[发明专利]一种云台的定位机构、定位方法、定位系统及摄像机

说明书

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种云台的定位机构、定位方法、定位系统及摄像机。其中，云台的定位机构，所述云台包括主体部以及转动配合于主体部的第一转动部，所述定位机构包括第一磁环和第一磁编码芯片，所述第一磁环与第一磁编码芯片相对安装于主体部与第一转动部或所述第一磁环与第一磁编码芯片相对安装于第一转动部与主体部；所述第一磁环与第一磁编码芯片偏心设置；当第一转动部处于转动状态，所述第一磁环与第一磁编码芯片相对转动，所述第一磁编码芯片感应第一磁环的转动以获取第一转动部的转动信息。本发明云台的定位机构，通过第一磁环与第一磁编码芯片偏心设置，可以将第一磁环中部的位置避让，以便布置相应的线缆。

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种云台的定位机构、定位方法、定位系统及摄像机。

背景技术

云台是安装、固定摄像头的支撑设备，分为固定云台和电动云台两种。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装摄像头后可调整摄像头的水平和俯仰的角度，达到最佳的工作姿态后只要锁定调整机构即可，无法实现全方位的监视。然而，电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围；电动云台高速姿态由两台执行电机实现，电机接受来自控制器的信号精确地运行定位。PTZ摄像机正是配置了电动云台，可以实现摄像头的水平和垂直转动，从而实现大场景的监控功能。其中，PTZ摄像机是安防系统中一种支持全方位(上下、左右)移动及镜头变倍、变焦控制的摄像机。

如图6所示，PTZ摄像机主要由三部分组成：主支架1’、水平转台2’和球体3’，主支架固定不动，水平转台可以相对主支架进行水平转动，球体安装在水平转台上，并且球体可以在水平转台上进行垂直转动。其中，水平转动和垂直转动均是通过步进电机带动同步带实现的。目前，PTZ摄像机主要通过步进电机开环控制，步进电机通过同步带驱动云台进行转动。但是，开环控制无法实现云台的高精度智能化控制。

随着技术的不断发展，闭环控制逐渐进入人们的视野。闭环控制系统中的角度传感器通常采用同轴式磁编码器，比如无人机云台系统、手持云台等均是采用同轴式磁编码器，如图7所示，这种编码器的安装要求为磁编码器的磁编码芯片1-1’与磁环元件1-2’同轴安装，这就会导致转轴1-3’处无法过线，但是PTZ摄像机的主支架和水平转台相对转动的水平转轴处需要穿过线缆，以实现信号传输。因此该种磁编码器无法安装在PTZ摄像机的水平转轴处，只能将角度检测装置安装在电机转轴处，但安装在电机转轴处仅能实现电机的闭环控制，无法实现整个摄像机的闭环控制。其中，同轴磁编码器将单对磁极的磁铁安装在旋转轴轴端，利用4～8个霍尔元件形成环形列阵进行感应，相对的两个霍尔传感器以差分放大器连接，每旋转一周便产生一个周期的正余弦信号，再通过DSP磁编码芯片运算转换为正交或串行位置输入信号。虽然同轴磁编码器的检测方式成本较低，但是对设备安装要求很高，体现在磁铁的南北磁极中点、磁编码芯片中心和转轴端中心必须保持在同一直线上，任何安装上的偏差都会降低编码器的准确性。在实际应用中，不仅转轴的径向抖动无法避免，磁编码芯片和磁铁的相对位移造成的偏差也会影响实际输出信号的精准度。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种云台的定位机构、定位方法、定位系统及摄像机。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种云台的定位机构，所述云台包括主体部以及转动配合于主体部的第一转动部，所述定位机构包括第一磁环和第一磁编码芯片，所述第一磁环与第一磁编码芯片相对安装于主体部与第一转动部或所述第一磁环与第一磁编码芯片相对安装于第一转动部与主体部；所述第一磁环与第一磁编码芯片偏心设置；当第一转动部处于转动状态，所述第一磁环与第一磁编码芯片相对转动，所述第一磁编码芯片感应第一磁环的转动以获取第一转动部的转动信息。通过第一磁环与第一磁编码芯片偏心设置，可以将第一磁环中部的位置避让，以便布置相应的线缆。