CN211502172U - 一种红外全景图像拍摄转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外全景图像拍摄转台，包括底座、用于安装红外相机及其稳像装置的光学负载舱、安装光学负载舱的安装支架、方位轴系和俯仰轴系，方位轴系连接安装支架与底座，以便带动安装支架在水平面内相对底座匀速转动；俯仰轴系连接光学负载舱与安装支架，以便改变光学负载舱相对安装支架的俯仰角的大小；俯仰轴系内设有用于锁定光学负载舱俯仰角的锁紧件。因此红外相机在360°的旋转范围内旋转速度不变，对各方位的取像速度相同，有效提高了合成后全景图像的精度。同时，由于俯仰轴系内设置有锁紧件，在转动过程中可保证光学负载舱与安装支架的俯仰角不变，使得红外相机的拍摄范围保持不变，因此提高了合成后全景图像的精度。

Description

一种红外全景图像拍摄转台

技术领域

本实用新型涉及红外全景摄像技术领域，更具体地说，涉及一种红外全景图像拍摄转台。

背景技术

在重要设施及地区的安防监控领域，需要对360°广域范围内的环境进行实时监控，以及时发现可疑目标及情况。

受到红外相机拍摄范围的限制，若要实现各个方位的环境状况的实时监控，需要使用多台红外相机面向多个不同方位同时拍摄，因此成本高昂、安装及维护困难，并且存在多个红外相机之间有视角盲区的风险。

现有技术中，通过搭载一台红外相机及其稳像装置在360°水平方向旋转、连续拍摄各方位的红外图像后拼接全景照片的方式，实现了利用单台红外相机拍摄大范围环境全景图像的目的。而现有的红外全景图像拍摄转台多为面向固定角度进行定向拍摄，仅对于方位轴和俯仰轴的定位精度有要求，但无法保持方位轴在水平方位内匀速转动和固定俯仰轴的位置，因此拍摄过程中会导致全景图像模糊，影响其目标识别及预警效果。

综上所述，如何提高红外全景图像拍摄转台搭载红外相机的成像效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种红外全景图像拍摄转台，可保持方位轴在水平方位内匀速转动并有效固定俯仰轴的俯仰角度，提高了红外相机的成像效果，提高了其成像精度。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种红外全景图像拍摄转台，包括底座、用于安装红外相机及其稳像装置的光学负载舱、安装所述光学负载舱的安装支架、方位轴系和俯仰轴系，所述方位轴系连接所述安装支架与所述底座，以便带动所述安装支架在水平面内相对所述底座匀速转动；

所述俯仰轴系连接所述光学负载舱与所述安装支架，以便改变所述光学负载舱相对所述安装支架的俯仰角的大小；

所述俯仰轴系内设有用于锁定所述光学负载舱俯仰角的锁紧件。

优选的，所述方位轴系包括方位主轴、方位轴承、方位电机、安装所述方位电机的方位电机固定座、用于反馈转动角度信息的方位编码器以及方位控制装置，所述方位电机包括力矩电机，所述方位电机固定座与所述底座连接，所述方位主轴与所述安装支架连接；

所述方位主轴通过所述方位轴承安装于所述方位电机固定座内，所述方位电机与所述方位控制装置连接，以便所述方位控制装置控制所述方位电机直接驱动所述方位主轴；

所述方位编码器安装于所述底座的内腔中，所述方位编码器与所述方位主轴套接，所述方位控制装置与所述方位编码器连接。

优选的，所述方位主轴靠近所述安装支架的端面设有方位主轴法兰，所述方位主轴法兰上设有若干个用于与所述安装支架连接的螺纹孔，且所述螺纹孔在所述方位主轴法兰的周向方向上均匀分布。

优选的，所述方位轴承包括一对角接触球轴承，以消除所述方位电机固定座与所述方位主轴间的径向偏摆及轴向跳动。

优选的，所述俯仰轴系包括第一俯仰轴、第二俯仰轴、与所述第一俯仰轴连接的蜗轮蜗杆装置、驱动所述蜗轮蜗杆装置的俯仰电机、用于反馈俯仰角度信息的俯仰编码器以及俯仰控制装置，所述俯仰电机的输出轴与所述蜗轮蜗杆装置连接，所述俯仰电机、所述俯仰编码器均与所述俯仰控制装置连接；

