專利名稱：全方位目標自動搜尋智能球形攝像機的制作方法
技術領域：
中，與本發(fā)明最為接近的是監(jiān)控裝置中帶預置功能的球形攝像機。盡管目前技術比較成熟，但國內(nèi)外現(xiàn)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(gòu)大多采用蝸輪蝸桿傳動、皮帶傳動或齒輪與蝸輪蝸桿等多級復合傳動。其問題是機械結(jié)構(gòu)復雜，傳動精度和效率低，控制電路復雜，可靠性差，成本高。
本發(fā)明的目的是提供一種機械結(jié)構(gòu)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，本發(fā)明采用的技術方案是它包括球形攝像頭和轉(zhuǎn)動機構(gòu)。在機殼內(nèi)的支撐軸的下端軸上裝有齒輪與中托盤固接，并與下端的導電滑環(huán)連接成一體，支撐軸的上端與裝有支架的上托盤固接，支架底面上裝有偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，經(jīng)偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機軸上的齒輪與裝在支撐軸上的齒輪相嚙合后，帶動上托盤轉(zhuǎn)動，裝有CCD攝像頭的安裝架、齒輪和軸連接成一體后，軸的一端安裝在支架上端的孔中，支架的側(cè)面裝有俯仰驅(qū)動電機，經(jīng)俯仰驅(qū)動電機軸上的齒輪與裝在軸上的齒輪相嚙合后，帶動CCD攝像頭轉(zhuǎn)動，上槽形光耦和下槽形光耦固定在設有攝像頭轉(zhuǎn)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，中托盤上的凸板嵌入下槽形光耦中，在上托盤上罩有具有透明窗口的半球形外罩。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
如圖1所示，在機殼25內(nèi)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與中托盤23固接后，并和導電滑環(huán)20連接于一體，導電滑環(huán)是實現(xiàn)從轉(zhuǎn)動部位將電源和信號傳遞到靜止部位的功能，使攝像頭能完成大于360°的水平連續(xù)運動。連接柱22將中托盤23和下托盤21固定在機殼25上。支撐軸19的上端與裝有支架6的上托盤13固接，支架6底面上裝有偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(步進電機)14，經(jīng)偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機軸上的齒輪24與裝在支撐軸19上的齒輪16嚙合后，帶動上托盤13轉(zhuǎn)動。裝有CCD攝像頭2的安裝架3、齒輪4和軸9連接成一體后，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(cè)面裝有俯仰驅(qū)動電機(步進電機)10，經(jīng)俯仰驅(qū)動電機軸上的齒輪11與裝在軸9上的齒輪4相嚙合后，帶動CCD攝像頭2轉(zhuǎn)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，中托盤23上的凸板嵌入下槽形光耦(圖中用虛線表示)26中，在上托盤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(qū)動電機軸上的齒輪1相嚙合。以便消除在俯仰正反轉(zhuǎn)時的齒間側(cè)隙。
由于CCD攝像頭的俯仰角度一般不大于90°，為了減小整個裝置的體積，齒輪4和消隙齒輪5均做成為稍大于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(zhuǎn)驅(qū)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(zhuǎn)時的齒間側(cè)隙。
本發(fā)明的工作原理是當偏轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)動時，整個機架繞對稱中心軸轉(zhuǎn)動，完成CCD攝像頭的水平偏轉(zhuǎn)運動，改變攝像機的水平方向攝取目標的角度。當偏轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)動時，驅(qū)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(zhuǎn)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。軟件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，通過軟件算法分析目標的形狀、位置，發(fā)出命令給攝像頭運動控制單元，驅(qū)動步進電機，改變攝像頭方向，實現(xiàn)自動搜對和跟蹤目標。
本發(fā)明具有的優(yōu)點是CCD攝像頭攝取的圖像傳送到圖像處理單元，通過軟件算法識別目標的形狀、位置和運動參數(shù)，發(fā)出命令給攝像頭運動控制單元，驅(qū)動步進電機，改變攝像頭方向，實現(xiàn)自動搜尋和跟蹤目標。同時還能進行煙霧、水位、油位、表盤的檢測。具有攝像頭位置的預置、記憶和存儲功能，并能根據(jù)不同情況自動調(diào)節(jié)攝像頭的運動速度。攝像頭能完成大于360°的水平連續(xù)運動和大于90°的俯仰運動。本發(fā)明機械結(jié)構(gòu)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、信息和控制于一體，是高智能化的機電一體化的監(jiān)控產(chǎn)品，具有預置、記憶、目標自動搜尋和跟蹤等擬人功能。
權(quán)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(zhuǎn)動機構(gòu)，其特征在于在機殼[25]內(nèi)的支撐軸[19]的下端軸上裝有齒輪[16]與中托盤[23]固接，并與下端的導電滑環(huán)[20]連接成一體，支撐軸[19]的上端與裝有支架[6]的上托盤[13]固接，支架[6]底面上裝有偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機[14]，經(jīng)偏轉(zhuǎn)驅(qū)動電機軸上的齒輪[24]與裝在支撐軸[19]上的齒輪[16]相嚙合后，帶動上托盤[13]轉(zhuǎn)動，裝有CCD攝像頭[2]的安裝架[3]、齒輪[4]和軸[9]連接成一體后，軸[9]的一端安裝在支架[6]上端的孔中，支架[6]的側(cè)面裝有俯仰驅(qū)動電機[10]，經(jīng)俯仰驅(qū)動電機軸上的齒輪[11]與裝在軸[9]上的齒輪[4]相嚙合后，帶動CCD攝像頭[2]轉(zhuǎn)動，上槽形光耦[27]和下槽形光耦[26]固定在設有攝像頭轉(zhuǎn)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，中托盤[23]上的凸板嵌入下槽形光耦[26]中，在上托盤[13]上罩有具有透明窗口的半球形外罩[1]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特征在于在支架[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(qū)動電機軸上的齒輪[1]相嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特征在于齒輪[4]和消隙齒輪[5]均做成為稍大于1/4圓周的扇形齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位目標自動搜尋智能球形攝像機，其特征在于在支撐軸[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(zhuǎn)驅(qū)動電機軸上的齒輪[24]相嚙合。
全文摘要
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(nèi),由兩臺步進電機分別驅(qū)動一對齒輪轉(zhuǎn)動,使攝像頭實現(xiàn)大于360°的水平轉(zhuǎn)動和大于90°的俯仰轉(zhuǎn)動。CCD攝像頭攝取的圖像送到圖像處理單元,通過軟件識別發(fā)出命令給攝像機運動控制單元驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動,改變攝像頭方向,實現(xiàn)自動搜尋和跟蹤目標。它機械結(jié)構(gòu)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、分辨率高,是高智能化的光機電一體化監(jiān)控產(chǎn)品。
文檔編號H04N5/232GK1276675SQ0011854
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者王宣銀, 張健, 唐慧明 申請人:浙江南望圖像信息產(chǎn)業(yè)有限公司, 浙江大學