專利名稱：移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種云臺(tái)控制裝置，尤其是一種能夠在移動(dòng)中對(duì)普通監(jiān)控云臺(tái)進(jìn)行目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制的電子裝置，具體地說是一種移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器。
背景技術(shù)：
普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用的云臺(tái)可以在人工控制下對(duì)承載物體作水平和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，但不具備對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤功能。
實(shí)際應(yīng)用中存在這樣的需求把云臺(tái)及其承載物體一并安裝在汽車或輪船等移動(dòng)物體上，當(dāng)汽車或輪船在行進(jìn)過程中，要求云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)承載物體使其方向始終指到事先確定的固定目標(biāo)上。顯然對(duì)于這樣的需求，普通視頻監(jiān)控云臺(tái)是不能勝任的，一種簡(jiǎn)便的解決方法是給云臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，該控制器能夠自動(dòng)對(duì)云臺(tái)進(jìn)行控制(而不是人工操作)，以保持在云臺(tái)隨汽車等移動(dòng)時(shí)，其指向始終對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的普通監(jiān)控云臺(tái)自動(dòng)化水平低，不能在移動(dòng)過程中對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤的問題，設(shè)計(jì)一種具有目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制功能的云臺(tái)控制器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，包括GPS接收模塊1、電子羅盤模塊2、嵌入式主機(jī)3以及電源模塊4，電源模塊4的輸出為其余各模塊供電，其特征是GPS接收模塊1以及電子羅盤模塊2的輸出均與嵌入式主機(jī)3相應(yīng)的輸入接口相連，嵌入式主機(jī)3的輸入/輸出接口與云臺(tái)相應(yīng)的執(zhí)行控制裝置相連。
所述的嵌入式主機(jī)3設(shè)有與以太網(wǎng)絡(luò)相連的接口。
所述的電源模塊4的+5V和GND輸出端分別對(duì)應(yīng)與GPS接收模塊1、電子羅盤模塊2及嵌入式主機(jī)3的+5V和GND端相連，GPS接收模塊1的TXO、TXI端分別與嵌入式主機(jī)3上COM1口的RXD、TXD端相連，電子羅盤模塊2的TXO、TXI端分別與嵌入式主機(jī)3上COM2口的RXD、TXD端相連，嵌入式主機(jī)3上COM3口的A、B端與云臺(tái)執(zhí)行控制裝置的RS485控制信號(hào)輸入端相連；嵌入式主機(jī)3通過RJ45接口和以太網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收上位管理計(jì)算機(jī)的控制命令和上傳控制器當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過對(duì)普通監(jiān)控云臺(tái)進(jìn)行控制，即可使其具備目標(biāo)自動(dòng)跟蹤的功能。
2、對(duì)于多目標(biāo)應(yīng)用情況，能夠根據(jù)距離最近原則自動(dòng)控制云臺(tái)進(jìn)行切換，以指向下一個(gè)跟蹤目標(biāo)。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品成本低。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的主控程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖1、2、3所示。
如圖1，一種移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，由GPS接收模塊1、電子羅盤模塊2、嵌入式主機(jī)3、電源模塊4等組成。其中GPS接收模塊1選用美國瑟孚電子有限公司的GS1100，其接收頻率為1575.42MHz，能在-30℃至+80℃的范圍內(nèi)工作，輸出資料格式為NMEA0183V3.0，啟動(dòng)時(shí)間(TIFF)為熱啟動(dòng)8秒；溫啟動(dòng)35秒；冷啟動(dòng)55秒，定位準(zhǔn)確度為Standard Dev 3米；MaximumDev 10米，跟蹤敏感性-153dbm，導(dǎo)航敏感性-147.5dbm，捕獲敏感性-136dbm，+3.3～+5V的電壓下都能正常工作。其外形尺寸為17.65×19.15×2.5mm。電子羅盤模塊2選用上海郎尚公司的LP3200，測(cè)量精度為±1°，分辨率為±0.1°，重復(fù)性為±0.1°，響應(yīng)時(shí)間為7次/秒，磁場(chǎng)測(cè)量范圍從0.1GAUSS到1GAUSS，最大干擾磁場(chǎng)為20GAUSS，工作電壓為+5VDC，最大工作電流小于80MA，能在-40℃～80℃的溫度范圍內(nèi)工作。嵌入式主機(jī)3的主板選用深圳思泰基的DX-410，具有WATCH-DOG功能，板載DOC插座，支持8M～144M的DOC，單+5V工作電壓，工作溫度為-20℃～75℃，三個(gè)串口，一個(gè)可改為RS485，板載486DX-100CPU。電源模塊4選用單+5V 3A開關(guān)電源。電源模塊4的輸出為其余各模塊供電，GPS接收模塊1以及電子羅盤模塊2的輸出均與嵌入式主機(jī)3相應(yīng)的輸入接口相連，嵌入式主機(jī)3的輸入/輸出接口與云臺(tái)相應(yīng)的執(zhí)行控制裝置相連。
