[发明专利]一种陀螺增稳监控云台及其控制方法

说明书

本发明公开了一种陀螺增稳监控云台及其控制方法，涉及监控技术领域。本发明在监控云台的光电设备舱内增加一个小角度、高精度的陀螺稳定云台，通过陀螺稳定云台实现小范围的光轴稳定。同时基于陀螺稳定云台的俯仰轴角度传感器和方位轴角度传感器采集的信息，联动驱动监控云台自身的步进电机实现大范围转动。因此，本发明能够实现高精度陀螺稳定功能的目的。

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别是涉及一种陀螺增稳监控云台及其控制方法。

背景技术

基于国家安全需要和市场需求，监控产业蓬勃发展，形成了非常成熟的产业链，并且在各个领域均有应用。随着国家安全向海洋扩展，以及应急救灾的刚需，在移动载体上部署高性能监控系统的需求也越来越多；譬如，在船只和车辆上安装云台，观察周边一两公里范围内的目标；或者在架设的高塔顶部安装云台，观察若干公里外的目标。都会遇到基座摇摆带来的画面晃动，导致无法正常观察。

目前市场上的监控产品，包括常规监控云台、高级光电球、无人机云台等，都各自存在诸多的缺陷，难以满足船舶、车辆上的高性能应用。例如，常规的监控云台虽然具有技术成熟、成本低廉、密封性好、应用广泛的优点，但是由于其采用步进电机驱动和减速器传动的原因，运动精度难以提高，即使增设了陀螺仪传感器也无法实现高精度的陀螺稳定控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种陀螺增稳监控云台及其控制方法，以实现高精度陀螺稳定功能的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种陀螺增稳监控云台，包括：监控云台、陀螺稳定云台以及光电负载；

所述监控云台包括第一底座、设置在所述第一底座上的驱动仓、设置在所述驱动仓内部的方位步进电机、设置在所述驱动仓内部的俯仰步进电机、设置在所述驱动仓内部的步进电机驱动电路板、以及与所述俯仰步进电机的输出轴连接的光电设备仓；

所述步进电机驱动电路板分别与所述俯仰步进电机、所述方位步进电机电连接；所述陀螺稳定云台和所述光电负载均设置在所述光电设备仓的内部；

所述陀螺稳定云台包括第二底座、设置在所述第二底座上的方位轴电机、通过支撑结构与所述方位轴电机连接的俯仰轴电机、与所述俯仰轴电机的输出轴连接的光电负载、以及套设在所述俯仰轴电机输出轴上的陀螺稳定控制电路板；

所述方位轴电机上设置有方位轴角度传感器，所述俯仰轴电机上设置有俯仰轴角度传感器；所述陀螺稳定控制电路板分别与所述俯仰轴角度传感器、所述方位轴角度传感器电连接；所述陀螺稳定控制电路板分别与所述俯仰轴电机和所述方位轴电机电连接；所述陀螺稳定控制电路板与所述步进电机驱动电路板电连接。

可选的，所述陀螺稳定电路板包括单片机、六轴惯性传感器、方位轴电机驱动芯片以及俯仰轴电机驱动芯片；

其中，所述单片机通过输入模块分别与所述六轴惯性传感器、所述俯仰轴角度传感器、所述方位轴角度传感器电连接；

所述单片机通过PWM输出模块分别与所述方位轴电机驱动芯片、所述俯仰轴电机驱动芯片连接；

所述单片机通过通信接口与所述步进电机驱动电路板通信。

可选的，所述支撑结构包括方位电机转接板和俯仰电机固定支架；所述方位电机转接板和所述俯仰电机固定支架的位置关系为垂直关系。

可选的，所述光电负载与所述陀螺稳定控制电路板固联，所述陀螺稳定控制电路板与所述俯仰轴电机的定子侧固联，所述俯仰轴电机的转子侧与所述俯仰电机固定支架固联，所述俯仰电机固定支架与所述方位电机转接板固联，所述方位电机转接板与所述方位轴电机的定子侧固联，所述方位轴电机的转子侧与所述第二底座固联，所述第二底座与所述光电设备仓的内壁固联。

可选的，所述俯仰轴电机和所述方位轴电机均为无刷电机。