專利名稱：海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到海難搜救領(lǐng)域，特別涉及到海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在海難搜救系統(tǒng)中，搜救平臺(tái)主要用于海上目標(biāo)圖像信息的采集。由于圖像處理數(shù)學(xué)方法上的滯后性，攝像頭傳遞的海上搜救信息很難在背景環(huán)境和搜救目標(biāo)都是處于動(dòng)態(tài)的環(huán)境下采集到圖像信息。此外，由于大多為陸用電視監(jiān)控設(shè)備，挪到船艇上存在著云臺(tái)旋轉(zhuǎn)不平滑、指向精度差、船舶搖擺狀態(tài)下不適用、不耐海上鹽霧環(huán)境等諸多嚴(yán)重缺陷，難以滿足用戶的使用要求。搜救船在海上搜救過(guò)程中往往是在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行的，搜救船的動(dòng)態(tài)特性使得放置攝像頭的平臺(tái)始終處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。申請(qǐng)?zhí)枮?01020108446的專利申請(qǐng)文件公開(kāi)了一種組合多種光電傳感器的船載搜索取證一體化設(shè)備，包括陀螺穩(wěn)定平臺(tái)、光電傳感裝置、電氣驅(qū)動(dòng)單元、顯示控制單元；陀螺穩(wěn)定平臺(tái)為包括方位座和俯仰包的兩軸結(jié)構(gòu)；俯仰包設(shè)置在方位座的上面，可繞方位座中的方位軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)；光電傳感裝置包括搜索燈、可見(jiàn)光攝像機(jī)和紅外熱像儀，搜索燈安設(shè)在俯仰框架一側(cè)，可見(jiàn)光攝像機(jī)和紅外熱像儀安設(shè)在俯仰框架另一側(cè)，光電傳感裝置繞俯仰框架的俯仰軸俯仰運(yùn)轉(zhuǎn)；陀螺穩(wěn)定平臺(tái)配置有陀螺裝置并與設(shè)置在艙內(nèi)的電氣驅(qū)動(dòng)單元、顯控單元電分別連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置及其方法，通過(guò)采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置，其特征在于，包括平衡穩(wěn)定平臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的橫軸方向和縱軸方向分別連接有一控制系統(tǒng)；所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝有攝像頭，內(nèi)環(huán)通過(guò)縱軸方向的內(nèi)環(huán)軸連接第一伺服電動(dòng)機(jī)，外環(huán)通過(guò)橫軸方向的外環(huán)軸連接第二伺服電動(dòng)機(jī)， 所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和第二伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置絕對(duì)型編碼器；所述控制裝置包括一上位控制器，上位控制器的一端連接陀螺儀，所述陀螺儀安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)上，上位控制器的另一端連接絕對(duì)型編碼器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)采用相互獨(dú)立的雙軸雙閉環(huán)控制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于45度，攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0-360度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像頭通過(guò)夾具安裝固定于轉(zhuǎn)盤(pán)上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)平臺(tái)主軸連接步進(jìn)電機(jī)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的底部安裝有一穩(wěn)定系統(tǒng)，所述穩(wěn)定系統(tǒng)包括固定連接的鐵平衡塊和鉛平衡塊以及平衡箱體，平衡箱體內(nèi)盛放有阻尼油，阻尼油中設(shè)置有一葉輪，葉輪通過(guò)連接柱與鐵平衡塊相連。一種海難搜救系統(tǒng)抗搖方法，其特征在于，所述方法的步驟如下1)安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)橫軸和縱軸方向的陀螺儀實(shí)時(shí)測(cè)量平臺(tái)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度， 然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器反饋給上位控制系統(tǒng)；2)兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置的絕對(duì)型編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)的兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角輸出數(shù)據(jù)并反饋到上位控制器；3)上位控制器通過(guò)計(jì)算陀螺儀和伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角差，再次輸出給控制信號(hào)到伺服電動(dòng)機(jī)，精確的調(diào)整平衡穩(wěn)定平臺(tái)的位置，使得平衡穩(wěn)定平臺(tái)的重心方向始終指向地球的重力加速度方向。本發(fā)明的有益效果在于采用雙軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，提供了一個(gè)穩(wěn)定的平衡穩(wěn)定平臺(tái)，在海難環(huán)境比較惡劣的情況下，也能隔離船舶運(yùn)動(dòng)引起的擾動(dòng)，消除抖動(dòng)，從而提供穩(wěn)定的圖像輸出。


圖1為本發(fā)明所述的海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置的俯視圖。圖2為本發(fā)明所述的海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置的電器示意圖。圖3為本發(fā)明所述的海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明所述的海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置，包括平衡穩(wěn)定平臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的橫軸方向和縱軸方向分別連接有一控制系統(tǒng)；所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)采用相互獨(dú)立的雙軸雙閉環(huán)控制，包括轉(zhuǎn)盤(pán)4、內(nèi)環(huán)2和外環(huán)1， 所述轉(zhuǎn)盤(pán)4上安裝有攝像頭，內(nèi)環(huán)2通過(guò)縱軸方向的內(nèi)環(huán)軸3連接第一伺服電動(dòng)機(jī)，外環(huán)通過(guò)橫軸方向的外環(huán)軸5連接第二伺服電動(dòng)機(jī)，所述內(nèi)環(huán)2和外環(huán)1的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于45度， 所述轉(zhuǎn)盤(pán)4通過(guò)平臺(tái)主軸6連接步進(jìn)電機(jī)7，從而帶動(dòng)攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為 0-360度；第一伺服電動(dòng)機(jī)和第二伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置絕對(duì)型編碼器；所述控制裝置包括一上位控制器，上位控制器的一端連接陀螺儀，所述陀螺儀安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)上，上位控制器的另一端連接絕對(duì)型編碼器。