CN111596699A - 云台摄像机垂直角度控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云台摄像机垂直角度控制装置及控制方法，所述装置包括云台摄像机；轨迹调节驱动机构，连接于云台摄像机，用于调节云台摄像机的摄影轨迹及偏转角度；垂直角度传感器，安装于云台摄像机，用于监测云台摄像机的垂直偏转角度；控制单元，信号连接于垂直角度传感器和轨迹调节驱动机构，用于接收垂直角度传感器的信号并根据信号控制所述轨迹调节驱动机构动作。当云台摄像机受外力在垂直方向发生偏转，垂直角度传感器检测到偏转信号并传输至控制单元，自动控制云台摄像机恢复初始设置的角度，该装置自动化程度高，无需工作人员手动将偏转后的摄像机复位，避免了产生监控盲区，降低了安全隐患，可广泛应用于室外监控场所。

Description

云台摄像机垂直角度控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，涉及一种摄像机控制装置及控制方法，具体地说，涉及一种云台摄像机垂直角度自矫正的控制装置及控制方法。

背景技术

在如变电站等无人值班的且需要移动监控的监控场所，平时不需要相关的工作人员进行值班巡检，只需要在监控室里面对场所里面的摄像机进行远程控制，进行监控路段的切换或者设置云台摄像机按照预设的轨迹进行巡检，亦或是设置云台摄像机对移动物体进行跟踪等操作即可，方便了工作人员的巡检任务，同时减少人力付出及降低工作人员的工作强度。

其中，云台摄像机是指带有云台的摄像机，它带有承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置，云台摄像机可从多个角度进行摄像，扩大了扫描监视范围。云台摄像机大部分装配在户外环境中，容易受到各种不可抗力的影响，使得垂直角度发生偏移，如果设备没有内置刹车片，垂直方向偏移角度更容易受到外力影响而改变。角度偏移发生改变，只能人为地通过控制终端远程进行控制调节。工作人员有时并不能及时的发现角度发生改变导致监控区域的变化并进行调节，这会导致监控出现盲区，使得工作人员不能及时发现安全隐患所在，产生不必要的损失。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于云台摄像机易受外力影响垂直角度发生偏移、产生监控盲区，从而提出一种可自我矫正垂直角度的云台摄像机垂直姿势控制装置及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明一方面提供一种云台摄像机垂直角度控制装置，其包括：

云台摄像机；

轨迹调节驱动机构，连接于所述云台摄像机，用于调节所述云台摄像机的摄影轨迹及偏转角度；

垂直角度传感器，安装于所述云台摄像机，用于监测所述云台摄像机的垂直偏转角度；

控制单元，信号连接于所述垂直角度传感器和轨迹调节驱动机构，用于接收所述垂直角度传感器的信号并根据所述信号控制所述轨迹调节驱动机构动作。

作为优选，所述控制单元包括信号处理模块、嵌入式微控制器和驱动模块，所述信号处理模块、嵌入式微控制器和驱动模块信号连接，所述信号处理模块用于接收所述垂直角度传感器发送的偏转信号，所述嵌入式微控制器用于根据所述偏转信号判断云台摄像机在垂直方向的偏转角度，并发送调整信号，所述驱动模块接收所述调整信号并根据所述调整信号驱动所述轨迹调节驱动机构进行相应动作。

作为优选，所述垂直角度传感器至少为2个。

作为优选，所述轨迹调节驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机通过一齿轮连接于所述云台摄像机。

作为优选，所述垂直角度传感器以半圆形排布于所述齿轮外，所述齿轮连接有一感应件，所述感应件一端连接于所述电机齿轮，另一端延伸至所述垂直角度传感器处。

作为优选，首尾两垂直角度传感器的连线沿竖直方向延伸。

作为优选，相邻所述垂直角度传感器间的角度为10°。

作为优选，所述垂直角度传感器为霍尔传感器。

本发明另一方面提供一种所述控制装置的控制方法，其包括如下步骤：

S1、云台摄像机在垂直方向偏转，达到预设裕度值时，触发所述垂直角度传感器，所述垂直角度传感器将云台摄像机的偏转信号发送至所述控制单元；

S2、所述控制单元接收所述偏转信号并判断所述偏转信号是否超过预设裕度值，如超过，则控制所述轨迹调节驱动机构驱动所述云台摄像机复位。

作为优选，所述步骤S2包括：

S21、所述信号处理模块接收所述垂直角度传感器发送的偏转信号并将所述偏转信号处理后发送至嵌入式微控制器；

S22、所述嵌入式微控制器接收处理后的偏转信号，获取偏转角度及方向信息，判断所述偏转角度是否超过预设裕度，若超过，则控制驱动模块发送驱动信号，使轨迹调节驱动机构驱动所述云台摄像机恢复至初始监控角度。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其包括云台摄像机；轨迹调节驱动机构，连接于所述云台摄像机，用于调节所述云台摄像机的摄影轨迹及偏转角度；垂直角度传感器，安装于所述云台摄像机，用于监测所述云台摄像机的垂直偏转角度；控制单元，信号连接于所述垂直角度传感器和轨迹调节驱动机构，用于接收所述垂直角度传感器的信号并根据所述信号控制所述轨迹调节驱动机构动作。当云台摄像机受外力在垂直方向发生偏转，垂直角度传感器检测到偏转信号并传输至控制单元，自动控制云台摄像机恢复初始设置的角度，该装置自动化程度高，无需工作人员手动将偏转后的摄像机复位，避免了产生监控盲区，降低了安全隐患，可广泛应用于室外监控场所。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明实施例1所述的云台摄像机垂直角度控制装置的结构框图；

