云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法，首先，布置一體化云臺系統(tǒng)，系統(tǒng)由指令單元、顯示單元、鏡頭、攝像機、云臺、水平垂直反饋板以及云臺控制主板組成，云臺控制主板配置鏡頭，鏡頭內(nèi)部有放大和焦距兩個電機；在云臺控制主板外圍布置云臺并且其內(nèi)部安裝有垂直與水平兩個電機，垂直方向為電位器，水平方向為若干霍爾編碼器；在云臺控制主板外部連接水平垂直反饋板。本發(fā)明設置完成后，隨著云臺水平轉(zhuǎn)動，可根據(jù)水平坐標計算出當前指向，通過電路，將指向字符實時疊加到攝像機圖像上；連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺水平坐標是通過由霍爾傳感器構(gòu)成的連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器進行測量，霍爾傳感器將電機的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號。
【專利說明】云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制【技術(shù)領域】，尤其涉及一種應用于安防系統(tǒng)中的連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像機云臺是兩個交流電機組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動。但是，我們所說的云臺區(qū)別于照相器材中的云臺；照相器材的云臺一般來說只是一個三腳架，只能通過手來調(diào)節(jié)方位；而監(jiān)控系統(tǒng)所說的云臺是通過控制系統(tǒng)在遠程可以控制其轉(zhuǎn)動以及移動的方向的。
[0003]在安防系統(tǒng)中，水平方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺的使用已經(jīng)非常廣泛，實際應用中經(jīng)常需要在監(jiān)視圖像上疊加鏡頭指向字符，一般需要指明北、南、西、東、西北、東北、西南、東南共八個方向。云臺的安裝方向取決于安裝環(huán)境，初次安裝完成時攝像機鏡頭的指向是隨機的，如何明確攝像機鏡頭指向有兩種方法:
[0004]第一種:采用地磁傳感器，實時測量出鏡頭的指向；優(yōu)點是不受安裝影響，系統(tǒng)上電后就能指示；缺點是地磁傳感器易受云臺電機干擾，會造成指向不穩(wěn)定或不準確，同時增加了成本。
[0005]第二種:人為設定一個初始指向(如北向)，然后根據(jù)云臺水平電機的位置信息，通過算法計算出其它指向。同時，初始指向的實際坐標會保存在系統(tǒng)存貯器中，下一次上電時會自動讀取，不需要再次設定。這樣，只要云臺安裝位置不再發(fā)生變化，云臺攝像機的鏡頭指向問題便徹底解決了。
[0006]本發(fā)明就是基于第二種方法的原理實現(xiàn)云臺攝像機鏡頭指向的遠程設置功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對以上缺陷，本發(fā)明提供一種云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法，設置完成后，隨著云臺的水平轉(zhuǎn)動，根據(jù)水平坐標計算出當前指向，通過專用電路，將指向字符實時置加到攝像機圖像上，以解決現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種云臺攝像機鏡頭指向遠程設置的實現(xiàn)方法，主要由以下步驟組成:
[0010]⑴首先，布置一個全向一體化云臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由指令單元、顯示單元、鏡頭、攝像機、云臺、水平垂直反饋板以及云臺控制主板組成，具體連接如下:
[0011]指令單元直接與云臺控制主板相接用于發(fā)出云臺控制指令，如鍵盤、網(wǎng)絡控制平臺等，此云臺控制主板的顯示模塊與外部顯示單元相接，此顯示單元為監(jiān)視器或矩陣大屏幕，云臺控制主板配置鏡頭并且組合后外部配置同一個防護罩，鏡頭內(nèi)部有放大和焦距兩個電機，并輸出電機位置反饋信號，攝像機與云臺控制主板連接用于輸出視頻圖像；
[0012]⑵然后，繼續(xù)根據(jù)步驟⑴，在云臺控制主板外圍布置云臺并且其內(nèi)部安裝有垂直與水平兩個電機，用于輸出電機位置反饋信號，垂直方向為電位器，水平方向為若干霍爾編碼器；在云臺控制主板外部連接水平垂直反饋板，用于將反饋信號通過RS232上傳給云臺控制主板；其中的云臺控制主板用于接收指令，同時計算水平方向的角度，換算出方向值，通過RS232控制字符疊加模塊在視頻圖像上疊加鏡頭指向字符；
[0013]⑶以上所布置的水平方向的若干霍爾傳感器構(gòu)成連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器進行測量連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺水平坐標，霍爾傳感器將電機的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，同時，編碼器配有一個光電檢測裝置，負責云臺每轉(zhuǎn)一周，云臺安裝固定完成后，云臺水平方向的零點位置將不再改變，這樣云臺水平方向任何一個位置將有一個唯一的計數(shù)值與之對應，這個計數(shù)值為云臺水平方向坐標；
