[发明专利]一种实时主动自动校准的云台控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时主动自动校准的云台控制装置和方法，属于机械自动化控制技术领域。

背景技术

目前，云台控制装置常作为改善视野的重要装置，而广泛应用于视频监控、机器视觉和智能交通等行业的高速球型摄像机上。

云台的转动分别由水平、垂直两路电机来控制，长时间运行会因丢步或传动机构遇阻而产生累积误差。对于此问题，目前业界传统解决方案如图1所示，该方案在水平方向和垂直方向各部署一个光电开关，当设备加电启动自检时，水平电机旋转360度，当水平转子连接的挡板经过水平光电开关时，光线被遮挡，触发位置记录，作为水平基准位置；同理，垂直电机0～90度摆动，垂直挡板经过垂直光电开关时，光线被遮挡，触发位置记录，作为垂直基准位置；此水平与垂直基准位置为实现自动校准提供了重要保证。当云台装置实际运行时，挡板每经过一次光电开关均触发记录实际位置，当实际位置与基准位置出现一定偏差时，根据这个偏差值，将电机的累积误差通过预定程序进行自动校准。

上述解决方案虽能够实现自动校准，但是同时还存在如下问题，包括：

1)实时性差。在水平0～360度位置上仅仅部署了一个光电开关，装置实际运行时，水平挡板会存在较长时间内不经过水平光电开关位置，而无法及时实现自动校准。

2)主动性低。只有水平挡板、垂直挡板经过光电开关时，才能够自动校准，而挡板是否经过光电开关，受限于用户实际操作，因此自动校准受外界因素影响，属于被动的方式。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种实时主动自动校准的云台控制装置和方法，该方法解决了上述现有技术的不足，并且该方法实时性好、主动性高、实施成本低。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种实时主动自动校准的云台控制装置，该装置包括水平电机、垂直电机、水平光电开关、垂直光电开关、水平转子、挡板、垂直转子和挡板、主控板、软件控制模块；所述的水平电机、水平转子和挡板、水平光电开关组成水平光电检测部件，垂直电机、垂直转子和挡板、垂直光电开关组成垂直检测部件，水平光电检测部件、垂直光电检测部件通过信号线向主控板传送检测信号；所述的软件控制模块运行在主控板，通过主控板发送控制信号控制水平电机、垂直电机；所述的软件控制模块是通过操作云台时水平和垂直光电信号的触发，实时校准位置，在设定时间段内无触发光电信号操作时，主动自动操作云台运行，使得水平和垂直光电信号触发，实时主动自动校准。

本发明装置还包括机械结构件；所述的机械结构件连接和固定水平电机、垂直电机、水平光电开关、垂直光电开关、水平转子、挡板、垂直转子和挡板、主控板。

本发明装置的四个水平光电开关在主控板上依次按0度、90度、180度、270度部署，水平光电开关的输出端与主控板的输入端相连，垂直光电开关的输出端与主控板的输入端相连，主控板的输出端与水平电机的输入端相连，主控板的输出端与垂直电机的输入端相连。

本发明的软件控制模块是通过操作云台时水平和垂直光电信号的触发，实时校准位置，在设定时间段内无触发光电信号操作时，主动自动操作云台运行，使得水平和垂直光电信号触发，实时主动自动校准。

本发明还提供了一种实时主动自动校准的云台控制装置的实现方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：用户转动云台，转子转动，软件程序自动检测光电开关信号是否触发，如果检测存在，进入步骤2，如果检测不存在，进入步骤3。

步骤2：复位计时器，同时软件程序将云台转动的实际角度与理论角度比较，若存在误差，则修正。

步骤3：开始计时，云台在设定时间内没有被用户转动，当超时后，软件程序记录当前位置并主动转动云台，进入步骤4。

步骤4：复位计时器，同时软件程序将云台转动的实际角度与理论角度比较，若存在误差，则修正，进入步骤5。

步骤5：恢复云台到转动前的位置。

本发明的方法应用于实时主动自动校准的云台控制装置。

有益效果：

1、本发明采用的实时主动自动校准方案在结构方面无需改造，只需对电控部分进行改进，增加光电开关，同时对控制软件增加定时主动校准程序，实施成本低，实现简单，批量生产具备良好地一致性。

2、本发明可以快速消除云台装置转动导致的累积误差，大幅提高云台装置转动控制的精度。

3、本发明提高了产率、质量、精度和效率，节约了能耗、原材料、工序，实现了加工、操作、控制、使用的简便，并且环境污染得到了有效地治理和根治。

附图说明