專利名稱：消旋攝像機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)構(gòu)，具體涉及一種消旋攝像機(jī)構(gòu)，主要用于在兩個(gè)相對旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體中，通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體拍攝和記錄另一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的工作情況，屬于圖像處 理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對于一個(gè)在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生分離旋轉(zhuǎn)的物體A，需要對分離后的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行拍 攝和記錄時(shí)，目前多采用攝像系統(tǒng)直接進(jìn)行拍攝，但攝像系統(tǒng)的載體——物體B也在旋轉(zhuǎn)， 使得直接拍攝所得的照片和圖像十分模糊，導(dǎo)致無法識別、精確記錄物體A的運(yùn)動(dòng)情況，不 利于技術(shù)人員事后進(jìn)行分析處理。因此，技術(shù)人員采用軟件補(bǔ)償對上述方式所獲取的模糊圖像進(jìn)行還原，但該方法 的效果并不理想，存在圖像失真的情況，且該類軟件較為復(fù)雜，成本高，并未從根本上解決 圖像和視頻模糊的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種消旋攝像機(jī)構(gòu)，主要解決了現(xiàn)有攝像系統(tǒng)在與目標(biāo)存在相對旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)拍攝時(shí)，拍攝的圖像十分模糊，后續(xù)采用軟件補(bǔ)償進(jìn)行圖像還原的方法效果差、存在圖 像失真的問題。本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下該消旋攝像機(jī)構(gòu)，包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的攝像裝置，攝像裝置與導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn) 子軸一端連接，導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸另一端內(nèi)部安裝有速度陀螺；攝像裝置安裝在控制其旋轉(zhuǎn) 的電機(jī)上；電機(jī)通過兩個(gè)精密軸承組成的軸系支撐。上述攝像裝置包括光學(xué)鏡頭和與其連接的圖像探測器。上述電機(jī)為直流力矩電機(jī)，攝像裝置與控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)內(nèi)軸連接。上述支撐電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承為P4級精密軸承。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用機(jī)械結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)男问絹韺?shí)現(xiàn)消旋。消旋攝像系統(tǒng)安裝于要分離的旋轉(zhuǎn) 物體B的后面，隨旋轉(zhuǎn)物體B進(jìn)行約720° /s的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明通過內(nèi)置速度陀螺獲取旋轉(zhuǎn)載體B的轉(zhuǎn)速，并通過電機(jī)帶動(dòng)攝像裝置進(jìn)行 同速轉(zhuǎn)動(dòng)，以此消除旋轉(zhuǎn)載體與攝像裝置間存在的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)償像移效應(yīng)，使其能夠 獲取清晰圖像。本發(fā)明提供的消旋攝像機(jī)構(gòu)多用于航空、航天領(lǐng)域，對體積重量和環(huán)境的適應(yīng)性 有嚴(yán)格的要求。尤其是力學(xué)環(huán)境要承受較大量級的振動(dòng)和沖擊。其可以在較嚴(yán)酷的力學(xué)環(huán) 境中，消除載體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)獲取清晰圖像，為有效觀察目標(biāo)的工作過程提供了有效的依據(jù)， 試驗(yàn)結(jié)果能滿足使用要求?？梢垣@取在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的兩物體分離過程中的詳細(xì)狀況，為故 障診斷和設(shè)備改造提供依據(jù)。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳述，如圖1、圖2所示該攝像機(jī)構(gòu)包括外殼、攝像裝置1、導(dǎo)電環(huán)4、速度陀螺5、電機(jī)3和軸承2。可以和 控制機(jī)構(gòu)連接進(jìn)行控制。攝像裝置1設(shè)置于外殼內(nèi)，攝像裝置1與導(dǎo)電環(huán)4轉(zhuǎn)子軸一端連接，速度陀螺5設(shè) 置于轉(zhuǎn)子軸另一端內(nèi)部，速度陀螺5與微處理器電連接，攝像裝置1設(shè)置在控制其旋轉(zhuǎn)的電 機(jī)3上，電機(jī)3采用直流力矩電機(jī)，攝像裝置1與控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)3的內(nèi)軸連接；電機(jī)通 過軸承支撐，以兩個(gè)P4精度級軸承作為支撐，以保證鏡頭的旋轉(zhuǎn)精度和整體的剛度和較好 的環(huán)境適應(yīng)性，滿足較嚴(yán)酷的振動(dòng)和沖擊過載；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與微處理器電連接，控制電機(jī) 轉(zhuǎn)速并為電機(jī)提供電壓。