航拍防抖云台
摘要
高质量的摄像需要的条件有摄像机的好坏、角度的选取、摄影师的水平和平台的稳定，这里提出一种能让摄像机保持稳定，使摄像机不会因为一些抖动而影响摄影质量的平台，就是高稳定防抖云台，平台采用的算法是PID经过改进后实现的，目标是提高初始调节速度、减小超调量和减小稳定后的纹波。经过实践操作，实现了这一个目标，很好的实现了调节相应速度快、稳定、调节过程平滑，不会出现自身产生的抖动，这些要求。
关键词：摄像；PID算法；云台；高稳定
ABSTRACK
Conditions required for high-quality imaging with the quality of the camera angle selection, the photographer's level and stable platform presented here a way to get the camera to remain stable, so that the camera will not be affected because some jitter photographic quality platform is the high stability stabilization PTZ platform uses PID algorithm is realized through improved, the goal is to improve the initial adjust the speed and reduce overshoot and reduced stability after ripple. After a practical operation, to achieve this goal, to achieve a good adjustment corresponding speed, stable, smooth adjustment process, the jitter will not self-generated, these requirements.
Key words: camera shooting;PID;PZT;High stability
目录
第1章绪论 (1)
1.1 本文背景和航拍云台技术发展现状 (1)
1.2 课题来源及设计要求 (1)
1.2.1 设备应适应的环境 (1)
第2章航空摄像机防抖系统总体方案设计 (2)
2.1 航空摄像机防抖系统概述 (2)
2.2 航空摄像机防抖系统具体方案选择 (2)
2.2.1 云台机械架构及外形选择 (2)
2.2.2 算法方案选择 (3)
2.2.3 运动部件（电机）的选择 (4)
第3章航空摄像机防抖系统组成及其硬件设计 (5)
3.1 平衡传感器 (5)
3.2 电机操控 (6)
3.3 主控芯片及接口电路 (6)
3.3.1 ARM处理器的型号 (7)
3.3.2 Cortex?-M3 v7M处理器 (8)
3.3.3 STM32F103VET6 (8)
3.3.4 STM32F103VET6最小系统 (9)
3.4 电机驱动单元设计 (12)
3.5 数据采集 (12)
3.5.1 DMA (13)
3.6 数字显示电路设计 (13)
3.6.1 LCD11264 (13)
3.6.2 模块化设计 (14)
3.6.3 IIC通信协议 (15)
第4章航空摄像机防抖系统控制策略及软件设计 (19)
4.1 系统软件总体结构 (19)
4.2 信号处理 (19)
4.3 闭环控制算法设计 (20)
4.3.1 PID控制理论概述 (20)
4.3.2 PID算法的效果 (22)
第5章工程实物制作 (23)
5.1 硬件电路制作 (23)
5.2 软件程序编程与调试 (24)
5.2.1 ADS (24)
5.2.2 IAR (24)
5.2.3 RVMDK (24)
设计总结 (25)
附录A 电路图.................. 错误！未定义书签。附录B 部分程序清单. (27)
参考文献 (34)
外文资料 (35)
致谢 (50)
第1章绪论
1.1本文背景和航拍云台技术发展现状
国外较早地开始了这方面的研究，主要用于军事方面，也是由军事开始的，第一个云台是二战时德国用在导弹上面的，使当时的导弹具有很高的打击精度，后来得到很多国家的肯定，并且效仿，这项技术使导弹打击精度技术进入了一个新时代。
与国外相比，国内对于云台的研究起步相对较晚。70年代进口了外国的一个76X系列的云台，并且根据这个云台的原理进行模仿，并且将这项技术运用到了武器当中。后来到了90年代，陀螺仪技术的兴起，开始使用陀螺仪来增加稳定，并且取得了相当好的效果。