所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的底部安裝有一穩(wěn)定系統(tǒng)，所述穩(wěn)定系統(tǒng)包括固定連接的鐵平衡塊9和鉛平衡塊8以及平衡箱體10，平衡箱體10內(nèi)盛放有阻尼油11，阻尼油11中設(shè)置有一葉輪12，葉輪12通過(guò)連接柱與鐵平衡塊9相連。一種海難搜救系統(tǒng)抗搖方法，所述方法的步驟如下1)安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)橫軸和縱軸方向的陀螺儀實(shí)時(shí)測(cè)量平臺(tái)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度， 然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器反饋給上位控制系統(tǒng)；2)兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置的絕對(duì)型編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)的兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角輸出數(shù)據(jù)并反饋到上位控制器；3)上位控制器通過(guò)計(jì)算陀螺儀和伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角差，再次輸出給控制信號(hào)到伺服電動(dòng)機(jī)，精確的調(diào)整平衡穩(wěn)定平臺(tái)的位置，使得平衡穩(wěn)定平臺(tái)的重心方向始終指向地球的重力加速度方向。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置，其特征在于，包括平衡穩(wěn)定平臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的橫軸方向和縱軸方向分別連接有一控制系統(tǒng)；所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)包括轉(zhuǎn)盤(pán)、內(nèi)環(huán)和外環(huán)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)上安裝有攝像頭，內(nèi)環(huán)通過(guò)縱軸方向的內(nèi)環(huán)軸連接第一伺服電動(dòng)機(jī)，外環(huán)通過(guò)橫軸方向的外環(huán)軸連接第二伺服電動(dòng)機(jī)，所述第一伺服電動(dòng)機(jī)和第二伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置絕對(duì)型編碼器；所述控制裝置包括一上位控制器，上位控制器的一端連接陀螺儀，所述陀螺儀安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)上，上位控制器的另一端連接絕對(duì)型編碼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗搖海難搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)采用相互獨(dú)立的雙軸雙閉環(huán)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗搖海難搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于45度，攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0-360度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗搖海難搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭通過(guò)夾具安裝固定于轉(zhuǎn)盤(pán)上，所述轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)平臺(tái)主軸連接步進(jìn)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗搖海難搜救系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的底部安裝有一穩(wěn)定系統(tǒng)，所述穩(wěn)定系統(tǒng)包括固定連接的鐵平衡塊和鉛平衡塊以及平衡箱體，平衡箱體內(nèi)盛放有阻尼油，阻尼油中設(shè)置有一葉輪，葉輪通過(guò)連接柱與鐵平衡塊相連。
6.一種海難搜救系統(tǒng)抗搖方法，其特征在于，所述方法的步驟如下1)安裝于平衡穩(wěn)定平臺(tái)橫軸和縱軸方向的陀螺儀實(shí)時(shí)測(cè)量平臺(tái)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器反饋給上位控制系統(tǒng)；2)兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)置的絕對(duì)型編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)的兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角輸出數(shù)據(jù)并反饋到上位控制器；3)上位控制器通過(guò)計(jì)算陀螺儀和伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角差，再次輸出給控制信號(hào)到伺服電動(dòng)機(jī)，精確的調(diào)整平衡穩(wěn)定平臺(tái)的位置，使得平衡穩(wěn)定平臺(tái)的重心方向始終指向地球的重力加速度方向。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種海難搜救系統(tǒng)抗搖裝置及其方法，所述抗搖裝置包括平衡穩(wěn)定平臺(tái)和控制系統(tǒng)，所述平衡穩(wěn)定平臺(tái)的橫軸方向和縱軸方向分別連接有一控制系統(tǒng)；平衡穩(wěn)定平臺(tái)在交流伺服電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的控制下，可以將兩方向軸(X和Y)轉(zhuǎn)動(dòng)到平臺(tái)重心指向重力加速度的穩(wěn)定位置。本發(fā)明的有益效果在于采用雙軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，提供了一個(gè)穩(wěn)定的平衡穩(wěn)定平臺(tái)，在海難環(huán)境比較惡劣的情況下，也能隔離船舶運(yùn)動(dòng)引起的擾動(dòng)，消除抖動(dòng)，從而提供穩(wěn)定的圖像輸出。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102420975SQ20111034039
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者姬軍豪, 孫振, 岳虎, 應(yīng)士君, 施朝健, 楊丹萍, 王勝正, 莫?jiǎng)τ? 許開(kāi)宇, 許虎, 趙冰潔, 陳建彪, 陳錦標(biāo) 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)