[0014]⑷對于云臺初次安裝或安裝位置改變時，若得到攝像機鏡頭的正確指向，通過鍵盤或云臺控制軟件遠程設置方位基準:操作云臺使鏡頭指向正北方向，垂直、變倍、聚焦參數(shù)無須改變，若指向精確，借助指南針工具確認鏡頭實際指向為正北。
[0015]在步驟⑶中，若設置兩個霍爾傳感器，對應輸出兩路相位差為90°的脈沖信號，反轉(zhuǎn)時A、B兩路脈沖相對于正轉(zhuǎn)時正好反相，脈沖編碼器負責對脈沖計數(shù)，所得計數(shù)值對應電機的角位移。
[0016]在步驟⑷中，對于云臺初次安裝或安裝位置改變時，若執(zhí)行設置預置位61指令，系統(tǒng)以正北方向保存此時水平方向上的坐標，并作為其它方向的基準。
[0017]本發(fā)明所述的云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法的有益效果為:
[0018]⑴設置完成后，隨著云臺的水平轉(zhuǎn)動，可根據(jù)水平坐標計算出當前指向，通過專用電路，將指向字符實時置加到攝像機圖像上；
[0019]⑵連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺水平坐標是通過由霍爾傳感器構(gòu)成的連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器進行測量，霍爾傳感器將電機的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號；
[0020]⑶云臺控制主板:接收指令，控制水平、垂直、變倍、聚焦等四個電機，同時計算水平方向的角度，換算出方向值，通過RS232控制字符疊加模塊在視頻圖像上疊加鏡頭指向字符。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0022]圖1是本發(fā)明實施例的霍爾傳感器構(gòu)成連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實施例的連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器計數(shù)原理示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實施例的全向一體化云臺系統(tǒng)連接圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實施例的算法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1-3所示，本發(fā)明實施例所述的云臺攝像機鏡頭指向遠程設置的實現(xiàn)方法，主要由以下步驟組成:
[0027]⑴首先，布置一個全向一體化云臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由指令單元、顯示單元、鏡頭、攝像機、云臺、水平垂直反饋板以及云臺控制主板組成，具體連接如下:
[0028]指令單元直接與云臺控制主板相接用于發(fā)出云臺控制指令，如鍵盤、網(wǎng)絡控制平臺等，此云臺控制主板的顯示模塊與外部顯示單元相接，此顯示單元為監(jiān)視器或矩陣大屏幕，云臺控制主板配置鏡頭并且組合后外部配置同一個防護罩，鏡頭內(nèi)部有放大和焦距兩個電機，并輸出電機位置反饋信號，攝像機與云臺控制主板連接用于輸出視頻圖像；
[0029]⑵然后，繼續(xù)根據(jù)步驟⑴，在云臺控制主板外圍布置云臺并且其內(nèi)部安裝有垂直與水平兩個電機，用于輸出電機位置反饋信號，垂直方向為電位器，水平方向為若干霍爾編碼器；在云臺控制主板外部連接水平垂直反饋板，用于將反饋信號通過RS232上傳給云臺控制主板；其中的云臺控制主板用于接收指令，控制水平、垂直、變倍、聚焦四個電機，同時計算水平方向的角度，換算出方向值，通過RS232控制字符疊加模塊在視頻圖像上疊加鏡頭指向子符；
[0030]⑶以上所布置的水平方向的若干霍爾傳感器構(gòu)成連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器進行測量連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺水平坐標，霍爾傳感器將電機的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，如圖1中的A、B即為兩個霍爾傳感器，對應輸出兩路相位差為90°的脈沖信號，反轉(zhuǎn)時A、B兩路脈沖相對于正轉(zhuǎn)時正好反相，脈沖編碼器負責對脈沖計數(shù)，所得計數(shù)值對應電機的角位移；同時，編碼器配有一個光電檢測裝置，負責云臺每轉(zhuǎn)一周，編碼器計數(shù)值清零一次，光電檢測裝置不會隨著云臺的旋轉(zhuǎn)而位置發(fā)生變化，即云臺安裝固定完成后，云臺水平方向的零點位置將不再改變，這樣云臺水平方向任何一個位置將有一個唯一的計數(shù)值與之對應，這個計數(shù)值稱為云臺水平方向坐標；
