一种跟踪云台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及云台，特别是涉及一种跟踪云台。
【背景技术】
[0002]机载云台用于安装和固定目标载体、调节目标载体姿态以及保持目标载体在确定姿态，使得目标载体能稳定、流畅、多角度地拍摄。其中，目标载体包括摄像机、照相机、手机等，姿态包括方向、横滚和俯仰。
[0003]机载云台适用于大范围扫描监视，可以扩大目标载体的监视范围，对被摄目标进行拍摄时，机载云台上的目标载体须随被摄目标的移动进行姿态调整或姿态保持。其工作过程为在视频场景中检测出处于静止或运动的被摄目标，即在视频中做运动检测，对检测出来的被摄目标做特征提取，以此特征在后续视频帧序列中做目标匹配，根据匹配结果获取被摄目标在后续视频帧中的位置，以此实现被摄目标跟踪，最后把此结果与云台控制系统相结合，不断的调整云台的位置和角度，把被摄目标控制在目标载体的视场中。
[0004]申请号为201420652441.5的中国实用新型公开了一种手持三轴云台，设置了MUC、X轴电机控制电路、Y轴电机控制电路、Z轴电机控制电路，MCU与各电机控制电路连接，各电机控制电路分别用于控制X轴电机、Y轴电机和Z轴电机。该方案是在被摄目标与云台之间有相对移动时通过人为跟踪来保证云台与被摄目标同步移动，然而，这种人为跟踪往往因为人的反应能力有限，使得跟踪精度低、跟踪滞后，不能真正实现稳定拍摄。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种跟踪云台，解决现有云台无法自动跟踪，导致无法实现稳定、流畅、多角度拍摄的问题。
[0006]本实用新型通过以下技术方案解决上述问题:
[0007]—种跟踪云台，包括云台本体、X轴电机、Y轴电机和Z轴电机，X轴电机、Y轴电机和Z轴电机安装在云台本体上，进一步还包括目标端信息获取单元和云台端跟踪单元，所述目标端信息获取单元与云台端跟踪单元无线连接；所述目标端信息获取单元安装在被摄目标上，由目标端定位模块、目标端中央处理器模块和目标端无线传输模块组成；所述云台端跟踪单元安装在云台本体上，包括云台端定位模块、云台端中央处理器模块和云台端无线传输模块；
[0008]所述目标端定位模块的输出端与目标端中央处理器模块连接，所述目标端无线传输模块的输入端与目标端中央处理器模块连接，所述目标端无线传输模块的发射端与云台端无线传输模块的接收端无线连接；所述云台端无线传输模块的输出端与云台端中央处理器模块连接；所述云台端定位模块的输出端与云台端中央处理器模块连接；所述云台端中央处理器模块的输出端与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机连接。
[0009]上述方案中，所述云台端跟踪单元进一步还包括电机转角转速检测模块，所述电机转角转速检测模块由X轴磁编码器、Y轴磁编码器和Z轴磁编码器组成；所述X轴磁编码器安装在X轴电机的转子上，所述X轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的一路输入端相连；所述Y轴磁编码器安装在Y轴电机的转子上，所述Y轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的另一路输入端相连；所述Z轴磁编码器安装在Z轴电机的转子上，所述Z轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的再一路输入端相连。
[0010]上述方案中，所述X轴磁编码器对应地设有一个永磁体，所述永磁体设置在X轴编码器的上方或下方；所述Y轴磁编码器对应地设有一个永磁体，所述永磁体设置在Y轴编码器的上方或下方；所述Z轴磁编码器对应地设有一个永磁体，所述永磁体设置在Z轴编码器的上方或下方。
[0011]上述方案中，所述云台本体包括固定架，所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机呈正交分布，Z轴电机的转子与Y轴电机的定子连接，Y轴电机的转子与X轴电机的定子连接，固定架与X轴电机的转子连接。
[0012]上述方案中，所述目标端无线传输模块和云台端无线传输模块为北斗和/或GPS定位模块。