整体来说，目前这项技术还是主要用于军工方面，民用很少，有的售价也高达百万级别，里面的技术还是属于国家机密型。但是民间为了获取高质量的航拍效果，比如电视拍摄等艺术性航拍，用于建设规划、工程勘察，灾情勘察，抢险救灾等实用性航拍方面。像汶川地震时、雅安地震时的拍摄，广西等地区高山峻岭地方需要修路前的环境勘察。
目前民用的高稳定中最稳定的属拥有Body-Pan专利的美国航拍系统，而我国，暂且没有高稳定航拍系统。
所以民间对这方面的需求很强，这方面的研究是很有前景的。
1.2课题来源及设计要求
本人在大学期间研究的方向就是电机控制类的，这个也是本人的兴趣爱好，并且在控制方面有一定的成就，基础还算是比较扎实。
本课题源于市场的需求和个人的兴趣爱好。本系统的用途：用于航航空拍摄起相机防抖作用。
设计要求采用嵌入式MCU对平台的控制响应速度快，运动平滑，且能保持稳定。
1.2.1设备应适应的环境
环境温度：-5C---- +65C
环境湿度：≤90 %
供电电压：+5V
第2章航空摄像机防抖系统总体方案设计
2.1航空摄像机防抖系统概述
基于cortex-M3的航空摄像机防抖系统，利用改进后的PID算法控制，运动部分采用360°舵机，MCU采用cortex-M3架构的STM32F103VET6，传感器利用飞思卡尔的MMA7361（加速度/角度传感器），将平台控制成响应速度快，并且调节运动相对平滑，没有顿挫感的高稳定防抖平台。
2.2航空摄像机防抖系统具体方案选择
2.2.1云台机械架构及外形选择
机械结构参数如表 2-1
表 2-1 机械结构参数错误！未找到引用源。
相机内框圆框直径153MM
相机安装位135MM至140MM可调式机台上下可调行程: 20MM
外圈宽度210MM
云台总高260mm
材料机构玻纤钢轴铝合金
云台拆分结构图如图 2-1
图 2-1 云台拆分结构图
云台实物图如图 2-2
图 2-2 云台实物图
2.2.2 算法方案选择
算法方案：
1)开关量调节法
2)固定增量调节法
3)PID类型算法调节法
4) 4.基于线性自适应神经网络原理的改进算法
算法分析：
第1种方法：响应速度够快。无法做到运动平滑的要求，会使平台运动起来顿挫感很强烈
第2种方法：运动平滑和响应速度只能取其中一种，另外一种就效果会很差
第3种方法：运动平滑和响应速度都可以有，算法理解难度不会很高。
第4种方法：网上搜索出来的，国际上面高性能云台都用的算法，但是数学理解难度很高，要求的环境很苛刻，很难得到满足，但是一旦成功，控制效果是上面4中方法中最好的。
选择结果：使用第3种方案，测试拍摄效果，最后有可能的话，学习第4种方法，挑战高端。
2.2.3运动部件（电机）的选择
运动部件（电机方案）：
1)180°舵机
2)直流电机
3)360°舵机
4)步进电机
电机分析：
第1种电机：控制方便，可以直接计算并且定位需要旋转的角度，但是转动范围只有180°，对于机械结构里面的相机内框有一个大齿轮来说，舵机180°的转动范围太小了，完全不起作用。
第2种电机：可连续正反转动，速度快，精度高，但是刹车不方便，当此电机工作在停止状态时，不方便，而此云台大部分时间是工作在停止状态。
第3种电机：可连续正反转动，速度快，精度高，力矩大，而且此电机可以工作在停止状态，具有保持电机停止的力矩，体积小，效率高。
第4种电机：可连续正反转动，速度快，精度高，力矩大，可以工作停止状态，有停止力矩，而且最重要的是它可以开环控制转动精确的角度，这样就可以直接通过计算得到需要转动的角度，但是体积大且重，用电效率低。
选择结果：综合考虑这4种电机的优缺点，决定使用360°舵机，后面有机会的话，会考虑使用步进电机，挑战高端。
第3章航空摄像机防抖系统组成及其硬件设计
3.1平衡传感器
选择飞思卡尔的MMA7361倾斜角/加速度传感器，MMA7361芯片集成了3轴传感器，很好的模拟出了空间的3个维度，通过这个传感器可以知道此时这个传感器的状态，从而反馈给MCU进行控制调节。
MMA7361是模拟量输出的一个传感器，也就是说里面的感应器是模拟的，是连续的，是实时反映状态的，所以，它的反映速度是很快的。它的输出信号量是从+0.85V~+2.45V，正常平放时输出是+1.65V，所以，每次MCU需要获取传感器状态时，只需要通过ADC采样MMA7361对应的输出脚就可以，而不需要有任何时序电平操作。
MMA7361状态输出如图 3-1
图 3-1 MMA7361状态输出图
3.2电机操控
因为采用的是360°连续正反转舵机，这种舵机的操控命令类似于普通180°舵机，但是每种操作的命令在舵机里面体现的结果却和180°舵机截然不同，响应效果和直流电机特别像，所以，这种舵机概括起来就是普通180°舵机的操作，直流电机的响应。
