【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种枪机云台支架，尤其涉及一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架。
技术介绍
1、枪机云台支架是一种安装和支撑监控摄像头(通常被称为“枪机”)的设备，使其能够进行全方位或特定范围内的旋转(pan)和倾斜(tilt)，以及在某些情况下还能进行缩放(zoom)。这种支架通常被称为ptz(pan-tilt-zoom)云台支架，它允许用户远程控制摄像头的方向和视角，以覆盖更广泛的监控区域。
2、现有的ptz枪机云台能在pelco等协议下以及在内部设置实现了方位与俯仰角测量传感器，从而实现方位与俯仰运动的控制。而在很多领域，如航海活动，监控安保等方面，需要在视频监控时，能提供监控目标的方位，多点监控中，参考云台地理空间位置，可进一步得到目标的位置信息，特别在远程观测中，云台目标的方位提供具有重要意义。
3、但是，现有的枪机云台在实际使用过程中，会受到风、震动变化等周围环境因素的影响，导致摄像机的角度产生偏差。如果不能及时在线调整，监控画面的准确性和有效性将受到严重影响。
4、因此，急需一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，包括：固定支架，旋转支架，外框支架，云台，摄像机，角度传感器，倾角传感器，以及云台控制单元
3、所述外框支架与固定支架之间通过所述旋转支架连接，所述云台位于所述固定支架与旋转支架的连接处，所述角度传感器位于所述外框支架与旋转支架的连接处，所述摄像机安装在所述云台处，所述倾角传感器用于实时检测所述云台的倾斜角度，所述云台控制单元用于调节所述云台的倾斜角度；
4、所述云台控制单元包括：驱动单元，图像采集单元，数据处理单元；所述图像采集单元用于获取所述摄像机所拍摄的图像信息，并对所述图像信息进行预处理；所述数据处理单元用于捕捉、处理所述图像信息中的特征点，生成图像描述符，所述数据处理单元还用于匹配多张图像的图像描述符，生成图像差异值；所述驱动单元用于接收所述数据处理单元所生成的差异值，修正所述云台的倾斜角度。
5、本专利技术一个较佳实施例中，所述数据处理单元将当前图像与后续图像的特征点进行点对点的匹配对比后，捕获特征点与特征点之间的差异，生成图像差异。
6、本专利技术一个较佳实施例中，所述外框支架架设于静态底座上，利用磁罗盘，或地理目标测量，或天体方位获取北向基准，摆放所述静态底座并安装所述外框支架。
7、本专利技术一个较佳实施例中，所述云台允许所述摄像机在水平面方向上旋转360°，垂直方向上旋转45°～135°。
8、本专利技术一个较佳实施例中，所述固定支架，旋转支架，外框支架均为铝合金或碳纤维复合材料制作而成。
9、本专利技术一个较佳实施例中，基于上述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，提供一种枪机云台支架角度修正方法，包括以下步骤：
10、s1，调整枪机云台支架的倾斜角度，校对摄像机的焦距、主点坐标参数；
11、s2，使用摄像机拍摄实时图像，图像采取单元获取实时图像后，对该图像进行预处理，并使用计算机视觉技术提取该图像中的特征点，生成图像描述符，通过该图像描述符与后续的图像的特征点匹配，生成图像之间的差异值；
12、s3，数据处理单元基于基础矩阵或本质矩阵的姿态估计方法，根据图像之间的差异值，利用三角函数解算出图像的旋转矩阵和平移向量，并提取图像的俯仰角和翻滚角数值；
13、s4，驱动单元接收步骤s3中所得图像的俯仰角和翻滚角数值，并与角度传感器和倾角传感器所检测的云台实时角度进行结合分析，获取云台角度误差值，驱动单元根据云台角度误差值实时修正云台的倾斜角度。
14、本专利技术一个较佳实施例中，在步骤s2中，所述图像的预处理包括对实时图像的像素增强、去噪、对比度增强、灰度化的处理方式。
15、本专利技术一个较佳实施例中，在步骤s2中，所述计算机视觉技术采用sift、surf或orb算法中的其中一种，所述图像的特征点包括图像的边界极值，尺度不变性，旋转不变性，光照不变性，局部特征。
16、本专利技术一个较佳实施例中，在步骤s2中，将每一个所述图像的特征点生成一个包含图像颜色、纹理、形状、光照、视角、以及尺度数值的特征向量，将图像所有特征点的特征向量集中起来，生成整体图像的描述符。
17、本专利技术一个较佳实施例中，所述图像的差异值由当前图像与后续图像的特征点对比后得到，其中包括：特征点位置差异，描述符差异，旋转矩阵和平移向量的差异，俯仰角和翻滚角的差异。
18、本专利技术一个较佳实施例中，所述旋转矩阵用于描述图像的旋转方向，所述平移向量用于描述图像的移动距离和方向。
19、本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
20、(1)本专利技术通过角度传感器能够实时检测云台在水平方向上的旋转角度，而倾角传感器则能够精确测量云台的倾斜角度，从而为云台支架提供了基础的姿态感知能力。并且通过图像采集单元获取摄像机的实时图像，利用计算机视觉技术提取图像中的特征点，通过对比图像之间的特征点差异，反应出摄像机在姿态上的旋转和平移变化，再通过数据处理单元对该差异进行进一步的解算，实现对摄像机角度的高精度测量。驱动单元获取摄像机角度的误差值，实时调整云台的倾斜角度，以修正误差，从而提高了监控或拍摄的质量，不仅提高了角度测量的精度，还通过实时修正机制确保了摄像机的稳定性，从而确保摄像机能够始终保持在正确的姿态。
