本發(fā)明涉及光電監(jiān)控轉(zhuǎn)臺控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

大中型光電監(jiān)控轉(zhuǎn)臺均采用長焦鏡頭和較大伺服電機，具有看得遠(yuǎn)，精度高，承載能力強等特點，長焦鏡頭變焦延時大、視場跨度大，光電監(jiān)控轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動速度需隨著目標(biāo)的不同而變化，往往造成長焦時轉(zhuǎn)臺速度快而看不清目標(biāo)，短焦時轉(zhuǎn)臺速度慢而影響目標(biāo)時效，傳統(tǒng)的做法是用戶手動來改變轉(zhuǎn)臺的速度，這樣不僅操作麻煩，還會因為速度調(diào)整不合適而無法達(dá)到理想的觀測效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)，在觀測目標(biāo)及鏡頭視場發(fā)生變化時，計算機控制軟件自動算出與該視場相適應(yīng)的轉(zhuǎn)臺速度，解決了鏡頭變焦速度和轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動速度不能匹配適應(yīng)的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)的控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)，包括長焦鏡頭、鏡頭控制及焦距采樣單元、計算機控制單元、轉(zhuǎn)臺運動控制單元及與所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元互聯(lián)的伺服電機，所述鏡頭控制及焦距采樣單元內(nèi)部設(shè)有控制所述長焦鏡頭工作的鏡頭控制模塊和采集所述長焦鏡頭焦距的鏡頭焦距采樣模塊；所述計算機控制單元內(nèi)部設(shè)有焦距采樣數(shù)據(jù)庫和計算控制模塊，且所述計算機控制單元、所述鏡頭控制及焦距采樣單元內(nèi)部還均設(shè)有通訊模塊，并通過所述通訊模塊互相反饋信息；所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元通過所述計算控制模塊與所述計算機控制單元互相反饋信息。

一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1）用戶操控計算機控制單元對鏡頭控制及焦距采樣單元發(fā)出視場變換指令，鏡頭控制及焦距采樣單元通過鏡頭控制模塊控制鏡頭拉近或推遠(yuǎn)，此時的長焦鏡頭焦距通過鏡頭焦距采樣模塊處理后發(fā)送至計算機控制單元，計算機控制單元對長焦鏡頭和鏡頭控制模塊進(jìn)行焦距變換采樣，建立采樣值與焦距值對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；

2）通過步驟1）建立的數(shù)據(jù)庫得到鏡頭的最大焦距f_max；

計算機控制單元接收鏡頭控制及焦距采樣單元返回的焦距采樣值，經(jīng)過匹配數(shù)據(jù)庫得到當(dāng)前長焦鏡頭的焦距值f_cur；

根據(jù)鏡頭最大焦距值f_max計算鏡頭的最小視場角FOV_min，

FOV_min =2.0*arctan(4/f_max)*180.0/3.14159；

根據(jù)鏡頭當(dāng)前的焦距值f_cur計算出鏡頭的當(dāng)前視場角FOV_cur，

FOV_cur=2.0*arctan(4/f_cur)*180.0/3.14159；

計算視場比例因子c=a* FOV_cur / FOV_min，其中a是校正參數(shù)，可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，一般取0.1；

計算當(dāng)前視場轉(zhuǎn)臺的速度應(yīng)為V_cur=c*V，其中V是視場變換前光電轉(zhuǎn)臺的控制速度；

3）計算機控制單元將當(dāng)前視場計算出的轉(zhuǎn)臺控制速度發(fā)送至轉(zhuǎn)臺運動控制單元，對伺服電機進(jìn)行轉(zhuǎn)動控制，伺服電機收到指令，轉(zhuǎn)速調(diào)整，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺速度的按要求自動調(diào)整。

優(yōu)選的是，用戶操控計算機控制單元對鏡頭控制及焦距采樣單元發(fā)出視場變換指令時，鏡頭變焦電機啟動正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，當(dāng)收到變焦停止指令時，鏡頭控制及焦距采樣單元對變焦電位器反饋值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到鏡頭焦距采樣值，發(fā)送至計算機控制單元。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，能實現(xiàn)自動控制改變鏡頭視場轉(zhuǎn)換時的轉(zhuǎn)臺速度，改變過去因為光電監(jiān)控轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動速度需隨著目標(biāo)的不同而變化，往往造成長焦時轉(zhuǎn)臺速度快而看不清目標(biāo)的狀況；改變了傳統(tǒng)做法中使用手動來改變轉(zhuǎn)臺速度的不理想狀況，操作方便，調(diào)整合適，滿足理想的觀測效果。

本發(fā)明在使用時，用戶操控計算機控制單元對鏡頭控制及焦距采樣單元發(fā)出視場變換指令，鏡頭控制及焦距采樣單元通過鏡頭控制模塊控制鏡頭拉近或推遠(yuǎn)，此時的長焦鏡頭焦距通過鏡頭焦距采樣模塊處理后發(fā)送至計算機控制單元，計算機控制單元對長焦鏡頭和鏡頭控制模塊進(jìn)行焦距變換采樣，建立采樣值與焦距值對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；在調(diào)動鏡頭時，計算機控制單元匹配計算出長焦鏡頭的最大焦距和當(dāng)前焦距，根據(jù)焦距值計算出鏡頭的最小視場和當(dāng)前視場以及視場比例因子，得出當(dāng)前視場下合適的轉(zhuǎn)臺運動速度，控制指令將數(shù)值發(fā)送給轉(zhuǎn)臺運動控制單元，所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元反饋給所述伺服電機，所述伺服電機收到指令，轉(zhuǎn)速調(diào)整，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺速度按要求自動調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計合理，不僅能在不增加用戶操作量的前提下自動實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)臺速度隨長焦鏡頭視場變化自動控制，控制簡單，而且通過計算機控制單元的計算，得出的轉(zhuǎn)臺速度匹配效果好，精準(zhǔn)度高，達(dá)到理想的觀測效果。