电机样式如图 3-2
图 3-2 360°舵机实物图
这种舵机和普通180°舵机长相也是一模一样的。
详细操作细节：
它有3根线：一根电源线，一根地线，可以输入5V左右的直流电，这个都是硬连接的东西。
一根控制信号线，通过MCU发送一个50HZ的PWM波给这个信号线，对于舵机来说，经常不以频率来说，而是以周期来说，也就是说发送一个周期为20ms的PWM波给信号线，然而再通过控制PWM波的占空比来控制电机的运动状态，相当于这个电机里面已经有一个“表”，我们的PWM占空比就是发送的命令，当电机接收到这个命令后，会在这个已经制好的“表”里面“搜索”这个命令，当“搜索”成功后，就开始执行相应的动作。
舵机“命令表”为表 3-1
表 3-1 舵机“命令表”
发送高电平时间执行的动作
0.5ms ~ 1.5ms 正转速度快~ 正转速度慢
1.5ms 停止
1.5ms ~
2.5ms 反转速度慢~ 反转速度快
3.3主控芯片及接口电路
本系统应要求系统的安全性能高，ADC速度快，如果ADC速度不够快的话，
就会对整个程序的运行产生很大的阻碍，甚至有可能让整个程序死在ADC里面，不能处理任何事物。
对于安全问题，选择cortex-M架构的MCU，这个架构的MCU是主要针对工业上面用途的，所以这类MCU具有相当可靠的安全性能。而对于ADC速度的问题，选择ST公司的STM32F103VET6芯片，里面集成有12位的ADC，ADC采样一次最快需要的时间是1us，而且运算速度可以达到72MHZ，足够快了。
首先介绍一下ARM，ARM是Advanced RISC Machines的缩写。是微处理器行业的一家知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费、教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
得到ARM公司授权的芯片厂商有NXP（原飞利浦半导体部门）、ST（意法半导体）、苹果公司、inter、三星、飞思卡尔（原摩托罗拉半导体部门）、sony等知名半导体厂商。
智能手机等便携式移动设备，这些移动设备要求性能强大、功耗低、价格低的处理器，而这些使得ARM成为手机等移动设备的不二之选。最开始比较成功的智能手机属于nokia，得益于塞班系统，nokia一度成为智能手机行业的霸主，这些智能手机用的处理器都是ARM9和ARM11架构的微处理器，后来天才设计师Steve Jobs设计的搭载苹果公司自主操作系统IOS的iphone出现，将智能机推向了一个新纪元，全触屏手机出现了。Iphone成为人们追求潮流的一种体现。iphone的成功，极大的鼓励了智能机的产生，由于iphone的价格是相当昂贵的，能购买起这个手机的人毕竟占少数，于是，由google公司开发的便携式操作系统android出现了，这个操作系统对全世界开放源代码，并且免费提供给全部人，这使得只要有硬件生产能力，有能力移植代码的厂商，都可以加入到智能机的队列中去，因为android产生了一大批的智能手机大佬，比较成功的就是三星、HTC （中国台湾）、华为、中兴、sony、摩托罗拉。Android也给我过山寨市场提供了一个很大的平台，众多低端，低价android智能机的出现，让大多数人们可以体验智能机带来的乐趣和便捷。而这每一款智能机里面的处理器都是ARM。这给ARM公司带来了爆发式的增长，撼动了作为稳坐第一的芯片老大inter的地位。
3.3.1ARM处理器的型号
比较老的ARM有ARM7、ARM9、ARM11系列的比较流行，不过现在目前生产的智能机都已经使用到了cortex-A系列的处理器了，这些都是标准的ARM架构的
处理器，而苹果公司的苹果A系列的处理器却不同，这种系列的处理器并不是标准的ARM架构，而且经过苹果公司自行改动设计的芯片，性能会比标准的更强些，这也是iphone不同于一般智能机的一个重要点。
本次这里选择的是ST公司的STM32F103VET6是属于Cortex?-M3 v7M架构。
3.3.2Cortex?-M3 v7M处理器
这种架构不同于上面介绍的那些通用型的处理器，这种架构的处理器有安全性、可靠性高、中断速度更快的优点，但是一般来说内核里面是不包含MMU（内存管理单元）的，这就意味着不能运行像linux、winCE这类的大型操作系统，只能运行像UC/OS这样的微型操作系统，这些特点决定了这类处理器的用途，即主要用于工厂自动化及控制、工业控制动力设备、以及楼宇家庭自动化。而前面介绍的那些一般用的ARM，这些都是用于民用，比如：智能手机、平板电脑、MP3、工业界面（不涉及到主要控制）等等要求运行速度要求高、但是允许死机的环境下。
