CN107153429A - 一种基于双陀螺仪的车载云台稳定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车载视频监控领域，公开了一种基于双陀螺仪的车载云台稳定装置及方法，所述装置设置有安装在云台上用于检测云台倾角的第一陀螺仪和安装在车的平面上用于检测车平面倾角第二陀螺仪；稳定方法包括：应用两个陀螺仪实时采集云台倾角与车身平面倾角，通过双倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移。本发明利用两个陀螺仪来实时检测云台及车身的倾角，准确度高达0.1度，检测频率可达20HZ，实时性好；通过分析两个倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移并进行实时矫正以稳定云台，可排除地形及路况环境带来的干扰性因素，判断准确，能在车载云台上起到有效的稳像作用。
Description
技术领域
本发明属于车载视频监控领域，尤其涉及一种基于双陀螺仪的车载云台稳定装置及方法。
背景技术
近年来，随着安全监控行业的迅速发展，车载云台应用也逐渐趋于多元化。但是车载云台在应用过程中，尤其是在车辆行驶过程中，因为复杂的路况，过减速带的急速颠簸以及车辆加减速的冲击力，车载云台垂直方向易发生偏差，出现偏差时，如不能及时矫正，严重影响监控效果。
陀螺仪在监控领域常用于稳像装置，但是在车上使用因为道路环境的复杂性，比如山区道路，或者经常性的上下坡道路，陀螺仪稳像的局限性便凸显出来，现有的陀螺仪稳像方案在常规情况下能够识别云台的倾角并矫正，但在上、下坡或复杂地形时，因为车体自身发生倾斜，陀螺仪稳像会因为陀螺仪的矫正使云台角度发生相对偏差，严重时只会看到车顶或者天空，无法有效监控。
综上所述，现有技术存在的问题是：车载云台在车辆行驶过程中，因为复杂的路况，过减速带的急速颠簸以及车辆加减速的冲击力，车载云台垂直方向易发生偏差，出现偏差时，如不能及时矫正，严重影响监控效果；而使用常规陀螺仪稳像方案，无法解决车身倾斜时的云台垂直方向矫正，容易发生相对位置偏移。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于双陀螺仪的车载云台稳定装置及方法。
本发明是这样实现的，一种基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法应用两个陀螺仪实时采集云台倾角与车身平面倾角，通过双倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移。
进一步，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法为：云台每隔50ms读取陀螺仪的倾角，其中，第一陀螺仪的倾角A指代的是云台相对海平面的倾角，第二陀螺仪的倾角B指代的是车身相对海平面的倾角，计算取得第一陀螺仪所回传数据在一段时间内的平均值(A1+A2+…+An)/n＝&A，同时计算取得第二陀螺仪所回传数据在一段时间内的平均值(B1+B2+…+Bn)/n＝&B，然后求得&A与&B的差值的绝对值，△&＝|&A-&B|，当云台静止时或未发生偏移时，△&即为云台的预设角度M，当云台发生偏移时，即△&与预设角度M不一致时，即可判断发生云台相对车身发生了非正常的偏移，△&与M的差值即为偏移量的大小，同时可根据&A与&B的大小可判断偏移发生的方向，云台即可随时矫正弥补偏差，保证监控效果。
进一步，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，具体包括以下步骤：
步骤一、云台实时读取第一陀螺仪的数据获取云台的倾角&A；
步骤二、云台实时读取第二陀螺仪的数据获取车平面的倾角&B；
步骤三、云台MCU内部将实时获取到的&A与&B进行拟合，得出△&；
步骤四、判断当△&大于预设角度M时，判定车载云台相对车平面发生偏移，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度。
进一步，在步骤四中，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度，用户预设角度后，当发生偏差时，倾角发生改变的大小为步骤三计算出来的△&。
本发明的另一目的在于提供一种基于双陀螺仪的车载云台稳定装置包括：
安装在车辆云台上用于检测云台倾角的第一陀螺仪；
安装在车的平面上用于检测车平面倾角的第二陀螺仪；
所述第一陀螺仪、第二陀螺仪均与云台通过通信线进行通信。
进一步，所述的云台与第一陀螺仪以及第二陀螺仪的通信方式为RS232，RS485或者RS422。
所述第一陀螺仪以及第二陀螺仪均为三轴陀螺仪，或者单轴陀螺仪，或者倾角传感器。
本发明的优点及积极效果为：本发明利用两个陀螺仪来实时检测云台及车身的倾角，准确度高达0.1度，检测频率可达20HZ，实时性好；通过分析两个倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移并进行实时矫正以稳定云台，可排除地形及路况环境带来的干扰性因素，判断准确，实时性好，能在车载云台上起到有效的稳像作用。
本装置利用两个陀螺仪来实时检测云台及车身的倾角，准确度高达0.1度，检测频率可达20HZ，实时性好；通过分析两个倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移并进行实时矫正以稳定云台，可排除地形及路况环境带来的干扰性因素，判断准确，实时性好，能在车载云台上起到有效的稳像作用。
本发明创造性应用两个陀螺仪实时采集云台倾角与车身平面倾角，通过双倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移，判断准确，实时性好，能起到实时稳定云台的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于双陀螺仪的车载云台稳定装置的结构示意图；