附圖說明

下面根據(jù)附圖及實施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和特征作進(jìn)一步描述。

圖1是本發(fā)明的方框結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中焦距采樣值數(shù)據(jù)庫的建立流程圖。

圖3是本發(fā)明的工作流程圖。

圖4是本發(fā)明一種實施例中長焦鏡頭的焦距采樣與視場對應(yīng)曲線圖。

具體實施方式

參看圖1，一種自適應(yīng)鏡頭視場轉(zhuǎn)臺速度的自動控制系統(tǒng)，包括長焦鏡頭、鏡頭控制及焦距采樣單元、計算機控制單元、轉(zhuǎn)臺運動控制單元及與所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元互聯(lián)的伺服電機，所述鏡頭控制及焦距采樣單元內(nèi)部設(shè)有控制所述長焦鏡頭工作的鏡頭控制模塊和采集所述長焦鏡頭焦距的鏡頭焦距采樣模塊；所述計算機控制單元內(nèi)部設(shè)有焦距采樣數(shù)據(jù)庫和計算控制模塊，且所述計算機控制單元、所述鏡頭控制及焦距采樣單元內(nèi)部還均設(shè)有通訊模塊，并通過所述通訊模塊互相反饋信息；所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元通過所述計算控制模塊與所述計算機控制單元互相反饋信息。

本發(fā)明在使用時，用戶操控計算機控制單元對鏡頭控制及焦距采樣單元發(fā)出視場變換指令，鏡頭控制及焦距采樣單元通過鏡頭控制模塊控制鏡頭拉近或推遠(yuǎn)，長焦鏡頭焦距反饋經(jīng)過鏡頭焦距采樣處理模塊處理后發(fā)送至計算機控制單元，計算機控制單元對長焦鏡頭和鏡頭控制模塊進(jìn)行焦距變換采樣，建立采樣值與焦距值對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；在調(diào)動鏡頭時，計算機控制單元匹配計算出長焦鏡頭的最大焦距和當(dāng)前焦距，根據(jù)焦距值計算出鏡頭的最小視場和當(dāng)前視場以及視場比例因子，得出當(dāng)前視場下合適的轉(zhuǎn)臺運動速度，控制指令將數(shù)值發(fā)送給轉(zhuǎn)臺運動控制單元，所述轉(zhuǎn)臺運動控制單元反饋給所述伺服電機，所述伺服電機收到指令，轉(zhuǎn)速調(diào)整，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺速度按要求自動調(diào)整。

操控計算機控制單元對鏡頭控制及焦距采樣單元發(fā)出視場變換指令，控制鏡頭變焦電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，當(dāng)收到變焦停止指令時，鏡頭控制及焦距采樣單元對變焦電位器反饋值進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得到鏡頭焦距采樣值，發(fā)送至計算機控制單元進(jìn)行控制計算，具體工作流程圖如附圖2所示。

要實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)臺速度隨長焦鏡頭視場自動變化，計算機控制軟件主要分兩個步驟進(jìn)行，如附圖3所示：一是通過預(yù)先測量的鏡頭焦距采樣值與鏡頭焦距值，建立采樣值與焦距值對應(yīng)數(shù)據(jù)庫，采樣值與焦距值對應(yīng)曲線圖如附圖4所示；二是利用焦距采樣數(shù)據(jù)庫和鏡頭焦距采樣值進(jìn)行以下計算：

查找數(shù)據(jù)庫得到鏡頭的最大焦距f_max；

接收鏡頭控制及焦距采樣單元返回的焦距采樣值，匹配數(shù)據(jù)庫得到當(dāng)前長焦鏡頭的焦距值f_cur；

根據(jù)鏡頭最大焦距值f_max計算鏡頭的最小視場角FOV_min：

FOV_min =2.0*arctan(4/f_max)*180.0/3.14159；

根據(jù)鏡頭當(dāng)前的焦距值f_cur計算出鏡頭的當(dāng)前視場角FOV_cur

FOV_cur=2.0*arctan(4/f_cur)*180.0/3.14159；

計算視場比例因子c=a* FOV_cur / FOV_min，其中a是校正參數(shù)，可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，一般取0.1；

計算當(dāng)前視場轉(zhuǎn)臺的速度應(yīng)為V_cur=c*V，其中V是視場變換前光電轉(zhuǎn)臺的控制速度；

計算機控制單元將當(dāng)前視場計算出的轉(zhuǎn)臺控制速度發(fā)送至轉(zhuǎn)臺運動控制單元，對伺服電機進(jìn)行轉(zhuǎn)動控制，所述伺服電機收到指令，轉(zhuǎn)速調(diào)整，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺速度的按要求自動調(diào)整。

本發(fā)明設(shè)計合理，不僅能在不增加用戶操作量的前提下自動實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)臺速度隨長焦鏡頭視場變化自動控制，控制簡單，而且通過計算機控制單元的計算，得出的轉(zhuǎn)臺速度匹配效果好，精準(zhǔn)度高，達(dá)到理想的觀測效果。

以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述具體實施例不是對本發(fā)明的限制，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。