全方位目標自動搜尋智能球形攝像機的製作方法

2023-12-01 14:23:46

專利名稱：全方位目標自動搜尋智能球形攝像機的製作方法
技術領域：
中，與本實用新型最為接近的是監控裝置中帶預置功能的球形攝像機。儘管目前技術比較成熟，但國內外現有的球形攝像機沒有目標自動搜對和跟蹤的功能，且傳動機構大多採用蝸輪蝸杆傳動、皮帶傳動或齒輪與蝸輪蝸杆等多級複合傳動。其問題是機械結構複雜，傳動精度和效率低，控制電路複雜，可靠性差，成本高。
本實用新型的目的是提供一種機械結構簡單，傳動精度和效率高的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機。
為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是它包括球形攝像頭和轉動機構。在機殼內的支撐軸的下端軸上裝有齒輪與中託盤固接，並與下端的導電滑環連接成一體，支撐軸的上端與裝有支架的上託盤固接，支架底面上裝有偏轉驅動電機，經偏轉驅動電機軸上的齒輪與裝在支撐軸上的齒輪相嚙合後，帶動上託盤轉動，裝有CCD攝像頭的安裝架、齒輪和軸連接成一體後，軸的一端安裝在支架上端的孔中，支架的側面裝有俯仰驅動電機，經俯仰驅動電機軸上的齒輪與裝在軸上的齒輪相嚙合後，帶動CCD攝像頭轉動，上槽形光耦和下槽形光耦固定在設有攝像頭轉動控制和圖像處理的電路板上，裝有CCD攝像頭的安裝架端部的凸板嵌入上槽形光耦中，中託盤上的凸板嵌入下槽形光耦中，在上託盤上罩有具有透明窗口的半球形外罩。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
如圖1所示，在機殼25內的支撐軸19的下端軸上設有檔圈18，通過軸承17裝有齒輪16與中託盤23固接後，並和導電滑環20連接於一體，導電滑環是實現從轉動部位將電源和信號傳遞到靜止部位的功能，使攝像頭能完成大於360°的水平連續運動。連接柱22將中託盤23和下託盤21固定在機殼25上。支撐軸19的上端與裝有支架6的上託盤13固接，支架6底面上裝有偏轉驅動電機(步進電機)14，經偏轉驅動電機軸上的齒輪24與裝在支撐軸19上的齒輪16嚙合後，帶動上託盤13轉動。裝有CCD攝像頭2的安裝架3、齒輪4和軸9連接成一體後，軸9的一端通過軸承7、螺母8安裝在支架6上端的孔中，支架6的側面裝有俯仰驅動電機(步進電機)10，經俯仰驅動電機軸上的齒輪11與裝在軸9上的齒輪4相嚙合後，帶動CCD攝像頭2轉動。上槽形光耦27和下槽形光耦26固定在電路板12上，安裝架3端部的凸板嵌入上槽形光耦27中，中託盤23上的凸板嵌入下槽形光耦(圖中用虛線表示)26中，在上託盤13上罩有具有透明窗口的半球形外罩1。
在支架6上端的齒輪4上裝有消隙齒輪5，消隙齒輪5和齒輪4均和俯仰驅動電機軸上的齒輪1相嚙合。以便消除在俯仰正反轉時的齒間側隙。
由於CCD攝像頭的俯仰角度一般不大於90°，為了減小整個裝置的體積，齒輪4和消隙齒輪5均做成為稍大於1／4圓周的扇形(半弧形)齒輪。
在支撐軸19上的齒輪16上裝有消隙齒輪15，消隙齒輪15和齒輪16均和偏轉驅動電機軸上的齒輪24相嚙合。以便消除整個裝置在360°水平正反偏轉時的齒間側隙。
本實用新型的工作原理是當偏轉電機轉動時，整個機架繞對稱中心軸轉動，完成CCD攝像頭的水平偏轉運動，改變攝像機的水平方向攝取目標的角度。當偏轉電機轉動時，驅動攝像頭的上下俯仰運動，改變攝像機的垂直方向攝取目標的角度。