3.3.3 STM32F103VET6
本系统和MCU选用的是STM32F103VET6,它具有如下特点：
1.32位cortex-M3核，超小LQFP100角封装；
2.64kB 的片内静态 RAM 和 512kB 的片内 Flash 程序存储器，128 位宽度接口/加速器可实现高达72 MHz工作频率；
通过片内boot 装载程序实现在系统编程/在应用编程（ISP/IAP），单扇区或整片擦除时间为400ms，256字节行编程时间为1ms；
有休眠，停止，待机3种低功耗模式选择；
调试模式可以选择最常用的串行调试（SWD）和JTAG接口；
有12通道的DMA控制器，并且DMA支持定时器、ADC、DAC、SPI、IIC和USART 等片上集成模块；
1个12位的最快1us的A/D转换器（16通道）；并且片上集成了一个温度传感器；
2通道的12位D/A转换器；
多达80个快速I/O端口，最快速度可以达到50MHZ，而且有大部分兼容5V 以内的输入；
多达9个定时器；2个看门狗（独立看门狗和窗口看门狗）；
通信接口：2个IIC接口、2个USART接口（兼容UART），2个SPI接口，1个CAN接口，1个USB2.0接口，1个SDIO接口。
3.3.4 STM32F103VET6最小系统
嵌入式系统的最小系统主要由以下几个方面组成：
(1)电源
(2)复位电路
(3)系统时钟（8MHZ）
(4)实时时钟（32.768KHZ），提供时间时钟
(5)底板
首先介绍电源部分，电源就相当于一个人的心脏，是供给整个系统动力的地方，是最根本的东西，所以这部分设计很重要：
电源原理图如图 3-3
图 3-3 电源原理图
这里选择5V作为整个最小系统板的输入，是因为考虑到外围芯片的兼容性，和方便性，因为有很多外围器件是利用5V供电的，而不支持3.3V供电，但是ARM的供电都是3.3V作为标准供电电压，所以，我们以整个最小系统板5V的电源总输入，然后进入最小系统板后利用LM117芯片进行稳压成3.3V的电压，然后供给给ARM，后面再加一个LED3最为电源指示灯，用来提示电源是否正常连接的。
而C1电容和C2电容分别采取电解电容配无感电容组合，因为电解电容具有很大的容量，这样就可以充分储能，并且将低频波过滤成直流波形，但是电解电容由于为了增加电容面积而不增加体积，采用卷式结构，这样的话，就相当于一个小电感，既然有电感的话，高频成分就无法被滤除，所以，在电解电容后面，需要配一个无感电容，从而滤除整流后残留的高频部分，使得电源更加稳定，干扰小。至于这个无感电容的选择就相当简单了，一般来说，最普通，最便宜的陶瓷电容就可以满足这一要求。
再接下来就是MCU的复位部分了，这部分也相对简单些：
复位电路如图 3-4
图 3-4 复位电路原理图
虽然这部分看起来很简单，但是实际上，这里有一个很需要注意的地方，就是复位时间不能太长，也就是按下复位键后，到MCU真正复位需要的时间，这部分时间不能太过长，不然会直接影响到J-link的程序烧写，经过实践证明，这个图上面的电容电阻的组合还是可以的。
再接下来就是晶振电路了，晶振方面，因为根据STM32F103VET6的数据手册上面可以知道：STM32F103VET6的最大工作频率是72MHZ，但是它内部还有倍频电路，而数据手册上面推荐的是外接一个8MHZ的晶振，再进行内部倍频到72MHZ，其实STM32F103VET6内部就已经集成好了有晶振部分，也就是说就算我们不外接晶振给它的话，它也是可以工作的，但是资料上面说其内部晶振是不稳定的，所以是需要接外接晶振的，而输入一个不是很高频率的晶振，再芯片内部进行倍频成高频率的晶振是一个很好的设计，因为这样就可以给使用这个芯片的用户减轻画电路图上面的负担，不用考虑太多抗干扰的问题。
晶振电路如错误！未找到引用源。
图 3-5 晶振电路原理图
这个晶振电路和常用的晶振没有很大的不同，但是有一点值得注意的就是，与晶振并联的一个2M的电阻是大部分电路里面见不到的，但是这里设计成这样是因为在晶振的内部结构里面，是需要一个电阻来进行起振的，但是晶振内部都会自带电阻，但是，由于各种MCU的输入阻抗的不同，会影响晶振的起振，经常会出现同样的晶振电路，在换一种MCU的时候，就有可能振不起来了，就是因为这个原因导致的，所以，在晶振两端并联一个2M的电阻的话，就基本可以消除这方面的问题了。
接下来就是用于程序烧写的接口部分了
JTAG接口电路如图 3-6
图 3-6 JTAG接口原理图