所述第一俯仰轴、所述第二俯仰轴均垂直安装于所述安装支架与所述光学负载舱之间，所述第一俯仰轴和所述第二俯仰轴分别与所述光学负载舱宽度方向的两端固定连接，所述第一俯仰轴、所述第二俯仰轴均与所述安装支架可转动连接。

优选的，所述锁紧件包括与所述第二俯仰轴套接的刹车器，所述刹车器与所述俯仰控制装置连接，以便需要调节俯仰角度时所述刹车器松开所述第二俯仰轴、达到所述俯仰角度后所述刹车器抱紧所述第二俯仰轴。

优选的，所述俯仰编码器套接于所述第一俯仰轴外。

优选的，所述蜗轮蜗杆装置包括与所述第一俯仰轴连接的蜗轮以及与所述俯仰电机连接的蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆啮合；

所述蜗杆的轴线垂直于所述安装支架的底面。

本实用新型提供的红外全景图像拍摄转台，包括底座、用于安装红外相机及其稳像装置的光学负载舱、安装光学负载舱的安装支架、方位轴系和俯仰轴系，方位轴系连接安装支架与底座，以便带动安装支架在水平面内相对底座匀速转动；俯仰轴系连接光学负载舱与安装支架，以便改变光学负载舱相对安装支架的俯仰角的大小；俯仰轴系内设有用于锁定光学负载舱俯仰角的锁紧件。

由于方位轴系可使安装支架在水平面内相对底座匀速运动，因此单个红外相机在360°的旋转范围内旋转速度保持不变，对各方位的取像速度相同，有效提高了合成后全景图像的精度。

同时，由于俯仰轴系内设置有锁紧件，在安装支架转动过程中，锁紧件可以有效保证光学负载舱与安装支架的俯仰角不变，使得旋转过程中红外相机的拍摄范围保持固定，避免了旋转过程中因俯仰角变化导致的拍摄范围上下移动，因此提高了合成后全景图像的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的红外全景图像拍摄转台的具体实施例的结构示意图；

图2为图1中的红外全景图像拍摄转台在主视方向上的剖视示意图；

图3为图2中的红外全景图像拍摄转台在A区域内的局部放大图；

图4为图1中的红外全景图像拍摄转台在B-B方向上的剖视示意图。

图1-4中：

1为光学负载舱、2为俯仰轴系、21为第一俯仰轴、22为第二俯仰轴、23为蜗轮、24为蜗杆、25为俯仰电机、26为俯仰编码器、27为刹车器、3为安装支架、4为方位轴系、41为方位主轴、42为方位电机、43为方位电机固定座、44为方位轴承、45为方位编码器、5为底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种红外全景图像拍摄转台，可保持方位轴在水平方位内匀速转动并有效固定俯仰轴的俯仰角度，提高了红外相机的成像效果，提高了其成像精度。

请参考图1-图4，图1为本实用新型提供的红外全景图像拍摄转台的具体实施例的结构示意图；图2为图1中的红外全景图像拍摄转台在主视方向上的剖视示意图；图3为图2中的红外全景图像拍摄转台在A区域内的局部放大图；图4为图1中的红外全景图像拍摄转台在B-B方向上的剖视示意图。

本实用新型提供的红外全景图像拍摄转台，包括底座5、用于安装红外相机及其稳像装置的光学负载舱1、安装光学负载舱1的安装支架3、方位轴系4和俯仰轴系2，方位轴系4连接安装支架3与底座5，以便带动安装支架3在水平面内相对底座5匀速转动；俯仰轴系2连接光学负载舱1与安装支架3，以便改变光学负载舱1相对安装支架3的俯仰角的大小；俯仰轴系2内设有用于锁定光学负载舱1俯仰角的锁紧件。