速度陀螺用于測量安裝消旋攝像系統(tǒng)的物體的轉(zhuǎn)速，為實(shí)現(xiàn)鏡頭轉(zhuǎn)速的控制提供 給定和反饋；微處理器用于接收速度陀螺測量的轉(zhuǎn)速并進(jìn)行處理，然后向電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸 出控制信號，通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)攝像裝置的轉(zhuǎn)速。該消旋攝像機(jī)構(gòu)所依據(jù)的原理如下1、檢測裝載消旋攝像系統(tǒng)的物體的轉(zhuǎn)速，一般采用速度陀螺進(jìn)行測量；2、調(diào)節(jié)攝像裝置的轉(zhuǎn)速由于攝像裝置設(shè)置于裝載消旋攝像系統(tǒng)的物體內(nèi)，當(dāng)裝載消旋攝像系統(tǒng)的物體旋 轉(zhuǎn)時(shí)，攝像裝置也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的攝像裝置進(jìn)行拍攝時(shí)，所獲取的圖像十分模糊，需將 攝像裝置的轉(zhuǎn)速消除，即攝像裝置相對于大地靜止；將速度陀螺測得的安裝消旋攝像系統(tǒng)的物體的轉(zhuǎn)速傳輸至微處理器，得出攝像裝 置相對于大地靜止需補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)速，由微處理器將該轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為補(bǔ)償轉(zhuǎn)速信號并傳輸至電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊按照補(bǔ)償轉(zhuǎn)速信號驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；電機(jī)帶動(dòng)攝像裝置旋轉(zhuǎn)，對攝像 裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；3、獲取圖像轉(zhuǎn)速補(bǔ)償后獲取低于10° /s的清晰圖像；當(dāng)安裝消旋攝像系統(tǒng)的物體的轉(zhuǎn)速發(fā) 生變化時(shí)，重復(fù)步驟1、2進(jìn)行調(diào)節(jié)，使獲取的圖像低于10° /s。本發(fā)明采用機(jī)械結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)男问絹韺?shí)現(xiàn)消旋。消旋攝像系統(tǒng)安裝于要分離的旋轉(zhuǎn) 物體的后面，隨旋轉(zhuǎn)物體進(jìn)行約2轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)動(dòng)。具體應(yīng)用時(shí)，一般攝像系統(tǒng)可采用下述主要指標(biāo)視場角對角線45士5度；攝像 距離1m IOOm ；圖像制式=CCIR, 25FPS ；像元數(shù)彡512X582 ；分辨要求物距Im處，可分 辨50mmX 50mm物體；圖像效果圖像轉(zhuǎn)速低于10度/s。
權(quán)利要求1.一種該消旋攝像機(jī)構(gòu)，包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的攝像裝置，其特征在于所述攝 像裝置與導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸一端連接，導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸另一端內(nèi)部安裝有速度陀螺；所述攝 像裝置安裝在控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上；所述電機(jī)通過兩個(gè)精密軸承組成的軸系支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消旋攝像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述攝像裝置包括光學(xué)鏡頭和 與其連接的圖像探測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消旋攝像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述電機(jī)為直流力矩電機(jī)， 攝像裝置與控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)內(nèi)軸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消旋攝像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述支撐電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸承為P4 級精密軸承。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種消旋攝像機(jī)構(gòu)，主要解決了現(xiàn)有攝像系統(tǒng)在與目標(biāo)存在相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)拍攝時(shí)，拍攝的圖像十分模糊，后續(xù)采用軟件補(bǔ)償進(jìn)行圖像還原的方法效果差、存在圖像失真的問題。該消旋攝像機(jī)構(gòu)，包括外殼和設(shè)置于外殼內(nèi)的攝像裝置，攝像裝置與導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸一端連接，導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)子軸另一端內(nèi)部安裝有速度陀螺；攝像裝置安裝在控制其旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上；電機(jī)通過兩個(gè)精密軸承組成的軸系支撐。
文檔編號H04N5/225GK201898566SQ20102063090
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者張兆會(huì), 曹劍中, 楊洪濤, 武力, 祝青 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所