因为STM32F103VET6是支持串行调SWD和JTAG调试模式的，而SWD用的接线可以兼容JTAG标准模式的，所以，这里直接使用了20PIN的JTAG接口模式，这样也可以和标准的J-link兼容，目前市场上能买到的J-link基本都包含了JTAG模式和SW模式了。
再最后就剩下把MCU的各个引脚引出来就可以了。
这里的布局和市场上买到的最小系统板有一点点小区别，就是插针的设计并不是设计成2个双排对称的插针，因为实践经验告诉我：双排插针很难插入孔里面，不好调整；而且设计也不是对称设计的，因为实践经验告诉我：对称的设计容易让用户将最小系统板插反，直接导致巨大的损失。而不对称的设计可以有效的防止这一悲剧产生。
这个最小系统板由我参考部分已经成熟产品，然后进行自行设计完成，并且发到深圳一家PCB打样公司制作完成，
3.4电机驱动单元设计
电机驱动单元采用了光电隔离电路，如错误！未找到引用源。
图 3-7 光电隔离原理图
GS-9257MG/360度连续运转舵机的参数显示，工作在5V情况下，空载电流180mA，而负载电流将达到1000mA，而这个云台使用了3个这种电机，也就是说光这3个电机运动时就可以产生3A的电流，这对于一个微控制器来说绝对是一个大电流，会直接影响微控制器的正常运行，所以就要采取一些措施将微控制器部分和电机部分隔离开来，但是由于舵机需要的驱动信号又是要求比较苛刻的，所以，这里使用光耦来进行光电隔离，是一个很好的选择，有效的保护了微控制器部分，又不失信号的传输。
3.5数据采集
由于为了使传感器能够实时反应当前状态，采用了飞思卡尔公司的MMA7361角度传感器模块，这个模块反应的模拟量，所以，用MCU采样的时候需要使用ADC功能。
STM32F103VET6内部集成了片上12位的ADC，而且这个ADC的速度最快可以达到1us/次，这个速度已经够快了。
因为AD一次是需要时间的（虽然这个只需要1us），在主程序里面就一定要等待ADC转换完毕才能够读取出数据来，这个对于实时系统来说就存在一定的隐藏问题，所以后来，工程师们设计出来使用中断来反应一次采样结束，这个被
人们广泛认可，但是对于一个实时系统来说，相应速度是相当重要的，而中断使用越多，就会越不利于系统的实时相应。后来出现了DMA功能，这个可以避免这一现象。本系统也是采用了DMA来采样ADC。
3.5.1 DMA
DMA全称为Direct Memory Access（直接内存存取）是所有现代电脑的重要特色，从名字可以看出，是一个直接操作内存的东西，指定一块片上寄存器和一段内存对应起来，然后DMA就可以将这2个地方的数据进行同步，从而使主程序操作一些运行较慢模块的时候不用进行长时间的等待，只需要在主程序里面指定好对应的地址，然后将要对这个模块的操作数据放入对应的内存区，DMA就会自动完成数据传输，使主程序不用一步一步来操作数据传输，节省下CPU的资源来进行关键功能的运作。
这里采集角度传感器的ADC就是支撑DMA功能的，将此ADC设置为DMA 功能，并且循环采样，这样的话，每次采样完，DMA会将数据搬运到指定的内存区域，并且重新启动这个ADC模块，让ADC重新采样，这样一直循环下去。这样的话，主程序只需要读指定的和ADC对应的那块内存就可以知道最近一次ADC采样的数据，而避免了以前漫长的等待时间，或者危险的中断。
3.6数字显示电路设计
3.6.1 LCD11264
本设计用来显示的方式使用LCD11264的液晶屏来显示，这种液晶屏类似于常规使用的12864液晶屏，但是，12864有一个很讨厌的缺点，就是显示的东西相当丑陋，相当难看，原因就是分辨率太低，屏幕太大了。
这款LCD11264分辨率虽然也不高，从名字上面就可以看出来，只有112*64，但是这款的屏幕的尺寸并不大，所以，显示效果会比传统的12864好很多。显示更加细腻。
不仅仅是显示效果会比传统12864好，它在通信方面也是不一样的，12864的通信方式采用数据和命令分离来通信，即会多一个引脚来进行选择输入的数据时命令还是数据，对于引脚稀缺的项目里面，这无疑是一个硬伤，LCD11264采用的通信方式类似于目前流行的一般的总线的通信方式，采用这种顺序：发起始位--》发命令位--》数据位--》结束位，如图 3-8
图 3-8 LCD11264单数据格式
LCD11264的数据传送方式就是上图的格式，但是对于一次性要发很多命令时，如果每条命令都采用这种方式的话，可想而知，这种通信效率是很低的，于是，LCD11264就效仿异步通信方式，只要以起始位和结束位来隔离每次数据的发送，中间可以发送多条命令和数据，这样就大大提高了通信效率，也就是：起始位--》命令--》数据--》起始位--》命令--》数据--》起始位--》命令--》数据--》…………--》起始位-》命令--》数据--》结束位。如图 3-9
