[发明专利]一种无人艇云台摄像机自调平的稳定装置

说明书

本发明涉及一种无人艇云台摄像机自调平的稳定装置，包括自稳定云台支承机构、减重机械手臂机构、支承轴和底座，云台摄像机与自稳定云台支承机构的云台安装架固定连接，所述自稳定云台支承机构的电机固定架与减重机械手臂机构的末端连接板固定连接，所述减重机械手臂机构通过连接板连接支承轴上端，所述支承轴底端与底座固连。本发明能够解决无人艇航行中受到海浪的影响而摇摆晃动等情况下，云台摄像机位置不稳定导致拍摄画面过于抖动，引起的图像不稳、视觉效果差等问题。本发明操作简单、动态响应迅速准确、稳定可靠，能够使云台摄像机保持稳定状态，从而大幅度优化视频采集效果。

技术领域

本发明涉及一种稳定装置，特别地涉及一种无人艇云台摄像机自调平的稳定装置。

技术背景

无人艇作为一种新型的海上智能体，在现代军事以及工程领域运用规模相当广泛，具体可用于执行扫雷、反潜、反恐攻击等军事任务以及海上港口监视和搜救等民用任务。而无人艇自主识别周围环境、目标以及障碍物，主要是通过对周围场景图像信息进行采集、随后对采集视频或图像中的水面目标提取特征并加以识别来实现的，因此视觉系统就成为了其配备的主要设备之一。由于海上环境复杂，客观存在的水面波动和无人艇的高速运行，会导致目标视频图像抖动模糊，影响后续处理。

目前所研究的获取清晰视频图像的方法主要有两种：一种是对采集的视频进行数字图像处理，即利用计算机等高速、大规模集成数字硬件，对从获得图像信息转换来的数字信号进行某些数字运算或处理，如去除图像噪声、增强信息微弱的图像、校正失真的图像等方法，从而提高图像的质量、以达到人们所期望的效果；另一种是利用人工手持或远程操纵对摄像机进行调整平衡、或使用一些半自主摄像机稳定器来保持摄像机位姿的稳定。前者运用起来算法较为复杂、不易上手，并且所获得的视频及图像的质量不高是客观存在的事实，对其进行数字图像处理作为后续弥补的方案，只是对视频及图像本身的缺陷有所削弱，不能从根本上避免或消除、进而从根本上保证图像的清晰度、获得高质量的视频及图像；后者所用的稳定器造价昂贵，需人工使用稳定器对摄像机进行操作，不能完全避免摄像机的晃动、对使用技巧要求较高、稳定效果不佳、鲁棒性差，不能满足较高的画面稳定要求。所以迫切需要一种结构相对简单、操作容易上手、动态响应迅速准确、稳定可靠，并可以省去人工操作的稳定装置，来更好地保持云台摄像机的稳定状态，从而大幅度优化视频采集效果。

发明内容

本发明的目的在于解决水面波动使得高速航行的无人艇发生摇晃，使得无人艇上所配置的云台摄像机随之晃动等情况下，导致所采集到的目标视频图像抖动模糊等问题，提供一种结构相对简单、易于运行和维护、操作容易上手、性能稳定可靠的无人艇云台摄像机自调平的稳定装置。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种无人艇云台摄像机自调平的稳定装置，包括自稳定云台支承机构、减重机械手臂机构、支承轴和底座，云台摄像机与自稳定云台支承机构的云台安装架固定连接，所述自稳定云台支承机构的电机固定架与减重机械手臂机构的末端连接板固定连接，所述减重机械手臂机构通过连接板连接支承轴上端，所述支承轴底端与底座固连。

所述自稳定云台支承机构由云台安装架、陀螺仪和加速度传感器、电机盘形固定架、三对直线电机与弹簧、球笼式万向节、弹簧盘形固定架、配重砝码、中间轴和支承架组成，具体结构为：云台摄像机与云台安装架固定连接，所述陀螺仪和加速度传感器固定在云台安装架底面，云台安装架底面与中间轴上端固定连接，中间轴下端与球笼式万向节固定连接，球笼式万向节下端与支承架的轴上端面固定连接，球笼式万向节与弹簧固定架活动连接，弹簧固定架和三条弹簧活动连接，三条弹簧分别与三个直线电机一一对应固定连接，三个直线电机与电机固定架活动连接，支承架的托盘上放置的配重砝码数量根据实际情况进行调整；所述陀螺仪和加速度传感器将采集到的信号实时地传动到直线电机驱动电路的单片机中，电机驱动电路的单片机根陀螺仪和加速度传感器所采集到的信号，计算出云台摄像机在当前采集时刻下相对于上一采集时刻下的偏移量，并根据偏移量大小计算出控制信号进而控制三个直线电机的运动。