小视场和当前视场以及视场比例因子，得出当前视场下合适的转台运动速度，控制指令将数值发送给转台运动控制单元，所述转台运动控制单元反馈给所述伺服电机，所述伺服电机收到指令，转速调整，实现转台速度按要求自动调整。
与现有技术相比，本发明设计合理，不仅能在不增加用户操作量的前提下自动实现光电转台速度随长焦镜头视场变化自动控制，控制简单，而且通过计算机控制单元的计算，得出的转台速度匹配效果好，精准度高，达到理想的观测效果。
附图说明
下面根据附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。
图1是本发明的方框结构示意图。
图2是本发明中焦距采样值数据库的建立流程图。
图3是本发明的工作流程图。
图4是本发明一种实施例中长焦镜头的焦距采样与视场对应曲线图。
具体实施方式
参看图1，一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统，包括长焦镜头、镜头控制及焦距采样单元、计算机控制单元、转台运动控制单元及与所述转台运动控制单元互联的伺服电机，所述镜头控制及焦距采样单元内部设有控制所述长焦镜头工作的镜头控制模块和采集所述长焦镜头焦距的镜头焦距采样模块；所述计算机控制单元内部设有焦距采样数据库和计算控制模块，且所述计算机控制单元、所述镜头控制及焦距采样单元内部还均设有通讯模块，并通过所述通讯模块互相反馈信息；所述转台运动控制单元通过所述计算控制模块与所述计算机控制单元互相反馈信息。
本发明在使用时，用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令，镜头控制及焦距采样单元通过镜头控制模块控制镜头拉近或推远，长焦镜头焦距反馈经过镜头焦距采样处理模块处理后发送至计算机控制单元，计算机控制单元对长焦镜头和镜头控制模块进行焦距变换采样，建立采样值与焦距值对应的数据库；在调动镜头时，计算机控制单元匹配计算出长焦镜头的最大焦距和当前焦距，根据焦距值计算出镜头的最小视场和当前视场以及视场比例因子，得出当前视场下合适的转台运动速度，控制指令将数值发送给转台运动控制单元，所述转台运动控制单元反馈给所述伺服电机，所述伺服电机收到指令，转速调整，实现转台速度按要求自动调整。
操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令，控制镜头变焦电机正转或反转，当收到变焦停止指令时，镜头控制及焦距采样单元对变焦电位器反馈值进行A/D转换，得到镜头焦距采样值，发送至计算机控制单元进行控制计算，具体工作流程图如附图2所示。
要实现光电转台速度随长焦镜头视场自动变化，计算机控制软件主要分两个步骤进行，如附图3所示：一是通过预先测量的镜头焦距采样值与镜头焦距值，建立采样值与焦距值对应数据库，采样值与焦距值对应曲线图如附图4所示；二是利用焦距采样数据库和镜头焦距采样值进行以下计算：
查找数据库得到镜头的最大焦距fmax；
接收镜头控制及焦距采样单元返回的焦距采样值，匹配数据库得到当前长焦镜头的焦距值fcur；
根据镜头最大焦距值fmax计算镜头的最小视场角FOVmin：
FOVmin =2.0*arctan(4/fmax)*180.0/3.14159；
根据镜头当前的焦距值fcur计算出镜头的当前视场角FOVcur
FOVcur=2.0*arctan(4/fcur)*180.0/3.14159；
计算视场比例因子c=a* FOVcur / FOVmin，其中a是校正参数，可根据实际情况进行调整，一般取0.1；
计算当前视场转台的速度应为Vcur=c*V，其中V是视场变换前光电转台的控制速度；
计算机控制单元将当前视场计算出的转台控制速度发送至转台运动控制单元，对伺服电机进行转动控制，所述伺服电机收到指令，转速调整，实现转台速度的按要求自动调整。
本发明设计合理，不仅能在不增加用户操作量的前提下自动实现光电转台速度随长焦镜头视场变化自动控制，控制简单，而且通过计算机控制单元的计算，得出的转台速度匹配效果好，精准度高，达到理想的观测效果。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种自适应镜头视场转台速度的自动控制系统的控制方法，其特征在于：所述自动控制系统包括长焦镜头、镜头控制及焦距采样单元、计算机控制单元、转台运动控制单元及与所述转台运动控制单元互联的伺服电机，所述镜头控制及焦距采样单元内部设有控制所述长焦镜头工作的镜头控制模块和采集所述长焦镜头焦距的镜头焦距采样模块；所述计算机控制单元内部设有焦距采样数据库和计算控制模块，且所述计算机控制单元、所述镜头控制及焦距采样单元内部还均设有通讯模块，并通过所述通讯模块互相反馈信息；所述转台运动控制单元通过所述计算控制模块与所述计算机控制单元互相反馈信息；
所述自动控制系统的控制方法通过以下步骤来实现：
1）用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令，镜头控制及焦距采样单元通过镜头控制模块控制镜头拉近或推远，此时的长焦镜头焦距通过镜头焦距采样模块处理后发送至计算机控制单元，计算机控制单元对长焦镜头和镜头控制模块进行焦距变换采样，建立采样值与焦距值对应的数据库；
用户操控计算机控制单元对镜头控制及焦距采样单元发出视场变换指令时，镜头变焦电机启动正转或反转，当收到变焦停止指令时，镜头控制及焦距采样单元对变焦电位器反馈值进行A/D转换，得到镜头焦距采样值，发送至计算机控制单元；
2）通过步骤1）建立的数据库得到镜头的最大焦距fmax；
计算机控制单元接收镜头控制及焦距采样单元返回的焦距采样值，经过匹配数据库得到当前长焦镜头的焦距值fcur；
根据镜头最大焦距值fmax计算镜头的最小视场角FOVmin，
FOVmin =2.0*arctan(4/fmax)*180.0/3.14159；
根据镜头当前的焦距值fcur计算出镜头的当前视场角FOVcur，
FOVcur=2.0*arctan(4/fcur)*180.0/3.14159；
计算视场比例因子c=a* FOVcur / FOVmin，其中a是校正参数，可根据实际情况进行调整，取0.1；
计算当前视场转台的速度应为Vcur=c*V，其中V是视场变换前光电转台的控制速度；
3）计算机控制单元将当前视场计算出的转台控制速度发送至转台运动控制单元，对伺服电机进行转动控制，伺服电机收到指令，转速调整，实现转台速度的按要求自动调整。
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