[发明专利]一种能提高云台定位精度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其涉及一种能提高云台定位精度的装置及方法。

背景技术

目前，云台的二维运动多采用步进电动机开环控制的方法，由于其系统搭建简单、成本低廉、维护方便等特点，在安防领域的应用十分普遍。由于步进电动机本身的步距角通常不能满足实际的控制精度要求，这就要为电动机增加传动部件，以实现控制上的硬件细分。传动部件一方面受本身的制作工艺限制，另一方面随着使用时间的增长，产生机械磨损的情况也不可避免，这就使传动部件连接处出现缝隙，接触不再紧密，机械框量由此产生。当需要控制云台转动方向改变时，传动部件间会先于云台运行一定的位移，而此时云台仍为停止状态，这就导致系统计步的错误，进而影响到系统的控制精度，严重影响了监控定位精度。

另一方面，光电耦合器（后简称光耦）作为计步的校准工具时，为保证采集的信号可靠，需要增加信号的滤波处理，通常采用的是集成芯片类的施密特触发器，该类型触发器的一大特点是具有回差电压，即高、低电平的跳变参考电压不同，使光耦挡片在进出光耦时产生的能被微处理器检测到的沿跳变信号并非同一位置，而若以某方向的跳变信号为校准参考，也会导致计步精度的下降。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能通过测量机械框量及回差电压导致的误差并修正以提高云台定位精度的装置及方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种能提高云台定位精度的装置，包括：

用于对云台位置进行检测的位置检测模块，所述的位置检测模块包括光耦和与所述的光耦匹配设置并与云台固定连接的挡片；

与所述位置检测模块的光耦输出相连接并用于对光耦输出的电信号进行抗干扰处理的信号滤波模块；

与所述信号滤波模块输出相连接，用于计算计步误差值并进行误差补偿的微处理器，其中，所述的微处理器的边沿捕捉端口与信号滤波模块输出连接，所述的微处理器的AD采集端口与信号滤波模块输出经限流电阻后连接。

一种采用权利要求1所述的装置提高云台定位精度的方法，包括以下步骤：

1）控制云台按照预定的模式运动以使挡片分别沿顺时针方向和逆时针通过光耦并记录与沿变信号产生位置对应的AD值和电机计步值，然后计算出由回差电压导致的与各沿变信号产生点对应的计步值矫正值，

2）通过控制云台在光耦之外的转向并回转至沿变信号产生点计算得出由机械框量导致的计步值修正值，

3）当云台在正常运转时，每当云台转向时则在当前的计步值加上/减去对应的计步值修正值，每当挡片通过光耦并达到沿变信号产生对应位置时，则当前的计步值被赋予计步值矫正值。

所述的计步值矫正值和计步值修正值的计算方法包括以下步骤，

a）驱动云台顺时针转动并使挡片穿过光耦并离开时，信号滤波模块接收光耦的电压信号并根据电压变化生成沿变信号，该位置记为第一位置，微处理器的边沿捕捉端口捕捉该沿变信号并记录该第一位置的计步值n₁并将该第一位置的计步值记为计步值最小值n_min，同时所述的微处理器的AD采集端口采集该第一位置对应的AD值AD₁；

b）控制云台继续顺时针旋转当挡片进入光耦时，信号滤波模块接收光耦的电压信号并根据电压变化生成沿变信号，该位置记为第二位置，微处理器的边沿捕捉端口捕捉该沿变信号并记录该第二位置的计步值n₂，同时所述的微处理器的AD采集端口采集该第二位置对应的AD值AD₂；

c）控制云台继续顺时针旋转再次到达第一位置，将此时的计步值记为n_max，然后将计步值初始化为n_min；

d）控制云台继续顺时针旋转预定步数到达光耦之外的第三位置，

e）然后控制云台逆时针旋转至AD值为AD₁并记录下当前的计步值，n_min与当前的计步值之差为从顺时针切换到逆时针旋转时的计步值修正值n_逆，然后将计步值初始化为n_max，

f）控制云台继续逆时针转动使挡片逆时针方向进入光耦，所述的信号滤波模块接收光耦的电压信号并根据电压变化生成沿变信号，该位置记为第四位置，微处理器的边沿捕捉端口捕捉该沿变信号并记录该第四位置的计步值n₄，同时所述的微处理器的AD采集端口采集该第四位置对应的AD值AD₄，