光学负载舱1用于安装红外相机及其稳像装置，优选的，请参考图1，光学负载舱1可以包括用于容纳、安装红外相机及其稳像装置的舱室，使用时将方位轴系4带动光学负载舱1的舱室在水平面内转动，进而带动安装于光学负载舱1内的红外相机的方位发生变化。

光学负载舱1的尺寸，根据红外相机的尺寸等因素进行确定。

俯仰轴系2的一端与光学负载舱1连接，另一端与安装支架3连接，用于带动光学负载舱1相对安装支架3所在的竖直面转动，以改变光学负载舱1相对安装支架3的俯仰角的大小。

安装支架3通过方位轴系4与底座5连接，由于光学负载舱1安装于安装支架3内，因此当安装支架3在水平面内相对底座5转动时，安装支架3可带动光学负载舱1同时转动。

安装支架3可以是如图1所示的U型框架结构，也可以是矩形框架结构，当然还可以是符合要求的其他几何结构。

优选的，为了方便光学负载舱1的装卸，可以将安装支架3设置为U型框架结构。

在本实施例中，由于方位轴系4可使安装支架3在水平面内相对底座5匀速运动，因此单个红外相机在360°的旋转范围内旋转速度保持不变，对各方位的取像速度相同，有效提高了合成后全景图像的精度。

同时，由于俯仰轴系2内设置有锁紧件，在安装支架3转动过程中，锁紧件可以有效保证光学负载舱1与安装支架3的俯仰角不变，使得旋转过程中红外相机的拍摄范围保持固定，避免了旋转过程中因俯仰角变化导致的拍摄范围上下移动，因此提高了合成后全景图像的精度。

在上述实施例的基础上，为了实现安装支架3在水平面内相对底座5匀速转动，方位轴系4可以包括方位主轴41、方位轴承44、方位电机42、安装方位电机42的方位电机固定座43、用于反馈转动角度信息的方位编码器45以及方位控制装置，方位电机42包括力矩电机，方位电机固定座43与底座5连接，方位主轴41与安装支架3连接；方位主轴41通过方位轴承44安装于方位电机固定座43内，方位电机42与方位控制装置连接，以便方位控制装置控制方位电机42直接驱动方位主轴41；方位编码器45安装于底座5的内腔中，方位编码器45与方位主轴41套接，方位控制装置与方位编码器45连接。

需要进行说明的是，方位控制装置与方位电机42、方位编码器45连接，此处的连接可以是物理连接，可以是电连接，当然也可以是通过WIFI等方式实现信号连接。

方位电机42包括力矩电机，由于力矩电机输出的转动力矩恒定，因此可使方位主轴41受到的驱动力矩保持恒定，从而实现了方位主轴41的匀速转动。

方位编码器45与方位主轴41套接，用于采集方位主轴41的转动角度信息，并将转动角度信息传递给与其连接的方位控制装置，以便方位控制装置根据转动角度信息调整对方位电机42输出的方位控制指令、通过方位控制指令调节方位电机42的输出转矩。

在本实施例中，通过使用力矩电机驱动方位主轴41，实现了方位主轴41上驱动力矩恒定，从而保证了方位主轴41的匀速转动，进而实现了红外相机在拍摄过程中的匀速转动，提高了全景图像的精度，避免了方位旋转速度精度过低带来的图形模糊问题。

此外，利用方位电机42直接驱动方位主轴41，减少了方位电机42的负载，方位电机42的驱动功率低、功耗小，延长了长期连续旋转工况下方位电机42的使用寿命及可靠性，减少了维修次数；同时方位电机42的电流减小，对图像信号的影响降低。

优选的，方位控制装置可以设置为方位控制电路板。为了节省安装空间、提高空间利用率，优选的，可以将方位控制电路板安装于底座5的内腔中。

优选的，可以在方位主轴41靠近安装支架3的端面设有方位主轴法兰，方位主轴法兰上设有若干个用于与安装支架3连接的螺纹孔，且螺纹孔在方位主轴法兰的周向方向上均匀分布。