[0013]本实用新型构建的一种跟踪云台，设置了云台端定位模块和目标端定位模块，对目标载体和被摄目标均进行经度、玮度和速度的定位，目标端中央处理器模块将目标端定位模块获取到的定位信息通过目标端无线传输模块发送至云台端跟踪单元，云台端跟踪单元的云台端无线传输模块将接收到的被摄目标的定位信息传输给云台端中央处理器模块，云台端定位模块获取目标载体的经度、玮度和速度，并传输给云台端中央处理器模块，云台端中央处理器模块根据被摄目标和目标载体的经度、玮度和速度，确定目标载体相对被摄目标的方位、位置和速度，计算出X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的转子的理论转动角度和转动速率，并驱动X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的转子按理论值进行转动，在自动跟踪的前提下实现稳定、流畅、多角度拍摄；进一步地，在X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的转子上分别设置磁编码器，用于检测X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的转子的实际转动角度和转动速率，便于云台端中央处理器模块根据理论值对实际值做修正和校准，进一步增强稳定、流畅、多角度拍摄的效果。
[0014]本实用新型的优点与效果是:
[0015]1、在云台端和目标端均设置定位模块，通过对目标载体和被摄目标的定位信息进行分析，控制X轴电机、Y轴电机、Z轴电机的转动，进而控制目标载体与被摄目标的同步移动，以实现目标载体对被摄目标的自动跟踪；
[0016]2、在云台端和目标端均的定位模块为北斗和/或GPS定位模块，该北斗和/或GPS定位模块具有定位和短信通讯双重功能，可以全天候实时地、快速地定位，极少有通信盲区，覆盖面积广，定位精度高，定位速度快，获得的信息包括经度、玮度、速度等信息，为实现稳定、流畅、多角度拍摄提供准确的数据；
[0017]3、在X、Y、Z轴电机都设置磁编码器，以非接触方式精确测量电机的转子360°范围的实际转动角度和转动速率，使用时只需在待测对象上安装磁编码器，在磁编码器上方或下方放置永磁体，安装和使用方便。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型一种跟踪云台的原理框图。
[0019]图2为本实用新型一种跟踪云台的结构示意图。
[0020]图中标号为:1、X轴电机；2、姿态板；3、固定架；4、Y轴电机；5、控制盒；6、Z轴电机。
【具体实施方式】
[0021]一种跟踪云台，与现有技术相同，包括云台本体，以及电机驱动模块、X轴电机1、Y轴电机4和Z轴电机6，其中，云台本体包括固定架3，X轴电机1、Y轴电机4和Z轴电机6安装在固定架3上，在电机驱动模块的驱动下按要求进行运转，不同之处在于:
[0022]进一步还包括目标端信息获取单元和云台端跟踪单元，目标端信息获取单元与云台端跟踪单元无线连接；目标端信息获取单元安装在被摄目标上，由目标端定位模块、目标端中央处理器模块和目标端无线传输模块组成；云台端跟踪单元安装在云台本体的控制盒中，包括云台端定位模块、云台端中央处理器模块、云台端无线传输模块以及电机转角转速检测模块；
[0023]目标端定位模块的输出端与目标端中央处理器模块连接，目标端无线传输模块的输入端与目标端中央处理器模块连接，目标端无线传输模块的发射端与云台端无线传输模块的接收端无线连接；云台端无线传输模块的输出端与云台端中央处理器模块连接；云台端定位模块的输出端与云台端中央处理器模块连接；云台端中央处理器模块的输出端与X轴电机1、Y轴电机4和Z轴电机6连接；电机转角转速检测模块由X轴磁编码器、Y轴磁编码器和Z轴磁编码器组成；X轴磁编码器安装在X轴电机I的转子的上，X轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的一路输入端相连；Y轴磁编码器安装在Y轴电机4的转子的上，Y轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的另一路输入端相连；Ζ轴磁编码器安装在Z轴电机6的转子上，Z轴磁编码器的输出端与云台端中央处理器模块的再一路输入端相连，参见图1。
[0024]云台本体包括固定架3和姿态板2，还可根据实际需求增设控制盒5，将云台端跟踪单元安装于控制盒5中，参见图2。X轴电机1、Y轴电机4和Z轴电机6呈正交分布，Z轴电机