图 3-9 LCD11264多数据格式
然而LCD11264使用的通信方式是串口SPI通信，这种通信方式的极大好处就是速度相当快，占用的IO口少，时序如图 3-10
图 3-10 LCD11264时序图
3.6.2 模块化设计
何为模块化设计？就是假设一个产品上面显示部分原来使用的是数码管显示，但是后来要求更换液晶屏，就为了换个显示模块，如果不是模块化设计的话，就要重新设计整个产品，重新规划整个产品，或者至少都有很大一部分需要重做，这个是效率相当低下的表现，也不利于整个项目的协同合作，这个项目只能由一个人来完成，这个如果对于一个公司来说，是没有任何价值的。我参观过国际上面赫赫有名的工控老大ABB的项目设计方式，他们都是有各个成熟的模块，做一个相当大的项目，一般派2个左右的工程师就可以搞定，而且是在很短的时间内搞定，他们的设计方式有点点类似于用PLC来做项目，即只要把整个流程图做好，然后主流程控制程序写好，然后里面的每个部分都有对应的小模块，只要
将那些小模块接入总线中，这样再稍微调试一下，整个工程就完工了。
当然ABB工程师用的那些小模块当然不是市场上面可以买得到的，是他们公司在经过日积月累做成了。他们把每一个单独实现功能的部分都做成模块，然后留出总线接口，再加入他们自己规定的通信协议。所以，他们的那些小模块对外的接口都是一样的。
对于ABB做过的项目，比如说如果客户后来需要换个显示方式，好，他们会直接发令一个显示模块给你，然后拔掉老模块，插入新的显示模块，就完成了升级，就是这么简单，连机器的一颗螺丝都不用拧。
所以这里效仿这种项目方式，将显示部分做成一个单独的模块，由一个单独的MCU来控制，使用总线的方式和主控制芯片进行连接。而通信协议由于是系统内部通信，所以这里并不使用通用串口UART来通信，通用串口UART使用的场合一般是整个系统对外通信，一般是需要连接485等长距离通信，这种通信方式一般使用的通信协议是modbus，profibus之类的，对于系统内部通信，这里采用双线通信方式的IIC协议。
3.6.3 IIC通信协议
IIC的称是Inter-Integrated Circuit（集成电路总线），是由飞利浦公司在80年代初设计出来的，可以双向通信，主从也可以切换的一种通信方式，目前IIC的快速方式可以达到400K/s的速度，这个速度在总线方面是很少见的速度，并且是异步工作方式，也就是说，只需要一个起始位和结束位，中间可以连续发送大量的数据，而不需要区分，它的通讯时序大概如图 3-11
图 3-11 IIC时序图
当然这个只是整体的一个概念图，其中实际操作时，会更加繁琐一点。
硬件IIC和模拟IIC：
有些人很喜欢使用模拟的IIC进行通信，这个只是在学习IIC的原理时使用一下而已，实际工程里面并不建议使用模拟的IIC，除非迫不得已，因为IIC作为一种总线通信方式，既然是总线就必然存在很多个模块接在同一根总线上面，加上IIC又是一个可以主从切换的通信方式，也就是说任何模块都随时可以切换到主机模式，然后发送数据，这就必然导致一个仲裁问题，我们正常人可以想到
VR全景知识
全景分为虚拟现实VR和3D实景两种，一般做成网页版HTML5和手机版APP。虚拟现实是利用软件，制作出来的模拟现实的场景；3D实景是利用相机或街景车拍摄实景照片，用专业合成软件或者平台合成（分析、对齐、拼接）球形全景的的矩形投影图，或者立方体图，制作全景漫游(漫游分两种，一种添加链接漫游如箭头脚印，一种自主漫游)，添加各种媒体插件(地图、指南针、动画、音乐、解说)让作者立于画境中，让最美的一面展现出来。用pano7cd生成HTML5（万维网的核心语言、标准通用标记语言下的一个应用超文本标记语言(HTML)的第五次重大修改）版的全景漫游，上传之后，就可以在手机上看了。可以设置自动旋转的。全景图一大片黑色？因为我的全景图是航拍的，没办法把天空拍全，需要后期补天。 1、用PHOTOSHOP保存图片时选图片质量可以控制图片大小。 2、ACDSEE转换图片格式可以改变图片大小。 3、光影魔术手保存图片时也可以改变图片大小。 720全景比360全景多了上面和下面。全景用动态HTML、flash动画、流式音视频、PC程序exe、手机应用程序APP、微信小程序呈现. Flash是adobe公司的，对于cpu和gpu的占用量依然很大，功耗自然也大。苹果不支持flash，而是用html5。 全景宣传有手柄控制旋转和摄像头旋转。 全景效果图流程：前期准备（清理拍摄现场，准备拍摄设备），拍摄（单反相机+鱼眼镜头+全景云台+三角架），PS美化，导出（网页版和离线版），拼接（专业拼接软件），输出全景效果图。 一、VR全景制作的流程： 1.拍摄全景照片。