一种通用云台功能扩展装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及云台控制领域，具体地讲，涉及一种通用云台功能扩展装置。
【背景技术】
[0002]在安防监控领域，视频监控前端一般有云台、摄像机、镜头、补光灯等设备组成。云台作为核心控制部件，接收后端的控制指令分别实现摄像机2轴方位运动，完成镜头的变焦、聚焦控制及补光灯的开关等操作。但随着视频监控的发展，对前端的智能化要求也越来越多，除要完成高清可见光视频信息的采集传输外，还要增加其他信息的采集，例如增加激光夜视、红外热成像等其他光谱摄像机的视频采集，目标距离信息，前端的地理位置信息等多种数据的采集。
[0003]目前普通云台控制部分只能完成单路镜头的三可变控制以及预留几路开关信号。这些信号已经远远不能实现以上多种传感器的信息采集。另外当有智能分析前端时，智能分析开启时会实时监测并根据分析结果输出报警信息，这时需要云台能够响应报警停止当前动作。例如在巡航时需要停下来，人工可以参与报警信息的处理，处理完后继续原来巡航，而一般云台都不具备此类与智能分析模块的联动功能的。
【发明内容】
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[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种通用云台扩展装置，完成多种信息的采集和传输，还可以实现云台的联动功能。
[0005]本实用新型采用如下技术方案实现发明目的:
[0006]一种通用云台功能扩展装置，包括主板和云台，所述主板上设置有微处理器，其特征是:所述微处理器连接RS232电路、RS422电路一、RS422电路二、RS485电路、电机驱动电路、字符叠加电路、A/D采样电路、E2ROM存储模块和开关量报警电路。
[0007]作为对本技术方案的进一步限定，所述RS232电路分别连接智能分析模块和GPS丰旲块。
[0008]作为对本技术方案的进一步限定，所述微处理器分别通过所述RS422电路一和RS422电路二连接云台和控制终端。
[0009]作为对本技术方案的进一步限定，所述RS485电路连接高清可见光摄像机。
[0010]作为对本技术方案的进一步限定，所述电机驱动电路和A/D采样电路都连接变焦镜头O
[0011]作为对本技术方案的进一步限定，所述字符叠加电路连接红外热成像摄像机。
[0012]作为对本技术方案的进一步限定，所述RS232电路有2路，所述RS422电路有2路，所述电机驱动电路有4路，所述A/D采样电路有4路，所述RS485电路有I路。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型可实现预置位、巡航、扫描等功能，并根据需要可实现多种设备的接入，完成信息的采集与传输，与智能分析模块连接可实现与云台的联动功能，还具有中英文字符菜单交互操作功能。相比以云台作为控制中心的系统，具有扩展能力强、外部报警响应快等特点，还可减少多种设备之间连接的复杂性。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的原理方框图。
[0015]图2为本实用新型微处理器的电路原理图。
[0016]图3为本实用新型的2路RS232电路原理图。
[0017]图4为本实用新型的微处理器与云台通信的RS422电路原理图。
[0018]图5为本实用新型的微处理器与控制终端通信的RS422电路原理图。
[0019]图6为本实用新型的字符叠加电路原理图。
[0020]图7为本实用新型控制变焦镜头的电路原理图。
[0021]图8为本实用新型控制红外变焦镜头的电路原理图。
[0022]图中，U1、主板，U2、高清可见光摄像机，U3、变焦镜头，U4、智能分析模块，U5、GPS模块，U6、红外热成像摄像机，U7、云台，U8、控制终端，U9、E2ROM存储模块，U11、微处理器，U12、RS232电路，U13、电机驱动电路，U14、A/D采集电路，U15、字符叠加电路，U16、开关量报警电路，U17、RS422 电路一，U18、RS422 电路二，U19、RS485 电路。
【具体实施方式】
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[0023]下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
[0024]参见图1-8，本实用新型包括主板Ul和云台U7。其他设备包括高清可见光摄像机U2、变焦镜头U3、智能分析模块U4, GPS模块U5，红外热成像摄像机U6，这些为本实用新型的可扩展的设备。U8为监控的控制终端，属于后端设备。
[0025]主板U1、云台U7、高清可见光摄像机U2和变焦镜头U3组成安防视频监控系统的前端基础部分。为了增加前端的智能化和信息采集能力，主板Ul提供了丰富的接口，可扩展的智能分析模块U4，GPS模块U5，红外热成像摄像机U6等具有RS232接口的设备。
[0026]主板Ul包括微处理器U11、四路电机驱动电路U13、A/D采集电路、三路RS232电路UUE2ROM U9电路、字符叠加电路U15、开关量报警电路U16、RS422电路一 U17和RS422电路二U18。其中微处理器Ull采用意法半导体STM32F103芯片，具有512K RAM, 256K Flash，5个UART和2个SPI。5个UART分别通过三路RS232电路U12和RS422电路一 U17、RS422电路二 U18与外部设备连接。通过四路电机驱动电路U13控制变焦镜头的变焦和聚焦。I个SPI通过A/D采集电路U14采集变焦镜头U3的位置信息，以实现镜头预置位功能。微处理器通过SPI接口控制字符叠加电路U15，可在模拟视频上叠加交互菜单。模拟视频的来源可以为高清可见光摄像机U2或红外热成像摄像机U6。控制终端U8可以为计算机、视频服务器或监控键盘。