螺纹孔的尺寸、螺纹孔的数量以及螺纹孔的圆心到方向主轴41的轴线的距离，均根据实际生产中的需要等进行确定。

优选的，为了消除方位电机固定座43与方位主轴41间的径向偏摆及轴向跳动，可以将方位轴承44设置为一对角接触球轴承。

角接触球轴承的具体规格，根据实际生产中的需要进行确定。

在上述实施例的基础上，为了实现光学负载舱1相对安装支架3的俯仰变化，俯仰轴系2包括第一俯仰轴21、第二俯仰轴22、与第一俯仰轴21连接的蜗轮蜗杆装置、驱动蜗轮蜗杆装置的俯仰电机25、用于反馈俯仰角度信息的俯仰编码器26以及俯仰控制装置，俯仰电机25的输出轴与蜗轮蜗杆装置连接，俯仰电机25、俯仰编码器26均与俯仰控制装置连接；第一俯仰轴21、第二俯仰轴22均垂直安装于安装支架3与光学负载舱1之间，第一俯仰轴21和第二俯仰轴22分别与光学负载舱1宽度方向的两端固定连接，第一俯仰轴21和第二俯仰轴22均与安装支架3可转动连接。

需要进行说明的是，俯仰控制装置与俯仰电机25、俯仰编码器26连接，此处的连接可以是物理连接，可以是电连接，当然也可以是通过WIFI等方式实现信号连接。

优选的，可以将俯仰电机25设置为步进电机，驱动第一俯仰轴21和第二俯仰轴22以步距角为单位转动。步距角所代表的角位移的大小，根据实际生产中需要的俯仰轴系2的俯仰角度精度进行确定。

优选的，可以将第一俯仰轴21和第二俯仰轴22设置为相同尺寸，二者合称为俯仰轴。

优选的，请参考图2，可以将俯仰编码器26套接于第一俯仰轴21外，以减小俯仰轴系2的体积。

优选的，蜗轮蜗杆装置可以包括与第一俯仰轴21连接的蜗轮23以及与俯仰电机25连接的蜗杆24，蜗轮23与蜗杆24啮合；蜗杆24的轴线垂直于安装支架3的底面。

在需要调整俯仰角度时，俯仰电机25驱动蜗轮蜗杆装置转动，进而带动与第一俯仰轴21、第二俯仰轴22转动，由于第一俯仰轴21、第二俯仰轴22均与光学负载舱1固定连接、与安装支架3可转动连接，因此光学负载舱1相对安装支架3转动；俯仰编码器26检测俯仰角度信息，并将其传递至俯仰控制装置，俯仰控制装置根据俯仰角度信息调节向俯仰电机25输出的俯仰控制指令，以在达到目标俯仰角度后控制俯仰电机25停止转动。

在本实施例中，由于蜗轮蜗杆装置具有反向自锁功能，因此避免了俯仰电机25停止转动、俯仰角度固定后，第一俯仰轴21和第二俯仰轴22在外力的作用下反向转动，使得实时俯仰角度偏离目标俯仰角度，提高了全景拍摄的精度。

优选的，请参考图4，可以将俯仰轴系2设置于安装支架3内，以节省所需的安装空间、提高空间利用率、实现红外全景拍摄转台的小型化。

优选的，可以将俯仰控制装置设置为俯仰控制电路板。为了节省安装空间、提高空间利用率，优选的，可以将俯仰控制电路板安装于安装支架3内。

在上述实施例的基础上，为了进一步俯仰角度的锁定效果，锁紧件可以包括与第二俯仰轴22套接的刹车器27，刹车器27与俯仰控制装置连接，以便需要调节俯仰角度时刹车器27松开第二俯仰轴22、达到俯仰角度后刹车器27抱紧第二俯仰轴22。