这需要摄影师高超的拍摄技术。如果没有专业的指导，很可能需要至少一年时间的摸索，甚至更长。 2.拼接全景图。拼接全景图最常用的软件是pugui，这是一款强大的拼接软件。很多全景制作公司的技术人员只是会运用其简单的拼接功能。 要精通其强大的全景图处理能力，不是一件容易的事情。 3.修图和润色。这是一件技术性及对美感的要求很高的步骤，是需要专业美工来完成的工作。全景质量的好坏很大程度上以其而定。 4.功能界面的设计。选择正确的软件对全景的兼容性和功能有至关重要的关系。好的软件能设计出美观且功能多样的全景效果。这需要学习代码来完成，不是一朝一夕的事情。 二、首先，我们需要准备好如下几种器材： 单反相机+鱼眼镜头，三脚架，云台。 光圈
360度全景摄像技术原理介绍样本
360度全景摄像技术原理简介 普通只有在必要状况下，咱们才费尽周折地试图在狭小空间安装视频监控设备。就当人们开始将要习惯忍受这样架设行为时(固有需求矛盾所制)，悄然产生一种新生力量---- 360度全景摄像。 以往咱们在狭小空间试图构建监控系统，无外乎会采用几种方案：短焦距镜头摄像机、调节安装位置、或多摄像机联动对射等。但以上几种方式都存在着不同应用缺陷;选取短焦距镜头摄像机时，水平可视范畴不大于80度(广角也超但是90度)，因而监控范畴较小;调节安装位置，往往受到客观环境制约而影响稳定安装(例如一面是玻璃、一面是门、顶上有电线或无法承重装饰吊顶等等);选取多摄像机联动对射，不但增长了设备投入成本，也使得施工变得更加繁琐。 一360度全景摄像技术简介 顾名思义，360度全景摄像就是一次性收录先后左右所有图像信息，没有后期合成，更没有多镜头拼接。其原理根据仿生学(鱼眼构造如图1)采用物理光学球面镜透射加反射原理一次性将水平360度，垂直180度信息成像(如图2)，再采用硬件自带软件进行转换，以人眼习惯方式呈现出画面。
图1 鱼眼构造 图2 鱼眼镜头硬件示意图 鱼眼镜头是一种超广角特殊镜头，其视觉效果类似于鱼眼观测水面上景物。鱼眼睛类似人眼构造，但是相对于扁圆形人眼水晶体，鱼眼水晶体是圆球形，虽然只能看到比较近物体，但却拥有更大视角。 图3中，人眼看水中实物，由于实物反射光线在水中发生折射，使人误觉得物体处在虚像位置(例如水中筷子弯曲现象)。依照折射原理，光从空气斜射入水等介质中时，折射角不大于入射角;光从水等介质斜射入空气中时，折射角不不大于入射角。也可以概括为，光
二自由度简易云台增稳控制系统设计
二自由度简易云台增稳控制系统设计 项目简介：本课题要求学生在查阅相关资料的基础上，利用单片机、IMU姿态测量元件、舵机等设备搭建二自由度增稳控制平台，设计姿态数据的读取程序，设计舵机的控制程序，设计增稳平台的机械结构，对所设计的程序进行调试，实现云台的增稳控制。 项目方案： 本课题分以下步骤展开研究： 2014年4月~ 2014年10月 收集有单片机接口程序设计方面的资料，学习相关理论知识； 2014年11月~2014年12月 学习MWC飞行控制板的程序设计技术； 2015年1月~2015年4月 设计板载姿态传感器数据读取； 2015年5月~ 2015年8月 设计舵机控制程序和平台机械结构，测试平台增稳性能； 2015年9月~2015年10月 撰写研究报告、结题，项目鉴定。 本项目主要使用MWC飞行控制板和舵机实现二自由度平台的增稳控制 预期成果： 本项目要求完成如下成果： 设计并实现二自由度增稳平台的软、硬件系统，搭建增稳平台的机械结构，完成系统的负载测试。完成研究报告一份。 二自由度云台概述: 云台是一种安装、固定摄像装置的支撑设备，用于摄像装置与支撑物的联结。其英文名称为Pan-Tilt(简称PT),即可以在水平方向和俯仰方向旋转的机械装置。主要用于安装监控、动态摄像等需要进行运动图像（视频）捕捉的场合或环境，使采集方式更直接方便；在需要摇摆和摆动的机构中，如机械臂等，也利用云台来实现可接触范围的延伸和扩展。 根据云台的回转特点可以分为只能左右旋转的水平旋转平台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台，即二自由度（2-Degree of Freedom）云台，简称2-DOF云台。 增稳的意义： 比如飞行器在飞行过程中，由于自身的抖动以及外界因素对它的影响，它的姿态不断变化，装在上面的图像采集装置一起变化，导致图像的不稳定。如果采用反馈控制原理，先测量姿态变化，再传输到控制装置（舵机），达到稳像的目的。将一个二自由度的稳像平台与遥控直升机恰当地结合在一起，实现了在飞行过程中跟踪目标稳定图像，保持图像质量的功能。
摄像机常见故障分析
