(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210228205.X (22)申请日 2022.03.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114339057 A (43)申请公布日 2022.04.12 (73)专利权人 天芯宜智能网络科技 （天津） 有限 公司 地址 300385 天津市西青区经济技 术开发 区赛达新兴产业园C座1510室 (72)发明人 孙元杰　殷亚雷　崔巍　张旺　 邵霞　 (74)专利代理 机构 天津企兴智财知识产权代理 有限公司 12 226 专利代理师 安孔川 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) F16M 11/18(2006.01)F16M 11/10(2006.01) F16M 11/08(2006.01) (56)对比文件 CN 112945202 A,2021.0 6.11 CN 112945202 A,2021.0 6.11 CN 102682861 A,2012.09.19 CN 211291443 U,2020.08.18 CN 211291443 U,2020.08.18 CN 111385474 A,2020.07.07 CN 102082 908 A,201 1.06.01 CN 112616019 A,2021.04.0 6 CN 10825970 3 A,2018.07.0 6 CN 104184932 A,2014.12.0 3 CN 113645397 A,2021.1 1.12 CN 113610898 A,2021.1 1.05 CN 105744163 A,2016.07.0 6 审查员 马瑞泽 (54)发明名称 一种三维定位同步跟踪摄像系统及控制方 法 (57)摘要 本发明提供了一种三维定位同步跟踪摄像 系统， 包括： 三维定位同步跟踪控制板、 摄像装 置、 三维定位同步跟踪云台装置； 三维定位同步 跟踪控制板与摄像装置均安装在三维定位同步 跟踪云台装置上； 进一步的， 三维定位同步跟踪 云台包括旋转盘、 用于驱动旋转盘转动的第一驱 动组件， 三维定位同步跟踪控制板与摄像装置均 通过电机支架安装在旋转盘上； 摄像装置通过第 二驱动组件转动安装在旋转盘上。 本发明所述的 一种三维定位同步跟踪摄像系统， 具有水平和垂 直方向均可360 °连续旋转， 可变旋转速度且定位 精度高， 延迟低， 同时包含抗震以及IP66的防护 等级和稳定性高、 成本低的特点。 权利要求书1页 说明书12页 附图8页 CN 114339057 B 2022.07.29 CN 114339057 B 1.一种三维定位同步跟踪摄像系统， 其特征在于包括： 三维定位同步跟踪控制板(11)、 摄像装置(2)、 三维定位同步跟踪云台装置(1)； 三维定位同步跟踪控制板(11)与摄像装置(2)均安装在三维定位同步跟踪云台装置 (1)上； 三维定位同步跟踪云台包括旋转盘(6)、 用于驱动旋转盘(6)转动的第一驱动组件， 三 维定位同步跟踪控制板(1 1)与摄像装置(2)均通过电机支 架(7)安装在旋转盘(6)上； 摄像装置(2)通过第二驱动组件转动安装在旋转盘(6)上； 三维定位同步跟踪云台还包括下固定壳(101)， 第一驱动组件安装在下固定壳(101) 上， 第一驱动组件包括第一电机(102)、 第一同步带轮(3)， 第一电机(102)安装在下固定壳 (101)内， 第一电机(102)转轴端贯穿固定壳后与第一同步带轮(3)连接， 下固定壳(101)顶 部设有转轴(5)， 旋转盘(6)安装在转轴(5)上， 旋转盘(6)底部安装有第一从动 带轮(4)， 第 一同步带轮(3)与第一从动带轮(4)通过皮带 连接； 三维定位同步跟踪云台还包括第一外筒(8)， 第一外筒(8)通过螺栓固定在旋转盘(6) 上， 第一外筒(8)的底部与下固定壳(101)之间安装有轴承(12)； 第二驱动组件包括第二电机、 第二同步带轮(13)， 第二电机通过螺栓固定在电机支架 (7)上， 第二电机的转轴端与第二同步带轮(13)连接， 电机支架(7)上安装有第二从动带轮 (14)， 第二从动 带轮(14)与第二同步带轮(13)通过皮带连接， 第二从动 带轮(14)连接有第 一联轴器(10)， 摄像装置(2)外壁安装有第二联轴器(26)， 第二联轴器(26)贯穿第一外筒 (8)后与第一联轴器(10)相连； 电机支架(7)通过螺栓固定在旋转盘(6)上， 三维定位同步跟踪控制板(11)通过螺栓固 