[0031]連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器計數(shù)原理以重型慢速云臺為例:云臺水平旋轉(zhuǎn)一周角位移范圍是0?360°，對應編碼器的輸出的水平方向坐標范圍為0?31999 ；
[0032]以輕型快速云臺為例:云臺水平旋轉(zhuǎn)一周角位移范圍是0?360°，對應編碼器的輸出的水平方向坐標范圍為0?7999 ;本案云臺在上電自檢過程中會自動確認云臺轉(zhuǎn)動一周的最大計數(shù)值；
[0033]⑷對于云臺初次安裝或安裝位置改變時，若得到攝像機鏡頭的正確指向，通過鍵盤或云臺控制軟件遠程設置方位基準:操作云臺使鏡頭指向正北方向，垂直、變倍、聚焦參數(shù)無須改變，若指向精確，借助指南針工具確認鏡頭實際指向為正北；
[0034]執(zhí)行設置預置位61指令(如鍵盤操作時按SET+61+ENTER)，系統(tǒng)會以正北方向保存此時水平方向上的坐標，并作為其它方向的基準，此時攝像機圖像上疊加的指向字符會變成“鏡頭指向:北”；
[0035]水平轉(zhuǎn)動云臺，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)一周以上，依次檢查各方向上的鏡頭指向字符是否正確，如果發(fā)現(xiàn)指向有誤，可重新設置正北方位。
[0036]如圖4所示，本發(fā)明實施例所述的云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法，所涉及到的軟件部分算法程序及注釋如下:
[0037]Char get_direction (￥oid)
I
Inttmpl?tmp2;//局部變量，用于暫存
Char dir_n=0;/7 指向編號
dirJiorth=Iargetx;//從.內(nèi)存+讀取已設定的正北方向的坐標
i1:Tdir_noith>=(Mot Pafa [O].pot max+1) )d i r_nort K=O; /7 容錯處理:正免坐標//大于云臺水平最大坐標值時，默認O點為正北
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種云臺攝像機鏡頭指向遠程設置的實現(xiàn)方法，其特征在于，由以下步驟組成: ⑴首先，布置一個全向一體化云臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)由指令單元、顯示單元、鏡頭、攝像機、云臺、水平垂直反饋板以及云臺控制主板組成，具體連接如下: 指令單元直接與云臺控制主板相接用于發(fā)出云臺控制指令，如鍵盤、網(wǎng)絡控制平臺等，此云臺控制主板的顯示模塊與外部顯示單元相接，此顯示單元為監(jiān)視器或矩陣大屏幕，云臺控制主板配置鏡頭并且組合后外部配置同一個防護罩，鏡頭內(nèi)部有放大和焦距兩個電機，并輸出電機位置反饋信號，攝像機與云臺控制主板連接用于輸出視頻圖像； ⑵然后，繼續(xù)根據(jù)步驟⑴，在云臺控制主板外圍布置云臺并且其內(nèi)部安裝有垂直與水平兩個電機，用于輸出電機位置反饋信號，垂直方向為電位器，水平方向為若干霍爾編碼器；在云臺控制主板外部連接水平垂直反饋板，用于將反饋信號通過RS232上傳給云臺控制主板；其中的云臺控制主板用于接收指令，同時計算水平方向的角度，換算出方向值，通過RS232控制字符疊加模塊在視頻圖像上疊加鏡頭指向字符； ⑶以上所布置的水平方向的若干霍爾傳感器構(gòu)成連續(xù)旋轉(zhuǎn)編碼器進行測量連續(xù)旋轉(zhuǎn)云臺水平坐標，霍爾傳感器將電機的轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，同時，編碼器配有一個光電檢測裝置，負責云臺每轉(zhuǎn)一周，云臺安裝固定完成后，云臺水平方向的零點位置將不再改變，這樣云臺水平方向任何一個位置將有一個唯一的計數(shù)值與之對應，這個計數(shù)值為云臺水平方向坐標； ⑷對于云臺初次安裝或安裝位置改變時，若得到攝像機鏡頭的正確指向，通過鍵盤或云臺控制軟件遠程設置方位基準:操作云臺使鏡頭指向正北方向，垂直、變倍、聚焦參數(shù)無須改變，若指向精確，借助指南針工具確認鏡頭實際指向為正北。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法，其特征在于:在步驟⑶中，若設置兩個霍爾傳感器，對應輸出兩路相位差為90°的脈沖信號，反轉(zhuǎn)時A、B兩路脈沖相對于正轉(zhuǎn)時正好反相，脈沖編碼器負責對脈沖計數(shù)，所得計數(shù)值對應電機的角位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的云臺攝像機鏡頭指向遠程設置及視頻字符疊加的實現(xiàn)方法，其特征在于:在步驟⑷中，對于云臺初次安裝或安裝位置改變時，若執(zhí)行設置預置位61指令，系統(tǒng)以正北方向保存此時水平方向上的坐標，并作為其它方向的基準。
【文檔編號】G05D3/12GK103777649SQ201410069021
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】康濤, 張婷 申請人:富盛科技股份有限公司