在本实施例中，设置刹车器27作为锁紧件，锁紧方式可靠稳定，无需长时间通电保持锁紧状态。

此外，刹车器27能够消除蜗轮蜗杆装置回差引起的俯仰轴松动。

需要进行说明的是，本申请文件中的第一俯仰轴21和第二俯仰轴22中的第一和第二仅用于区分位置的不同，而不含对顺序的限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的红外全景图像拍摄转台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种红外全景图像拍摄转台，其特征在于，包括底座(5)、用于安装红外相机及其稳像装置的光学负载舱(1)、安装所述光学负载舱(1)的安装支架(3)、方位轴系(4)和俯仰轴系(2)，所述方位轴系(4)连接所述安装支架(3)与所述底座(5)，以便带动所述安装支架(3)在水平面内相对所述底座(5)匀速转动；

所述俯仰轴系(2)连接所述光学负载舱(1)与所述安装支架(3)，以便改变所述光学负载舱(1)相对所述安装支架(3)的俯仰角的大小；

所述俯仰轴系(2)内设有用于锁定所述光学负载舱(1)俯仰角的锁紧件。

2.根据权利要求1所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述方位轴系(4)包括方位主轴(41)、方位轴承(44)、方位电机(42)、安装所述方位电机(42)的方位电机固定座(43)、用于反馈转动角度信息的方位编码器(45)以及方位控制装置，所述方位电机(42)包括力矩电机，所述方位电机固定座(43)与所述底座(5)连接，所述方位主轴(41)与所述安装支架(3)连接；

所述方位主轴(41)通过所述方位轴承(44)安装于所述方位电机固定座(43)内，所述方位电机(42)与所述方位控制装置连接，以便所述方位控制装置控制所述方位电机(42)直接驱动所述方位主轴(41)；

所述方位编码器(45)安装于所述底座(5)的内腔中，所述方位编码器(45)与所述方位主轴(41)套接，所述方位控制装置与所述方位编码器连接。

3.根据权利要求2所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述方位主轴(41)靠近所述安装支架(3)的端面设有方位主轴法兰，所述方位主轴法兰上设有若干个用于与所述安装支架(3)连接的螺纹孔，且所述螺纹孔在所述方位主轴法兰的周向方向上均匀分布。

4.根据权利要求2所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述方位轴承(44)包括一对角接触球轴承，以消除所述方位电机固定座(43)与所述方位主轴(41)间的径向偏摆及轴向跳动。

5.根据权利要求1-4任一项所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述俯仰轴系(2)包括第一俯仰轴(21)、第二俯仰轴(22)、与所述第一俯仰轴(21)连接的蜗轮蜗杆装置、驱动所述蜗轮蜗杆装置的俯仰电机(25)、用于反馈俯仰角度信息的俯仰编码器(26)以及俯仰控制装置，所述俯仰电机(25)的输出轴与所述蜗轮蜗杆装置连接，所述俯仰电机(25)、所述俯仰编码器(26)均与所述俯仰控制装置连接；

所述第一俯仰轴(21)、所述第二俯仰轴(22)均垂直安装于所述安装支架(3)与所述光学负载舱(1)之间，所述第一俯仰轴(21)与所述第二俯仰轴(22)分别与所述光学负载舱(1)宽度方向的两端固定连接，所述第一俯仰轴(21)、所述第二俯仰轴(22)均与所述安装支架(3)可转动连接。

6.根据权利要求5所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述锁紧件包括与所述第二俯仰轴(22)套接的刹车器(27)，所述刹车器(27)与所述俯仰控制装置连接，以便需要调节俯仰角度时所述刹车器(27)松开所述第二俯仰轴(22)、达到所述俯仰角度后所述刹车器(27)抱紧所述第二俯仰轴(22)。

7.根据权利要求5所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述俯仰编码器(26)套接于所述第一俯仰轴(21)外。

8.根据权利要求7所述的红外全景图像拍摄转台，其特征在于，所述蜗轮蜗杆装置包括与所述第一俯仰轴(21)连接的蜗轮(23)以及与所述俯仰电机(25)连接的蜗杆(24)，所述蜗轮(23)与所述蜗杆(24)啮合；

所述蜗杆(24)的轴线垂直于所述安装支架(3)的底面。

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