本實(shí)用新型的電路圖如圖2所示。把AC220V交流電接到電源模塊4的輸入端，電源模塊4輸出的+5V和GND端分別對(duì)應(yīng)與GPS接收模塊1、電子羅盤模塊2、嵌入式主機(jī)3的+5V和GND端相連。把GPS模塊1的TXO、TXI端分別對(duì)應(yīng)與嵌入式主機(jī)3上COM1口的RXD、TXD端相連。把電子羅盤模塊2的TXO、TXI端分別對(duì)應(yīng)與嵌入式主機(jī)3上COM2口的RXD、TXD端相連。把嵌入式主機(jī)3上COM3口的A、B端與外接監(jiān)控云臺(tái)的RS485控制信號(hào)輸入端相連。嵌入式主機(jī)3還通過RJ45接口和以太網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收上位管理計(jì)算機(jī)的控制命令和上傳控制器當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
如圖3是本實(shí)用新型的嵌入式主機(jī)3內(nèi)部CPU運(yùn)行軟件的工作流程圖。
(1)主程序啟動(dòng)后計(jì)時(shí)90秒，給外接室外云臺(tái)自檢時(shí)間。
(2)云臺(tái)自檢完畢即讀電子羅盤模塊2數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定時(shí)對(duì)電子羅盤模塊2進(jìn)行硬鐵補(bǔ)償和正北校正。
(3)待電子羅盤模塊2的輸出穩(wěn)定后，讀取GPS接收模塊1的輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)嵌入式主機(jī)3內(nèi)部存儲(chǔ)的所有目標(biāo)的全球定位坐標(biāo)，采用最近原則確認(rèn)當(dāng)前云臺(tái)應(yīng)該指向的目標(biāo)。
(4)讀取GPS接收模塊1的輸出坐標(biāo)，計(jì)算出當(dāng)前云臺(tái)與所指向目標(biāo)的連線相對(duì)于地理上正北方向的方位角A。
(5)讀取電子羅盤模塊2測(cè)量到的方位角B，比較A和B的值得到差值C(C＝A-B)，如果C值不在允許范圍(±3度)內(nèi)，本實(shí)用新型控制器向外接云臺(tái)發(fā)出控制命令控制云臺(tái)左、右、上、下轉(zhuǎn)動(dòng)。
(6)不斷重復(fù)步驟(4)、(5)，直到差值C在允許范圍內(nèi)為止。
(7)再次讀取GPS接收模塊1的輸出坐標(biāo)，判斷云臺(tái)是否需要切換到下一個(gè)目標(biāo)，如果是則控制外接云臺(tái)指向新的目標(biāo)。
(8)不斷重復(fù)步驟(4)～(7)。
本實(shí)用新型的工作原理是嵌入式主機(jī)3定時(shí)自動(dòng)讀取GPS接收模塊1的數(shù)據(jù)，計(jì)算出當(dāng)前云臺(tái)與所指向目標(biāo)的連線相對(duì)于地理上正北方向的方位角A，并將其與電子羅盤模塊2的讀出方位角B進(jìn)行比較，如果兩者之間的差值大于門限，則本實(shí)用新型控制器向外接云臺(tái)發(fā)出控制命令使云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到指向目標(biāo)。當(dāng)發(fā)生漫游時(shí)，嵌入式主機(jī)3能夠根據(jù)內(nèi)存中存儲(chǔ)的下一個(gè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)，重新計(jì)算新目標(biāo)相對(duì)于當(dāng)前云臺(tái)的方位角，并與電子羅盤的讀出方位角比較，控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到指向下一個(gè)目標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，包括GPS接收模塊(1)、電子羅盤模塊(2)、嵌入式主機(jī)(3)以及電源模塊(4)，電源模塊(4)的輸出為其余各模塊供電，其特征是GPS接收模塊(1)以及電子羅盤模塊(2)的輸出均與嵌入式主機(jī)(3)相應(yīng)的輸入接口相連，嵌入式主機(jī)(3)的輸入/輸出接口與云臺(tái)相應(yīng)的執(zhí)行控制裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，其特征是所述的嵌入式主機(jī)(3)設(shè)有與以太網(wǎng)絡(luò)相連的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)云臺(tái)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤控制器，其特征是所述的電源模塊(4)的+5V和GND輸出端分別對(duì)應(yīng)與GPS接收模塊(1)、電子羅盤模塊(2)及嵌入式主機(jī)(3)的+5V和GND端相連，GPS接收模塊(1)的TXO、TXI端分別與嵌入式主機(jī)(3)上COM1口的RXD、TXD端相連，電子羅盤模塊(2)的TXO、TXI端分別與嵌入式主機(jī)(3)上COM2口的RXD、TXD端相連，嵌入式主機(jī)(3)上COM3口的A、B端與云臺(tái)執(zhí)行控制裝置的RS485控制信號(hào)輸入端相連；嵌入式主機(jī)(3)通過RJ45接口和以太網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收上位管理計(jì)算機(jī)的控制命令和上傳控制器當(dāng)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的普通監(jiān)控云臺(tái)自動(dòng)化水平低，不能實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)過程中對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤問題，公開了一種具有目標(biāo)自動(dòng)跟蹤功能的云臺(tái)控制器。該控制器包括GPS接收模塊(1)、電子羅盤模塊(2)、嵌入式主機(jī)(3)以及電源模塊(4)，電源模塊(4)的輸出為其余各模塊供電，其特征是GPS接收模塊(1)以及電子羅盤模塊(2)的輸出均與嵌入式主機(jī)(3)相應(yīng)的輸入接口相連，嵌入式主機(jī)(3)的輸入/輸出接口與云臺(tái)相應(yīng)的執(zhí)行控制裝置相連。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S1/08GK2891033SQ20062006991
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者張華 , 史明琪, 朱建張 申請(qǐng)人:南京澳帝姆科技有限公司