本发明涉及一种监控防抖系统,更具体的说是涉及一种道路监控防抖系统。
背景技术:
1、道路监控一般是设置在一个悬臂梁结构的监控杆上,以此实现从上方拍摄监控道路上行驶的车辆,然而监控摄像头与监控杆横臂刚性连接,监控杆的悬臂梁结构特性导致横臂在竖直方向会有偏移,且越靠近远端的偏移越大(监控摄像头a在竖直方向比监控摄像头b的偏移大,且a装好后较难达到完全水平状态)。如图4所示,目前越来越多的设备(雷达、爆闪灯、球机、喊话喇叭等)会挂载在悬臂梁横臂上,更会加大竖直方向的偏移量,监控杆高度一般都在6m以上,部分横臂长8m甚至12m。高速公路周围缺乏遮挡物,在恶劣天气(大风)、或重载车辆经过会造成监控摄像头抖动和晃动,尤其在桥梁路段及使用长焦来监控道路的时候。监控摄像头防抖目前主要是电子防抖,但防抖效果有限,监控摄像头姿态在安装后调整能力有限,最多仅能沿着2轴转动,实现水平及竖直方向的姿态调整,不能实现6自由度的精确调整。例如摄像头a较难做到完全水平状态。
2、因而目前现有技术中有专利号为2023107114093,名称为一种车载摄像头稳像模拟装置的发明专利公开了通过在摄像头下方设置六自由度运动平台的方式来实现模拟车辆行驶过程中颠簸的效果,因此虽然能够应用上述模拟装置结构实现对于摄像头的补偿,但是上述的补偿方式仅能够通过预设的方式进行补偿,而道路监控在实际使用的过程中,监控杆所产生的振动是不规律的,因此无法转用上述方式对于监控摄像头的补偿。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种能够有效的实现对于监控摄像头进行补偿的道路监控防抖系统。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种道路监控防抖系统,其特征在于:包括:
3、六自由度并联机器人,该六自由度并联机器人安装在外部监控杆上,监控摄像头安装在六自由度并联机器人上,所述六自由度并联机器人包括上平台、底座和连接底座和上平台的六根伸缩连杆,所述底座固定安装在外部监控杆上,监控摄像头安装在上平台上,所述上平台上安装有第一加速度计,所述底座上安装有第二加速度计;
4、调控系统,与第一加速度计和第二加速度计以及六根伸缩连杆连接,以接收第一加速计和第二加速度计输出的加速度数据,获得六根伸缩连杆的期望位姿,之后调控系统控制六根伸缩连杆调整到期望位姿。
5、作为本发明的进一步改进,所述调控系统获得六根伸缩连杆的期望位姿的具体步骤如下:
6、步骤一,获取静止状态下的加速度参数的参考值;
7、步骤二,读取第一加速度计和第二加速度计的加速度值,并计算上平台中心点在底座坐标系内的速度及位姿;
8、步骤三,计算动力学约束下的六自由度并联机器人的目标姿态及轨迹规划;
9、步骤四,求得六自由度并联机器人运动学逆解,获得六根伸缩连杆的期望位姿。作为本发明的进一步改进,所述步骤一中获取参考值的具体方式为:设定上平台坐标系为opxpypzp,底座坐标系为obxbybzb,其中op和ob分别为上平台及底座的中心,世界坐标系为owxwywzw,通过驱动每根连杆的电机编码器信息获取六自由度并联机器人6根伸缩连杆的长度l1,...,l6,并作为静止状态的参考值,之后再判断六自由度并联机器人处于静止状态时,分别读取第一加速度计的值a0_ref和第二加速度计的值a1_ref,并基于坐标转换计算得到上平台在底座坐标系obxbybzb中的位姿qp_ref,并替换作为静止状态的参考值,之后通过数值方法计算六自由度并联机器人的运动学正解,获得上平台中心p在底座坐标系obxbybzb中的位置坐标,并替换作为最终静止状态的参考值。
10、作为本发明的进一步改进,所述调控系统获得六根伸缩连杆的期望位姿的具体方式如下:在世界坐标系下读取第一加速度计的值a0和第二加速度计的值a1,之后通过第一加速度计的值a0和第二加速度计的值a1计算上平台中心点p在底座坐标系下的速度vp及位姿qp,之后计算δq=qp-qp_ref,最后通过计算六自由度并联机器人的运动学逆解,可获得6根伸缩连杆的期望位姿。
11、本发明的有益效果,使用六自由度并联机器人(斯图尔特平台,stewart’splatform),精度高,响应快,刚性大,机器人底座与监控杆悬臂梁结构横臂刚性连接。机器人平台与监控摄像头刚性、垂直连接。
12、机器人系统的上平台和底座分别装有3轴加速度计,可获取机器人平台在三维空间内的加速度,进而计算导致的位移;
13、当悬臂梁导致监控摄像头抖动和晃动时,可基于加速度计的数据,计算机器人上平台的目标姿态及轨迹规划,并通过运动学逆解的结果分别控制6个轴进行运动。从而实现保持监控摄像头的稳定,尤其在桥梁路段及使用长焦来监控道路的时候。
14、机器人系统防抖效果优于监控摄像头内置的电子防抖,且行程范围可通过机器人系统的6根连杆调整,调整范围大;
15、监控摄像头姿态可随时通过远程进行六自由度的调整,使得监控摄像头可实现完全水平的状态,或处于近乎水平的状态,具体误差可由具体情况自主设定,例如,摄像头水平姿态误差<1°。
1.一种道路监控防抖系统,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的道路监控防抖系统,其特征在于:所述调控系统获得六根伸缩连杆的期望位姿的具体步骤如下:
3.根据权利要求2所述的道路监控防抖系统,其特征在于:所述步骤一中获取参考值的具体方式为:设定上平台坐标系为opxpypzp,底座坐标系为obxbybzb,其中op和ob分别为上平台及底座的中心,世界坐标系为owxwywzw,通过驱动每根连杆的电机编码器信息获取六自由度并联机器人6根伸缩连杆的长度l1,...,l6,并作为静止状态的参考值,之后再判断六自由度并联机器人处于静止状态时,分别读取第一加速度计的值a0_ref和第二加速度计的值a1_ref,并基于坐标转换计算得到上平台在底座坐标系obxbybzb中的位姿qp_ref,并替换作为静止状态的参考值,之后通过数值方法计算六自由度并联机器人的运动学正解,获得上平台中心p在底座坐标系obxbybzb中的位置坐标,并替换作为最终静止状态的参考值。
4.根据权利要求3所述的道路监控防抖系统,其特征在于:所述调控系统获得六根伸缩连杆的期望位姿的具体方式如下:在世界坐标系下读取第一加速度计的值a0和第二加速度计的值a1,之后通过第一加速度计的值a0和第二加速度计的值a1计算上平台中心点p在底座坐标系下的速度vp及位姿qp,之后计算δq=qp-qp_ref,最后通过计算六自由度并联机器人的运动学逆解,可获得6根伸缩连杆的期望位姿。