CN204314733U - 一种对移动人物自动跟踪的监控云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对移动人物自动跟踪的监控云台，包括单片机系统、电源变换模块、步进电机驱动模块、监控云台、摄像机和电脑主机，单片机系统利用控制总线与步进电机驱动模块相连，步进电机驱动模块数据线与监控云台相连，监控云台上固定有基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机，监控云台带动红外线摄像机进行360°旋转，红外摄像机采用USB总线与电脑主机相连，单片机系统通过串口RS232与电脑主机相连。该实用新型装置能够有效地针对无光状态下进行动作识别，且能予以报警，适合各种特殊条件下使用，改善了人体识别报警的效果。

Description

一种对移动人物自动跟踪的监控云台

技术领域

本实用新型涉及一种对移动人物自动跟踪的监控云台，属于人体识别技术领域。

背景技术

目前，一般的人体识别大多是在云台不动的情况下进行画面内目标跟踪。实际应用中如舞台上或讲台上的运动的人体目标，摄像机只能通过人工的方式进行跟踪摄像，而普通的云台也只能在人工的操作下进行目标的跟踪，一种简便的解决方法是给云台设计一个目标自动跟踪控制器，通过摄像机采集到的运动目标信息，确定目标的方位，给步进电机一个移动的方位角，带动云台转动，使摄像机自动跟踪运动的人体目标。对此，本实用新型装置提出一种对移动人物自动跟踪的监控平台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对移动人物自动跟踪的监控云台，以便能够针对移动人物进行自动跟踪，实现更好地跟踪监控，改善跟踪监控的效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种对移动人物自动跟踪的监控云台，包括单片机系统、电源变换模块、步进电机驱动模块、监控云台、摄像机和电脑主机，单片机系统利用控制总线与步进电机驱动模块相连，步进电机驱动模块数据线与监控云台相连，监控云台上固定有基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机，监控云台带动红外线摄像机进行360°旋转，红外摄像机采用USB总线与电脑主机相连，单片机系统通过串口RS232与电脑主机相连。

本实用新型中所述单片机系统和步进电机驱动模块组成步进电机控制系统，实现对步进电机的控制，从而带动监控云台即步进电机上面的红外摄像机转动，红外摄像机再采集移动人物新的图像，把新的图像信息再送到电脑主机，形成一个闭环控制系统，使移动人物处在红外摄像机的摄像范围中心区域。

进一步地，单片机系统由P89v51单片机、电源与时钟模块、键盘输入模块、LED显示模块、总线驱动隔离模块、步进电机驱动和串行数据收发模块组成，LED显示模块通过两个74HC595将串行数据转换为并行数据，连接到LED显示器，为了提高系统的稳定性防止外部电压冲击烧毁芯片，系统的所有输入输出都通过一个光电隔离芯片进行隔离。由L297和L298组成的双极性恒流斩波驱动电路，L297单片步进电机控制器集成电路适用于双极性两相步进电动机或单极性四相步进电动机的控制，用L297输出信号可控制L298双H桥驱动集成电路，采用驱动电压46V、每相电流为2.5A以下的步进电动机，L297采用模拟/数字电路兼容的工艺，20脚DIP塑料封装，常以+5V供电，全部信号线是TTL/CMOS兼容，L298为高电压、大电流的双全桥式驱动器。单片机通过MAX232芯片可以直接连接到RS232总线，使用单片机的串口就能方便地对数据进行收发。

本实用新型的云台控制器还带有显示和键盘输入功能，可对监控云台运行的方向和速度进行显示，同时如不用云台的自动跟踪功能，也可手动在键盘中输入监控云台运动和方向和速度。本实用新型的工作原理是首先通过USB口采集图像传输给目标检测模块的计算机，图像检测模块将从图像序列中获知是否存在运动目标，如果存在运动目标，则给出目标在视频图像中的位置，基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机来判断到人体中心X轴的数据，是否在基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机成像的X轴的中心，如果不是在中心，则会根据人体3D数据和基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机的X轴的数据比较来驱动云台电机旋转，并将该位置信息发送给目标跟踪模块，根据给定的目标位置和其他信息，建立快速跟踪控制模式，获取目标运动的估计方向，通过步进电机驱动系统控制摄像机的转动方向、速度与距离，从而将目标锁定在摄像头视场范围内。

