专利名称：全方位目标自动搜寻智能球形摄像机的制作方法
技术领域：
中，与本发明最为接近的是监控装置中带预置功能的球形摄像机。尽管目前技术比较成熟，但国内外现有的球形摄像机没有目标自动搜对和跟踪的功能，且传动机构大多采用蜗轮蜗杆传动、皮带传动或齿轮与蜗轮蜗杆等多级复合传动。其问题是机械结构复杂，传动精度和效率低，控制电路复杂，可靠性差，成本高。
本发明的目的是提供一种机械结构简单，传动精度和效率高的全方位目标自动搜寻智能球形摄像机。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是它包括球形摄像头和转动机构。在机壳内的支撑轴的下端轴上装有齿轮与中托盘固接，并与下端的导电滑环连接成一体，支撑轴的上端与装有支架的上托盘固接，支架底面上装有偏转驱动电机，经偏转驱动电机轴上的齿轮与装在支撑轴上的齿轮相啮合后，带动上托盘转动，装有CCD摄像头的安装架、齿轮和轴连接成一体后，轴的一端安装在支架上端的孔中，支架的侧面装有俯仰驱动电机，经俯仰驱动电机轴上的齿轮与装在轴上的齿轮相啮合后，带动CCD摄像头转动，上槽形光耦和下槽形光耦固定在设有摄像头转动控制和图像处理的电路板上，装有CCD摄像头的安装架端部的凸板嵌入上槽形光耦中，中托盘上的凸板嵌入下槽形光耦中，在上托盘上罩有具有透明窗口的半球形外罩。
图1是本发明的结构示意图。
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，在机壳25内的支撑轴19的下端轴上设有档圈18，通过轴承17装有齿轮16与中托盘23固接后，并和导电滑环20连接于一体，导电滑环是实现从转动部位将电源和信号传递到静止部位的功能，使摄像头能完成大于360°的水平连续运动。连接柱22将中托盘23和下托盘21固定在机壳25上。支撑轴19的上端与装有支架6的上托盘13固接，支架6底面上装有偏转驱动电机(步进电机)14，经偏转驱动电机轴上的齿轮24与装在支撑轴19上的齿轮16啮合后，带动上托盘13转动。装有CCD摄像头2的安装架3、齿轮4和轴9连接成一体后，轴9的一端通过轴承7、螺母8安装在支架6上端的孔中，支架6的侧面装有俯仰驱动电机(步进电机)10，经俯仰驱动电机轴上的齿轮11与装在轴9上的齿轮4相啮合后，带动CCD摄像头2转动。上槽形光耦27和下槽形光耦26固定在电路板12上，安装架3端部的凸板嵌入上槽形光耦27中，中托盘23上的凸板嵌入下槽形光耦(图中用虚线表示)26中，在上托盘13上罩有具有透明窗口的半球形外罩1。
在支架6上端的齿轮4上装有消隙齿轮5，消隙齿轮5和齿轮4均和俯仰驱动电机轴上的齿轮1相啮合。以便消除在俯仰正反转时的齿间侧隙。
由于CCD摄像头的俯仰角度一般不大于90°，为了减小整个装置的体积，齿轮4和消隙齿轮5均做成为稍大于1/4圆周的扇形(半弧形)齿轮。
在支撑轴19上的齿轮16上装有消隙齿轮15，消隙齿轮15和齿轮16均和偏转驱动电机轴上的齿轮24相啮合。以便消除整个装置在360°水平正反偏转时的齿间侧隙。
本发明的工作原理是当偏转电机转动时，整个机架绕对称中心轴转动，完成CCD摄像头的水平偏转运动，改变摄像机的水平方向摄取目标的角度。当偏转电机转动时，驱动摄像头的上下俯仰运动，改变摄像机的垂直方向摄取目标的角度。