图2是本发明实施例1所述的云台摄像机垂直角度控制装置中垂直角度传感器的结构示意图；

图3是本发明实施例1所述的云台摄像机垂直角度控制装置中垂直角度传感器与轨迹调节驱动机构的示意图；

图4是本发明实施例2所述的监控方法的流程图。

图中附图标记表示为：1-云台摄像机；2-网络设备；3-轨迹调节驱动机构；4-齿轮；5-垂直角度传感器；6-感应件；7-信号处理模块；8-嵌入式微控制器；9-驱动模块。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种云台摄像机垂直角度控制装置，其是一种可自我矫正监控轨迹的装置，请参阅图1，所述云台摄像机垂直角度控制装置包括一云台摄像机1，所述云台摄像机1通过安装底座安装于一固定安装架上，所述云台摄像机1可采集监控视角内的图像、视频信息，实现实时监控，并通过TCP/IP协议与网络设备2进行通讯连接，将监控到的图像、视频信息传输至网络服务器，由此，用户可通过与网络服务器连接的计算机终端访问该云台摄像机1并进行相应的权限操作。

所述云台摄像机1连接有一轨迹调节驱动机构3，所述轨迹调节驱动机构3用于调节所述云台摄像机的摄影轨迹及偏转角度，本实施例中，所述轨迹调节驱动机构3包括轨迹调节电机，所述轨迹调节电机通过一齿轮4连接于所述云台摄像机1的外壳，通过电机的不同转速及转动方向，控制所述云台摄像机1的监控角度，优选地，所述轨迹调节电机为步进电机，通过步进电机对云台摄像机1垂直方向的角度进行控制，所述垂直方向是指与水平面垂直的方向。

如图2-3所示，所述云台摄像机1上设置有垂直角度传感器5，所述垂直角度传感器5至少为两个，沿与水平面垂直的方向排布，其用于监测所述云台摄像机1在竖直方向上移动或偏转的角度。具体地，所述垂直角度传感器5为一组，一组垂直角度传感器5呈圆弧型排布于所述齿轮4外周，优选地，本实施例中，所述垂直角度传感器5以半圆形排布于所述齿轮4外周，首尾两个垂直角度传感器5的连线与水平面垂直，即，沿竖直方向延伸。为实现精确监控云台摄像机1的垂直偏转角度，垂直角度传感器5间角度小、数量多，本实施例中相邻两个垂直角度传感器5间的夹角优选为10°，当然还可根据实际需求设置为15°、30°等等。所述垂直角度传感器5为霍尔传感器，霍尔传感器具有结构简单、体积小、使用寿命长等优点。

更进一步地，所述齿轮4连接有一感应件6，所述感应件6为金属感应件，本实施例中，所述金属感应件为铁质感应件，所述感应件6一端连接于所述齿轮4，其可随齿轮4转动但不影响齿轮正常工作，感应件6另一端延伸至所述垂直角度传感器5处，当云台相机1在竖直方向偏转，齿轮4转动，进而带动感应件6转动，感应件6远离齿轮的一端触发某一垂直角度传感器5即产生角度偏转信号，垂直角度传感器5将霍尔信号转化为电信号并进行传输。

所述云台摄像机垂直角度控制装置还包括控制单元，其同时信号连接于所述垂直信号传感器5和轨迹调节驱动机构3，其用于接收垂直信号传感器5发送的角度偏转信号，并根据该角度偏转信号控制轨迹调节驱动机构3动作。

具体地，所述控制单元包括：信号处理模块7、嵌入式微控制器8和驱动模块9，所述信号处理模块7、嵌入式微控制器8和驱动模块9之间信号连接，其中，信号处理模块7用于接收垂直信号传感器5发送的云台摄像机在垂直方向的偏转信号，并将该偏转信号处理后传输至嵌入式微控制器8，本示例中信号处理模块7对垂直信号传感器5发出的云台垂直方向的偏转信息做与或运算，并输出一个电平信号用于判断云台在垂直方向上是否发生偏移。所述嵌入式微控制器8安装于云台摄像机1内部，可自行判断云台摄像机1的监控角度，通过脉冲宽度调节方式(PWM波)及IO口控制轨迹调节电机，也可以接收来着云台摄像机1的控制信息并进行相应的动作，所述嵌入式微控制器8根据所述偏转信号判断云台摄像机在垂直方向的偏转角度，并发送调整信号，所述驱动模块9接收所述调整信号并根据所述调整信号驱动所述轨迹调节驱动机构3进行相应动作：向上或向下偏转复位。