21、(2)本专利技术通过对实时图像处理与特征点匹配技术的应用，不仅提高了角度测量的精度，还使得系统能够应对各种复杂的环境。无论是在光线变化、遮挡物干扰还是动态背景等情况下，系统都能够稳定地提取特征点并进行匹配，从而确保摄像机角度的准确性，并且通过引入多传感器的融合技术，进一步提升了枪机云台支架的稳定性和可靠性。通过结合计算机视觉技术提供的信息以及角度传感器和倾角传感器的实时检测数据，系统能够更全面地了解摄像机的姿态状态。
22、(3)本专利技术通过利用摄像头的图像内容来修正云台的俯仰角。这种方法可以提供额外的信息来校准和验证物理传感器的测量结果，从而提高整个系统的姿态估计精度，并通过结合了方位角测量和俯仰角测量，提高了监控系统的灵活性和精确性。
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1.一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，包括：固定支架，旋转支架，外框支架，云台，摄像机，角度传感器，倾角传感器，以及云台控制单元；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述外框支架架设于静态底座上，利用磁罗盘，或地理目标测量，或天体方位获取北向基准，摆放所述静态底座并安装所述外框支架。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述云台允许所述摄像机在水平面方向上旋转360°，垂直方向上旋转45°～135°。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述固定支架，旋转支架，外框支架均为铝合金或碳纤维复合材料制作而成。
5.一种枪机云台支架角度修正方法，基于权利要求1-4任一项所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：在步骤S2中，所述图像的预处理包括对实时图像的像素增强、去噪、对
7.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：在步骤S2中，所述计算机视觉技术采用SIFT、SURF或ORB算法中的其中一种，所述图像的特征点包括图像的边界极值，尺度不变性，旋转不变性，光照不变性，局部特征。
8.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：在步骤S2中，将每一个所述图像的特征点生成一个包含图像颜色、纹理、形状、光照、视角、以及尺度数值的特征向量，将图像所有特征点的特征向量集中起来，生成整体图像的描述符。
9.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：所述图像的差异值由当前图像与后续图像的特征点对比后得到，其中包括：特征点位置差异，描述符差异，旋转矩阵和平移向量的差异，俯仰角和翻滚角的差异。
10.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：所述旋转矩阵用于描述图像的旋转方向，所述平移向量用于描述图像的移动距离和方向。
...【技术特征摘要】
1.一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，包括：固定支架，旋转支架，外框支架，云台，摄像机，角度传感器，倾角传感器，以及云台控制单元；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述外框支架架设于静态底座上，利用磁罗盘，或地理目标测量，或天体方位获取北向基准，摆放所述静态底座并安装所述外框支架。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述云台允许所述摄像机在水平面方向上旋转360°，垂直方向上旋转45°～135°。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：所述固定支架，旋转支架，外框支架均为铝合金或碳纤维复合材料制作而成。
5.一种枪机云台支架角度修正方法，基于权利要求1-4任一项所述的一种具有自动修正检测角度功能的枪机云台支架，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种枪机云台支架角度修正方法，其特征在于：在步骤s2中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯爱国，张宇欣，陈婷婷，宋兆阳，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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