在裝置中設有攝像頭轉動控制和圖像處理電路。電路包括CCD攝像頭運動控制單元，攝像頭位置預置、記憶、存儲單元，圖像處理單元。軟體包括攝像頭運動控制模塊，攝像頭位置的預置、記憶和存儲模塊，圖像識別、目標搜對和目標跟蹤等模塊。CCD攝像頭攝取的圖像傳遞到圖像處理單元，通過軟體算法分析目標的形狀、位置，發出命令給攝像頭運動控制單元，驅動步進電機，改變攝像頭方向，實現自動搜對和跟蹤目標。
本實用新型具有的優點是CCD攝像頭攝取的圖像傳送到圖像處理單元，通過軟體算法識別目標的形狀、位置和運動參數，發出命令給攝像頭運動控制單元，驅動步進電機，改變攝像頭方向，實現自動搜尋和跟蹤目標。同時還能進行煙霧、水位、油位、錶盤的檢測。具有攝像頭位置的預置、記憶和存儲功能，並能根據不同情況自動調節攝像頭的運動速度。攝像頭能完成大於360°的水平連續運動和大於90°的俯仰運動。本實用新型機械結構簡單、傳動精度和效率高，攝像頭運動控制和圖像處理電路簡單、圖像分辨高。整個裝置集光、機、電、信息和控制於一體，是高智能化的機電一體化的監控產品，具有預置、記憶、目標自動搜尋和跟蹤等擬人功能。
權利要求1．全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，它包括球形攝像頭和轉動機構，其特徵在於在機殼[25]內的支撐軸[19]的下端軸上裝有齒輪[16]與中託盤[23]固接，並與下端的導電滑環[20]連接成一體，支撐軸[19]的上端與裝有支架[6]的上託盤[13]固接，支架[6]底面上裝有偏轉驅動電機[14]，經偏轉驅動電機軸上的齒輪[24]與裝在支撐軸[19]上的齒輪[16]相嚙合後，帶動上託盤[13]轉動，裝有CCD攝像頭[2]的安裝架[3]、齒輪[4]和軸[9]連接成一體後，軸[9]的一端安裝在支架[6]上端的孔中，支架[6]的側面裝有俯仰驅動電機[10]，經俯仰驅動電機軸上的齒輪[11]與裝在軸[9]上的齒輪[4]相嚙合後，帶動CCD攝像頭[2]轉動，上槽形光耦[27]和下槽形光耦[26]固定在設有攝像頭轉動控制和圖像處理的電路板[12]上，裝有CCD攝像頭的安裝架[3]端部的凸板嵌入上槽形光耦[27]中，中託盤[23]上的凸板嵌入下槽形光耦[26]中，在上託盤[13]上罩有具有透明窗口的半球形外罩[1]。
2．根據權利要求1所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特徵在於在支架[6]上端的齒輪[4]上裝有消隙齒輪[5]，消隙齒輪[5]和齒輪[4]均和俯仰驅動電機軸上的齒輪[1]相嚙合。
3．根據權利要求2所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特徵在於齒輪[4]和消隙齒輪[5]均做成為稍大於1／4圓周的扇形齒輪。
4．根據權利要求1所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特徵在於在支撐軸[19]上的齒輪[16]上裝有消隙齒輪[15]，消隙齒輪[15]和齒輪[16]均和偏轉驅動電機軸上的齒輪[24]相嚙合。
專利摘要全方位目標自動搜尋智能球形攝像機,CCD攝像頭裝在具有透明窗口的半球形圓柱罩內,由兩臺步進電機分別驅動一對齒輪轉動,使攝像頭實現大於360°的水平轉動和大於90°的俯仰轉動。CCD攝像頭攝取的圖像送到圖像處理單元,通過軟體識別發出命令給攝像機運動控制單元驅動步進電機轉動,改變攝像頭方向,實現自動搜尋和跟蹤目標。它機械結構簡單,傳動精度和效率高,攝像頭運動控制和圖像處理電路簡單、解析度高,是高智能化的光機電一體化監控產品。
文檔編號G03B5/00GK2429847SQ0024188
公開日2001年5月9日 申請日期2000年6月27日 優先權日2000年6月27日
發明者王宣銀, 張健, 唐慧明 申請人:浙江南望圖像信息產業有限公司, 浙江大學