本实施例所述的云台摄像机垂直角度控制装置，当云台摄像机受外力在垂直方向发生偏转，垂直角度传感器检测到偏转信号并传输至控制单元，自动控制云台摄像机恢复初始设置的角度，该装置自动化程度高，无需工作人员手动将偏转后的摄像机复位，避免了产生监控盲区，降低了安全隐患，可广泛应用于室外监控场所。

实施例2

本实施例提供一种如实施例1所述的控制装置的控制方法，请参阅图4其包括如下步骤：

启动云台摄像机1，设置监控视角，保存预设信息，使云台摄像机1在预设区域内进行监控工作，云台摄像机1在无驱动的情况下发生垂直方向的偏转。

S1、若偏转角度达到预设阈值，则触发所述垂直角度传感器5，若未达到预设阈值，则无需操作；所述垂直角度传感器5将云台摄像机1的偏转信号发送至所述控制单元。

S2、控制单元接收所述偏转信号，计算单位时间内接收到的电信号数量，判断云台摄像机的偏转角度，若偏转角度超过预设阈值，则控制所述轨迹调节驱动机构3驱动所述云台摄像机1复位至最初设置的监控角度范围内。

所述控制方法的原理为：云台摄像机1可通过判断垂直角度传感器5中具体哪一个霍尔传感器被触发，并在此基础上控制轨迹调节驱动机构3步进电机的脉冲数量以确定云台摄像机计算触发最边缘的霍尔传感器后所触发的霍尔传感器数并与控制步进电机的脉冲信号数确定电机所旋转角度，并进行记录。

本实例中每隔10度安装一个霍尔传感器，则表示所能接受的在没有信号驱动的情况下，云台摄像机受到外力所引起的垂直角度偏移最大为10度而不触发角度检测装置。

具体地，所述步骤S2具体包括：

S21、垂直信号传感器5将信号传感器所触发的霍尔信号转换为电信号(偏转信号)，传输至信号处理模块7，所述信号处理模块7接收垂直角度传感器5发送的偏转信号并将所述偏转信号处理后发送至嵌入式微控制器8。

S22、所述嵌入式微控制器8接收处理后的偏转信号，获取偏转角度及方向信息，判断所述偏转角度是否超过预设裕度，若超过，则控制驱动模块9发送驱动信号，使轨迹调节驱动机构3驱动所述云台摄像机恢复至初始监控角度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，包括：

云台摄像机；

轨迹调节驱动机构，连接于所述云台摄像机，用于调节所述云台摄像机的摄影轨迹及偏转角度；

垂直角度传感器，安装于所述云台摄像机，用于监测所述云台摄像机的垂直偏转角度；

控制单元，信号连接于所述垂直角度传感器和轨迹调节驱动机构，用于接收所述垂直角度传感器的信号并根据所述信号控制所述轨迹调节驱动机构动作。

2.根据权利要求1所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，所述控制单元包括信号处理模块、嵌入式微控制器和驱动模块，所述信号处理模块、嵌入式微控制器和驱动模块信号连接，所述信号处理模块用于接收所述垂直角度传感器发送的偏转信号，所述嵌入式微控制器用于根据所述偏转信号判断云台摄像机在垂直方向的偏转角度，并发送调整信号，所述驱动模块接收所述调整信号并根据所述调整信号驱动所述轨迹调节驱动机构进行相应动作。

3.根据权利要求1或2所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，所述垂直角度传感器至少为2个。

4.根据权利要求3所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，所述轨迹调节驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机通过一齿轮连接于所述云台摄像机。

5.根据权利要求4所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，所述垂直角度传感器以半圆形排布于所述齿轮外，所述齿轮连接有一感应件，所述感应件一端连接于所述电机齿轮，另一端延伸至所述垂直角度传感器处。

6.根据权利要求5所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，首尾两垂直角度传感器的连线沿竖直方向延伸。

7.根据权利要求6所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，相邻所述垂直角度传感器间的角度为10°。

8.根据权利要求7所述的云台摄像机垂直角度控制装置，其特征在于，所述垂直角度传感器为霍尔传感器。

9.一种如权利要求1-8任一项所述控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、云台摄像机在垂直方向偏转，达到预设裕度值时，触发所述垂直角度传感器，所述垂直角度传感器将云台摄像机的偏转信号发送至所述控制单元；

S2、所述控制单元接收所述偏转信号并判断所述偏转信号是否超过预设裕度值，如超过，则控制所述轨迹调节驱动机构驱动所述云台摄像机复位。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、所述信号处理模块接收所述垂直角度传感器发送的偏转信号并将所述偏转信号处理后发送至嵌入式微控制器；

S22、所述嵌入式微控制器接收处理后的偏转信号，获取偏转角度及方向信息，判断所述偏转角度是否超过预设裕度，若超过，则控制驱动模块发送驱动信号，使轨迹调节驱动机构驱动所述云台摄像机恢复至初始监控角度。

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