在装置中设有摄像头转动控制和图像处理电路。电路包括CCD摄像头运动控制单元，摄像头位置预置、记忆、存储单元，图像处理单元。软件包括摄像头运动控制模块，摄像头位置的预置、记忆和存储模块，图像识别、目标搜对和目标跟踪等模块。CCD摄像头摄取的图像传递到图像处理单元，通过软件算法分析目标的形状、位置，发出命令给摄像头运动控制单元，驱动步进电机，改变摄像头方向，实现自动搜对和跟踪目标。
本发明具有的优点是CCD摄像头摄取的图像传送到图像处理单元，通过软件算法识别目标的形状、位置和运动参数，发出命令给摄像头运动控制单元，驱动步进电机，改变摄像头方向，实现自动搜寻和跟踪目标。同时还能进行烟雾、水位、油位、表盘的检测。具有摄像头位置的预置、记忆和存储功能，并能根据不同情况自动调节摄像头的运动速度。摄像头能完成大于360°的水平连续运动和大于90°的俯仰运动。本发明机械结构简单、传动精度和效率高，摄像头运动控制和图像处理电路简单、图像分辨高。整个装置集光、机、电、信息和控制于一体，是高智能化的机电一体化的监控产品，具有预置、记忆、目标自动搜寻和跟踪等拟人功能。
权利要求
1.全方位目标自动搜寻智能球形摄像机，它包括球形摄像头和转动机构，其特征在于在机壳[25]内的支撑轴[19]的下端轴上装有齿轮[16]与中托盘[23]固接，并与下端的导电滑环[20]连接成一体，支撑轴[19]的上端与装有支架[6]的上托盘[13]固接，支架[6]底面上装有偏转驱动电机[14]，经偏转驱动电机轴上的齿轮[24]与装在支撑轴[19]上的齿轮[16]相啮合后，带动上托盘[13]转动，装有CCD摄像头[2]的安装架[3]、齿轮[4]和轴[9]连接成一体后，轴[9]的一端安装在支架[6]上端的孔中，支架[6]的侧面装有俯仰驱动电机[10]，经俯仰驱动电机轴上的齿轮[11]与装在轴[9]上的齿轮[4]相啮合后，带动CCD摄像头[2]转动，上槽形光耦[27]和下槽形光耦[26]固定在设有摄像头转动控制和图像处理的电路板[12]上，装有CCD摄像头的安装架[3]端部的凸板嵌入上槽形光耦[27]中，中托盘[23]上的凸板嵌入下槽形光耦[26]中，在上托盘[13]上罩有具有透明窗口的半球形外罩[1]。
2.根据权利要求1所述的全方位目标自动搜寻智能球形摄像机，其特征在于在支架[6]上端的齿轮[4]上装有消隙齿轮[5]，消隙齿轮[5]和齿轮[4]均和俯仰驱动电机轴上的齿轮[1]相啮合。
3.根据权利要求2所述的全方位目标自动搜寻智能球形摄像机，其特征在于齿轮[4]和消隙齿轮[5]均做成为稍大于1/4圆周的扇形齿轮。
4.根据权利要求1所述的全方位目标自动搜寻智能球形摄像机，其特征在于在支撑轴[19]上的齿轮[16]上装有消隙齿轮[15]，消隙齿轮[15]和齿轮[16]均和偏转驱动电机轴上的齿轮[24]相啮合。
全文摘要
全方位目标自动搜寻智能球形摄像机,CCD摄像头装在具有透明窗口的半球形圆柱罩内,由两台步进电机分别驱动一对齿轮转动,使摄像头实现大于360°的水平转动和大于90°的俯仰转动。CCD摄像头摄取的图像送到图像处理单元,通过软件识别发出命令给摄像机运动控制单元驱动步进电机转动,改变摄像头方向,实现自动搜寻和跟踪目标。它机械结构简单,传动精度和效率高,摄像头运动控制和图像处理电路简单、分辨率高,是高智能化的光机电一体化监控产品。
文档编号H04N5/232GK1276675SQ0011854
公开日2000年12月13日 申请日期2000年6月27日 优先权日2000年6月27日
发明者王宣银, 张健, 唐慧明 申请人:浙江南望图像信息产业有限公司, 浙江大学