[0027]云台U7通过RS422电路U17与主板连接。云台U7具有响应水平俯仰控制指令、预置位指令、水平和俯仰角度定位指令和具有角度反馈功能。
[0028]云台角度定位功能实现方法是:控制终端U8设置预置位时主板Ul给云台U7发送设置预置位指令并记录当前云台的角度。控制终端U8通过交互指令修改定位速度，I)当定位速度设置成最快，控制终端U8发送调用预置位指令给主板Ul，主板Ul解码并重新打包成云台可识别的预置位指令，发送给云台U7。我们定义该功能为a。2)当定位速度设置某一速度，主板Ul分别计算当前水平与俯仰角度与目的角度差，根据最小旋转角度设置控制方向和运行速度，以基本操作指令发送给云台U7，并实时监测角度差以改变运行速度，当某方向角度差小于设定值时发送控制指令中该方向控制标志位和相应速度字节设置为零，当另一方向角度差小于设定值时发送两个方向角度定位指令给云台U7。我们定义该功能为b。3)功能a或b功能执行完后，启动预置位检测功能C，即实时分别判断当前角度与设定角度的水平俯仰角度差，若在某一误差范围内时分别设定水平俯仰相关标志，当两个标志同时设置完成时表示云台U7已到达设定的预置位。
[0029]巡航功能实现方法是:控制终端U8，通过交互命令或快捷命令启动巡航或扫描功能后，主板Ul从E2ROM U9读取巡航参数，包括巡航点数组和每个巡航点停留时间数组。I)当巡航速度设置成最快时，读取巡航点数组中的预置位号，根据预置位号从E2ROM U9中读取该预置位的角度信息，若角度信息在设定范围内，启动预置位功能a，若该预置位角度信息不在设定范围内则读取下一个预置位号继续以上判断。2)当巡航速度设置成某一速度时，读取巡航点数组中的预置位号，根据预置位号从E2ROM U9中读取该预置位的角度信息，若角度信息在设定范围内，则启动云台定位功能b。若该预置位角度信息未存储则读取下一个预置位继续以上判断。当执行完预置位功能c后，即到达设定的预置位，启动定时器。定时到达后读取下一预置位信息继续1)2)的判断操作，直到检测到预置位号为零或者到达巡航尾部。
[0030]与智能模块的联动功能方法是:控制终端U8通过交互命令或快捷命令启动巡航或扫描功能后，主板Ul若检测到智能模块U4通过RS232 口发出的报警信息。主板Ul给云台U7发送停止命令，记录当前云台角度，并启动暂停时间倒计时。主板通过对外的RS422接口发送报警信息给控制终端U8。此时主板Ul暂停了巡航或扫描功能，但可接收控制终端U8发送的云台或镜头操作指令来观测确认报警区域。当主板Ul接收到控制终端U8发送的操作指令会重置暂停倒计时时间。当主板Ul接收不到控制终端U8的操作指令超过暂停时间后，主板Ul根据暂停时记录的角度以角度定位指令发送给云台U7，同时取消暂停标志。云台U7接收角度定位指令到达暂停时位置后，主板Ul继续巡航或扫描功能。
[0031]本实用新型应用于森林防火时，在连接I路可激光摄像机与长焦镜头的基础上又连接了 I路红外热成像摄像机U6和可变焦的红外镜头U3，并扩展了红外热成像热点分析智能模块和GPS模块U5。并实现了分析模块与云台U7的联动功能，当检测到火点时，停止云台U7转动，处理完报警或暂停倒计时到达后可从暂停位置继续之前巡航功能。
【主权项】
1.一种通用云台功能扩展装置，包括主板和云台，所述主板上设置有微处理器，其特征是:所述微处理器连接RS232电路、RS422电路一、RS422电路二、RS485电路、电机驱动电路、字符叠加电路、A/D采样电路、E2R0M存储模块和开关量报警电路。
2.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述RS232电路分别连接智能分析模块和GPS模块。
3.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述微处理器分别通过所述RS422电路一和RS422电路二连接云台和控制终端。
4.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述RS485电路连接高清可见光摄像机。
5.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述电机驱动电路和A/D采样电路都连接变焦镜头。
6.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述字符叠加电路连接红外热成像摄像机。
7.根据权利要求1所述的通用云台功能扩展装置，其特征是:所述RS232电路有2路，所述RS422电路有2路，所述电机驱动电路有4路，所述A/D采样电路有4路，所述RS485电路有I路。
【专利摘要】本实用新型提供了一种通用云台功能扩展装置，包括主板和云台，所述主板上设置有微处理器，其特征是：所述微处理器连接RS232电路、RS422电路一、RS422电路二、RS485电路、电机驱动电路、字符叠加电路、A/D采样电路、E2ROM存储模块和开关量报警电路。本实用新型可实现预置位、巡航、扫描等功能，并根据需要可实现多种设备的接入，完成信息的采集与传输，与智能分析模块连接可实现与云台的联动功能，还具有中英文字符菜单交互操作功能。相比以云台作为控制中心的系统，具有扩展能力强、外部报警响应快等特点，还可减少多种设备之间连接的复杂性。
【IPC分类】H04N7-18, G05B19-042, H04N5-232
【公开号】CN204272300
【申请号】CN201420826309
【发明人】王翠萍, 顾耘
【申请人】济南和普威视光电技术有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月22日