一种控制不同球机输出相同转速的预配置方法及系统的制作方法_2

文档序号:9631162阅读:来源:国知局
其是在使用专业键盘控制球机时,用户能够得到较好的控制体验。
[0040] 通过迭代的方式对各球机云台实际转速在预期转速范围内对应的速度控制参数 并保存,实现球机的参数预配置,计算简单,方便在实际应用中对各球机预配置的参数进行 调用。另外,根据图像匹配算法计算球机转动的角速度,能提高系统的运行速度和精度,对 球机的转动角速度进行准确的控制。此外,还可以通过获取球机中云台的水平偏移角度的 变化来计算球机的转动角速度,进一步简化计算方式。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明实施例监控系统的结构示意图;
[0042] 图2为本发明实施例云台预配置的示意图。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性 的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
[0044] 本发明的一种控制不同球机输出相同转速的预配置系统,参见图1,本实施例包括 多个球机和多个球机控制模块,球机与球机控制模块--对应,多个球机控制模块通过一 个控制系统控制。球机包括摄像机和控制摄像机转动的云台,云台可选择固定云台或电动 云台,云台通过水平驱动电机的驱动实现水平方向的转动,通过垂直驱动电机的驱动实现 垂直方向的转动,进而带动摄像机朝着不同的方向转动。通常,球机转速(本实施方式中转 速为角速度)指的是球机在1级变倍下的转速,且球机的变倍级数越高,球机的转速越慢。 为了方便对对比,本实施例在对多个球机进行转速适配预配置前,所有球机均位于1级变 倍下。
[0045] 球机控制模块包括云台预转模块、比较模块和参数存储模块。其中,云台预转模块 用于预转球机云台获取云台实际转速,比较模块将云台实际转速与预期转速范围作比较, 获取实际转速在预期转速范围内对应的云台速度控制参数,在本实施例中,云台的速度控 制参数为云台转速级别,参数存储模块用于将实际转速对应的云台转速级别和预期转速范 围一一对应地存储的。
[0046] 在监控系统中,控制系统发送一个相同的云台转速级别给多个球机时,如果不对 监控系统中的各个球机进行预配置,各个球机可能输出不同的转速,用户体验差,为了解决 当控制系统发送同一个云台转速级别给多个球机时,多个球机转速相同的问题,本发明的 一种控制不同球机输出相同转速的预配置方法,具体包括:
[0047] 步骤一,预设云台转速级别对应的预期转速范围,如表1所示:
[0048] 表 1
[0049]
[0050] 表1中,Ni、N均为正整数,N表示预设系统云台转速级别的最大值,1 <Ni<N, ΡρPn;P2,P22;…;PNi,PNiNi;…;PN,PNN均为正数,且PJPpP22>P2,…,PNiNi>PNi,…,PNN>PN。 当控制系统设定一个统一的云台转速级别Ni发送给球机1到球机n,球机1到球机n输出 转速的预期转速范围为:PNl~PNlNl。
[0051] 步骤二,控制系统发送不同的云台转速级别给球机,预转该球机中的云台,获取该 云台的实际转速,当云台实际转速在预期转速范围内,将该实际转速对应的云台转速级别 和预期转速范围一一对应地保存到该球机控制模块中,实现球机输出预期转速的速度控制 参数的预配置。
[0052] 参见图2,此步骤中通过预转获得云台实际转速的过程为:
[0053] 步骤I,获取当前球机云台的转速级别范围值1~M,M为正整数,且MSN。当前 实施例中的球机云台转速级别是1~256。
[0054]步骤II,控制系统配置当前球机的云台转速级别为Ni,Ni为正整数,且Ni<M。控 制系统通过计算得到当前球机的云台适配转速级别Ml并发送至该球机,云台适配的转速 级别Ml的计算公式为:
[0055] Ml=NiX(M/N)。
[0056] 当计算获得的Ml不是整数时,通过四舍五入的方式对Ml进行取整。
[0057] 步骤III,通过云台预转获取当前球机的转动角速度Ql。
[0058] 本实施例采用图像匹配算法获取当前球机的云台在水平方向上转动k圈,k为正 整数且k彡1,即云台转动kX360°时的球机转动角速度Q1,其中,图像匹配算法采用感知 哈希算法或特征区域匹配算法,当前实施例采用感知哈希算法来计算各球机的角速度Q1, 具体步骤为:
[0059] a.采集当前球机云台转动前的初始图像,将图像缩小到8X8的尺寸,总共64个像 素,这样做是为了摒弃不同尺寸、比例的图像带来的图像差异,方便后续计算。同时,简化图 像色彩,将缩小后图像转为64级灰度,即所有像素点总共只有64种颜色。将第i行第j列 的像素灰度值记为,获得一个8X8的矩阵列表S,S=S^,i,j均为正整数,1 <i< 8, 1 ^j^ 8〇
[0060] b.计算简化色彩后的图像像素灰度的平均灰度值VI。
[0061] c.建立一个8X8的特征矩阵S1,S1 =Sl^SL表示特征矩阵的第i行第j列的 值,i,j均为正整数,1彡i彡8,1彡j彡8。将简化色彩后的图像像素灰度值Su与平均灰 度值VI进行比较,VI时,SIlj= 1 ;反之,SIlj= 0,获取一个8X8的特征矩阵S1。
[0062] d.转动当前球机的云台并采集图像,记录采集到每帧图像时云台的转动时间t', 并对采集的图像重复步骤a-c,得到当前图像的特征矩阵S' =S'vS'、,表示特征矩阵的 第i行第j列的值,i,j均为正整数,1彡i彡8,1彡j彡8。
[0063] e.将当前球机采集的图像的特征矩阵S'和云台转动前初始图像的矩阵S1的每个 元素数值-对应进行对比,统计出矩阵数值相同时的数量St。
[0064] f.对当前球机的云台转动k圈获取的每帧图片均进行步骤a-e的处理,得到St最 大的图像即为球机转动k圈时的图像,球机输出角速度Q1 :
[0065] Q1 =kXπ/t;
[0066] 式中,t为St最大时的图像对应的云台转动时间。
[0067] 在本实施例中,当前球机的云台在水平方向上转动360°,采集多帧图像,进行处 理计算出球机转动角速度Q1。
[0068] 本发明对步骤III的获取球机转动角速度还提供了另一种方式,在云台水平驱动电 机的转动轴上安装用于检测云台转动角度的角度传感器,角度传感器可根据需要选择现有 的常规角度传感器类型。具体地,本实施例中角度传感器选择高精度倾角传感器SCA100T。
[0069] 云台转动前,利用角度传感器检测云台的水平偏移角度L1,转动一定时间T后, 云台停止,再次检测云台的水平偏移角度L2,得到角速度Q1,角度传感器将检测的水平偏 移角度L1和水平偏移角度L2均发送至控制系统,由控制系统计算获得球机的转动角速度 Q1 :
[0070] Q1 = (L2-Ll)/T〇
[0071] 当然,也可以检测云台转动前和停止时的垂直偏移角度来计算球机的转动角速 度。
[0072] 步骤IV,将角速度Q1与预期转速范围PNl~P_进行比对,若匹配,即 PNl<Ql<PNlNl,则配置成功,,控制系统将转速级别Ml保存到当前球机的球机控制模块中。 反之,若不匹配,则进行一轮校准,进入步骤V;
[0073] 步骤V,控制系统第η次计算云台适配转速级别Μη,η为正整数且η彡2,Μη的计 算公式为:
[0074] Μη=Mn-l+((PNl+PNlNl)/2-Qn-l)X(M1/Q1+M2/Q2+...· +Mn-l/Qn-l)/n-l,
[0075] 式中,M
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