图中：1、车辆；2、云台；3、第一陀螺仪；4、第二陀螺仪。
图2是本发明实施例提供的基于双陀螺仪的车载云台稳定方法流程图。
图3是本发明实施例提供的基于双陀螺仪的车载云台稳定方法原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
车载云台在车辆行驶过程中，因为复杂的路况，过减速带的急速颠簸以及车辆加减速的冲击力，车载云台垂直方向易发生偏差，出现偏差时，如不能及时矫正，严重影响监控效果；而使用常规陀螺仪稳像方案，无法解决车身倾斜时的云台垂直方向矫正，容易发生相对位置偏移。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于双陀螺仪的车载云台稳定装置，设置有车辆1，车辆1的上端固定有云台2，第一陀螺仪安装在云台2上用于检测云台2的倾角，第二陀螺仪4安装在车的平面上用于检测车平面的倾角，第一陀螺仪3以及第二陀螺仪4与云台2之间均使用通信线进行通信，实时检测车载云台2相对车平面是否发生偏移并实时矫正。
所述的云台2与第一陀螺仪3以及第二陀螺仪4的通信方式为RS232，RS485或者RS422。
所述第一陀螺仪3以及第二陀螺仪4为三轴陀螺仪，或者单轴陀螺仪，或者倾角传感器。
如图2所示，本发明实施例提供的基于双陀螺仪的车载云台稳定方法包括以下步骤：
S101、云台实时读取第一陀螺仪的数据获取云台的倾角&A；
S102、云台实时读取第二陀螺仪的数据获取车平面的倾角&B；
S103、云台MCU内部将实时获取到的&A与&B进行拟合，得出△&；
S104、判断当△&大于预设角度M是时，可判定车载云台相对车平面发生偏移，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度。
在S104中，预设角度M指的是一种容差值，根据实际经验得出的能排除在陀螺仪精度以及车辆自身共振造成的偏差影响之外的一个容差值。
在S104中，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度，其原理在于，用户预设角度后，陀螺仪相对于车平面的倾角是固定的，当发生偏差时，该倾角会发生改变，改变的大小即之前计算出来的△&，故只需控制云台向反方向运行△&度，即可矫正云台位置。
陀螺仪在监控领域常用于稳像装置，但是在车载上使用因为道路环境的复杂性，比如山区道路，或者经常性的上下坡道路，陀螺仪稳像的局现象便凸显出来，严重影响监控效果。本发明创造性应用两个陀螺仪实时采集云台倾角与车身平面倾角，通过双倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移，判断准确，实时性好，能起到实时稳定云台的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法应用两个陀螺仪实时采集云台倾角与车身平面倾角，通过双倾角数据拟合出倾角差来判定车载云台是否相对车身发生偏移。
2.如权利要求1所述的基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法为：云台每隔50ms读取陀螺仪的倾角，其中，第一陀螺仪的倾角A指代的是云台相对海平面的倾角，第二陀螺仪的倾角B指代的是车身相对海平面的倾角，计算取得第一陀螺仪所回传数据在一段时间内的平均值(A1+A2+…+An)/n＝&A，同时计算取得第二陀螺仪所回传数据在一段时间内的平均值(B1+B2+…+Bn)/n＝&B，然后求得&A与&B的差值的绝对值，△&＝|&A-&B|，当云台静止时或未发生偏移时，△&即为云台的预设角度M，当云台发生偏移时，即△&与预设角度M不一致时，即可判断发生云台相对车身发生了非正常的偏移，△&与M的差值即为偏移量的大小，同时可根据&A与&B的大小可判断偏移发生的方向，云台即可随时矫正弥补偏差，保证监控效果。
3.如权利要求1所述的基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，具体包括以下步骤：
步骤一、云台实时读取第一陀螺仪的数据获取云台的倾角&A；
步骤二、云台实时读取第二陀螺仪的数据获取车平面的倾角&B；
步骤三、云台MCU内部将实时获取到的&A与&B进行拟合，得出△&；
步骤四、判断当△&大于预设角度M时，判定车载云台相对车平面发生偏移，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度。
4.如权利要求3所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，在步骤四中，预设角度M为能排除在陀螺仪精度以及车辆自身共振造成的偏差影响之外的容差值。
5.如权利要求3所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法，其特征在于，在步骤四中，云台根据△&的角度实时矫正当前垂直角度回到用户预设角度，用户预设角度后，当发生偏差时，倾角发生改变的大小为步骤三计算出来的△&。
6.一种如权利要求1所述基于双陀螺仪的车载云台稳定方法的基于双陀螺仪的车载云台稳定装置，其特征在于，所述基于双陀螺仪的车载云台稳定装置包括：
安装在车辆云台上用于检测云台倾角的第一陀螺仪；
安装在车的平面上用于检测车平面倾角的第二陀螺仪；
所述第一陀螺仪、第二陀螺仪均与云台通过通信线进行通信。
7.如权利要求6所述的基于双陀螺仪的车载云台稳定装置，其特征在于，所述第一陀螺仪以及第二陀螺仪均为三轴陀螺仪，或者单轴陀螺仪，或者倾角传感器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170912 |