该实用新型的有益效果在于：该实用新型装置能够有效地针对无光状态下进行动作识别，且能予以报警，适合各种特殊条件下使用，改善了人体识别报警的效果。

附图说明

图1是本实用新型结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

如图1所示的一种对移动人物自动跟踪的监控云台，包括单片机系统、电源变换模块、步进电机驱动模块、监控云台、摄像机和电脑主机，单片机系统利用控制总线与步进电机驱动模块相连，步进电机驱动模块数据线与监控云台相连，监控云台上固定有基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机，监控云台带动红外线摄像机进行360°旋转，红外摄像机采用USB总线与电脑主机相连，单片机系统通过串口RS232与电脑主机相连。

本实用新型中所述单片机系统和步进电机驱动模块组成步进电机控制系统，实现对步进电机的控制，从而带动监控云台即步进电机上面的红外摄像机转动，红外摄像机再采集移动人物新的图像，把新的图像信息再送到电脑主机，形成一个闭环控制系统，使移动人物处在红外摄像机的摄像范围中心区域。

单片机系统由P89v51单片机、电源与时钟模块、键盘输入模块、LED显示模块、总线驱动隔离模块、步进电机驱动和串行数据收发模块组成，LED显示模块通过两个74HC595将串行数据转换为并行数据，连接到LED显示器，为了提高系统的稳定性防止外部电压冲击烧毁芯片，系统的所有输入输出都通过一个光电隔离芯片进行隔离。由L297和L298组成的双极性恒流斩波驱动电路，L297单片步进电机控制器集成电路适用于双极性两相步进电动机或单极性四相步进电动机的控制，用L297输出信号可控制L298双H桥驱动集成电路，采用驱动电压46V、每相电流为2.5A以下的步进电动机，L297采用模拟/数字电路兼容的工艺，20脚DIP塑料封装，常以+5V供电，全部信号线是TTL/CMOS兼容，L298为高电压、大电流的双全桥式驱动器。单片机通过MAX232芯片可以直接连接到RS232总线，使用单片机的串口就能方便地对数据进行收发。

本实用新型的云台控制器还带有显示和键盘输入功能，可对监控云台运行的方向和速度进行显示，同时如不用云台的自动跟踪功能，也可手动在键盘中输入监控云台运动和方向和速度。本实用新型的工作原理是首先通过USB口采集图像传输给目标检测模块的计算机，图像检测模块将从图像序列中获知是否存在运动目标，如果存在运动目标，则给出目标在视频图像中的位置，基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机来判断到人体中心X轴的数据，是否在基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机成像的X轴的中心，如果不是在中心，则会根据人体3D数据和基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机的X轴的数据比较来驱动云台电机旋转，并将该位置信息发送给目标跟踪模块，根据给定的目标位置和其他信息，建立快速跟踪控制模式，获取目标运动的估计方向，通过步进电机驱动系统控制摄像机的转动方向、速度与距离，从而将目标锁定在摄像头视场范围内。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种对移动人物自动跟踪的监控云台，其特征在于：包括单片机系统、电源变换模块、步进电机驱动模块、监控云台、摄像机和电脑主机，所述单片机系统利用控制总线与步进电机驱动模块相连，所述步进电机驱动模块数据线与监控云台相连，所述监控云台上固定有基于结构光测量技术测量空间景深数据的红外线摄像机，所述红外摄像机采用USB总线与电脑主机相连，所述单片机系统通过串口RS232与电脑主机相连。

2.根据权利要求1所述的对移动人物自动跟踪的监控云台，其特征在于：所述单片机系统由P89v51单片机、电源与时钟模块、键盘输入模块、LED显示模块、总线驱动隔离模块、步进电机驱动和串行数据收发模块组成，所述LED显示模块通过两个74HC595将串行数据转换为并行数据，连接到LED显示器。