定在电机支架(7)上， 三维定位同步跟踪控制板(11)分别与第一电机(102)、 第二电机、 摄像 装置(2)电性连接； 摄像装置(2)包括第二外筒(22)、 第二外筒(22)的一端安装有后盖(21)， 另一端安装有 遮光套(24)， 机芯组合(23)位于第二外筒(22)内， 并通过螺栓安装在后盖(21)上， 机芯组合 (23)上粘贴有铅玻璃(25)， 铅玻璃(25)端面与遮光套(24)贴合； 通过第一电机102驱动 旋转盘6带动第一外筒8及安装在旋转盘6上的零件实现水平360 度旋转， 摄像装置2 安装在外筒 上， 因此通过外筒带动摄像装置2以自身为基准水平360度旋 转， 通过第二电机驱动第二同步带轮13转动， 第二同步带轮13带动第二 从动带轮14转动， 第 二从动带轮14带动第一联轴器10转动， 第一联轴器10带动第二联轴器26转动， 第二联轴器 26与摄像装置2一体， 因此实现了以摄 像装置2为 准的垂直3 60旋转。 2.根据权利要求1所述的一种三维定位同步跟踪摄像系统， 其特征在于： 三维定位同步 跟踪控制板包括电源电路、 CPU控制电路、 基准检测电路、 步进电机控制电路、 通信接口电 路； 电源电路分别CPU控制电路、 基准检测电路、 步进电机控制电路、 通信接口电路供电； CPU控制电路用于对基准检测电路、 步进电机控制电路、 通信接口电路的接收信息或反 馈信息。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114339057 B 2一种三维定位同步跟踪摄像系统及控制方 法 技术领域 [0001]本发明属于三维定位同步跟踪视频监控技术领域， 尤其是涉及 一种三维定位同步 跟踪摄像系统及控制方法。 背景技术 [0002]核环吊作业区作为环境恶劣的重要行业， 对生产作业区域进行严密监控， 有效保 障生产安全有序进行， 及时发现异常状况， 将异常进程制止在萌芽状态。 [0003]目前市面上大多数的监控项 目中， 摄像系统会安装在室内或者室外 的普通环境， 定点观测， 所以需要摄像系统具有基础的定速旋转运动。 但是 由于核环境现场的工作环境 的复杂性， 以及需要摄像系统自动瞄准观测目标， 根据后方传递来的数据信号， 跟随目标观 测物一起运动， 所以对摄像系统提出了更高的要求， 可变转速以及高精度的跟踪归位。 现有 的可360°连续调整视角的摄像系统中， 大多数都采用直流电机带动齿轮副的配合， 进行摄 像系统的旋转工作， 且由于直流电机在实际应用时很难进行摄像系统的变速操作， 且传统 的齿轮副 或者涡轮蜗杆传动， 在动力传递时会产生噪音以及当由于加工精度不高时， 其本 身机构会产生一定的震动和冲击， 且不便于维修 维护。 在实际核环境现场使用时， 由于使用 环境多为振动环境， 且随时会跟随被观测物体进行加速减速等运动， 且会进行回归初始位 置或者回归预设位置的操作。 所以急需一款可以进 行水平方向和垂 直方向均可连续360 °旋 转的可变速度的高精度摄像系统， 防护等级高且抗震动的摄像系统， 使作业过程更加高效、 安全。 [0004]本专利设计解决了以下几个问题： [0005]1、 一般云台速度恒定 的问题： 本系统采用双步进电机的方式， 使云台水平和垂直 方向均可360 °连续旋转， 且由于步进电机调速控制较为方便， 故解决了一般云台机只能以 恒定速度旋转的问题。 [0006]2、 一般云台机定位精度低： 本系统采用同步带传动的传动方式， 使传动更加平稳 有效， 去除齿隙间隙对云台定位精度的影响， 并且在云台水平和垂直旋转的机构 中增加了 光电开关， 使记录云台初始 位置的信息更为准确， 计算预置位的难度大大降低， 故提高了云 台机的定位精度。 [0007]3、 一般云台机制造成本高昂： 一般云台机的传动形式为齿轮传动， 齿轮传动对于 加工来说， 需要较高精度的机械设备来进行加工， 并且加工之后的零部件需要调质或者其 他热处理工艺， 所以齿轮的制 造成本较高， 并且齿轮配合在进行装配时要求的装配精度较 高， 所以需要较高素质的人员进行安装调试， 故成本较高。 本系统采用同步带传送， 同步带 轮为基础标准型带轮， 同步带也为国标带型， 制造和生产组装工艺较为简单， 制造以及物料 成本较为低廉。 [0008]4、 解决了一般云台机不能在核辐射环境下使用的问题。 由于在核电站环境下存在 核辐射， 核辐射会影响机 芯的正常工作， 所以本系统采用不锈钢外筒加铅玻璃的设计方式， 最大限度的避免核辐射对摄 像机芯的影响。说　明　书 1/12 页 3 CN 114339057 B 3