摄像机常见故障分析 1、红外半球系列机器晚上出现图像照度差、发白或有亮白色光圈现象。 该现象是机器装配不当导致的，装配时感光器件（光敏电阻）离半球距离过远会导致红外灯启动不完全造成机器夜间照度差；出现图像发白或亮白色光圈现象主要因红外发光管发出的红外光通过球罩折射到镜头所致，解决此现象就是避免让红外光折射到镜头表面，通常采用海绵圈进行镜头与红外光的隔离，在装配时一定要将球罩紧贴海绵圈。 2、夜视型红外防水机白天图像正常，夜间发白 此现象一般因机器使用环境有反射物或在范围很小的空间使用，因红外光反射导致，解决此现象首先应确定使用环境是否有反射物，尽可能改善使用环境，其次检查机器的有效红外距离与实际使用距离是否相应；若一台长距离红外机器在很小的空间使用会因红外光过强导致机器图像发白。 3、无图像 首先检查外加电源极性是否正确，输出电压是否满足要求（电源误差：DC12V±10％，AC24V± 5%），其次检查视频连线是否接触良好；若是使用手动光圈镜头需检查光圈是否打开，自动光圈镜头则需要调节LEVEL电位器使光圈在合适位置。 4、彩色失真、偏色 可能是白平衡开关（AWB）设置不当，也可能是环境光照条件变化太大，此时应检查开关设置是否在OFF位置，应想办法改善环境的光照条件。 5、图像出现扭曲或几何失真 这种现象可能是摄像机、监视器的几何校正电路有问题或光学镜头的问题,也有可能是视频连接线缆或设备的特征阻抗与摄像机的输出阻抗不匹配。当出现以上现象时,请先检查所用光学镜头是否异常及监视器的输入阻抗开关是否设置在75Ω端,其次再检查用视频连接线缆阻抗是否是75Ω。 6、画面出现几道黑色竖条或横条混动 这种情况一般是机器供电电源输出电压的纹波太大,应加强滤波并采用性能好的直流稳压电源。 画面竖直方向出现多道竖条 这可能是外接视频线或设备的特征阻抗与摄像机不匹配而引起的反射造成的，应注意所选用的视频线和其它连接处理设备的特征阻抗是否为75Ω。 7、使用自动光圈镜头图像过暗 首先检查EE/AI功能开关是否设置在AI端，其次检查LEVEL电位器调节是否合适。 8、一体化摄像机常见问题 (1)图像有干扰(例如:斜纹,水波纹,横线) 此种情况不一定是产品本身问题，很多情况下是由于以下原因造成的： A.线材质量问题，建议尽量使用国标线材。质量较差的线材在传输过程中衰减信号，易出现被干扰现象。 B.视频线或摄像机被强磁场干扰。强磁场源如：大功率电动机，高频发射机等。强磁场将会对绝大多数摄像机产生干扰。 C.稳压电源内部电容滤波不良。在使用一体变焦摄像机中，请尽量不要使用集中供电。 D.传输线路过长。 E.视频线的BNC头制做工艺差。 F.雷击造成摄像机无图像(通常为DSP,CPU,电源板损坏)。 G.摄像机工作中电源电压过高。摄像机用12伏直流工作电源的实际输出电压超过直流17伏，
飞越 TAROT Gopro两轴无刷云台用户手册
TAROT Gopro两轴无刷云台用户手册V1.0 一、简介 T-2D云台是TAROT公司专为 GoPro Hero3相机而研制，应用于影视摄影娱乐，广告航模摄影等多项领域。云台采用6061T6铝合金全CNC精密加工，无刷电机直接驱动，整体框架设计具有构思精巧、安装方便等特性。稳定的云台结构使飞行器处于高速飞行状态中，仍能够精准地控制挂载的GoPro Hero3相机保持稳定，使画面输出达到最佳的航拍效果。 二、特性 1、支持GOPRO Hero3视频辅助输出 2、支持供电电压反接保护及电压补偿 3、支持电机驱动端短路保护 4、支持初始俯仰角自定义 5、支持感度参数调节和软件三维姿态显示 6、支持摇杆速率模式和位置模式 7、支持接收机：常规接收机、S-BUS接收机，DSM2/DSMJ/DSMX接收机 8、支持遥控设备：PPM/PCM/2.4G 9、工作电压：DC 7.4V~14.8V （推荐12V，三节锂电） 10、工作电流：200mA-500mA（与供电电压及电机功率有关） 11、工作环境温度：-15℃~65℃ 12、处理器：双32位高速ARM核处理器 13、传感器：三轴MEMS陀螺仪和三轴MEMS加速度计 14、最大角速率：2000°/sec 15、最大加速度：16g 16、控制频率：2000Hz 17、电机驱动频率：20KHz(无噪声平滑驱动) 18、控制精度：0.1° 19、控制角度范围：-45°~45°（滚转），-135°~90°（俯仰） 20、姿态解算算法：专用于无刷电机驱动云台的解耦EKF算法 21、适用拍摄设备：GOPRO Hero3 三、功能和接口 接线说明：
重载激光云台安装注意事项
重载激光云台高点安装操作参考说明 一、产品规格信息： 图1、整机外观规格（mm） 图2、云台底座规格（安装面螺钉打孔参考） 设备尺寸规格： 650（长）mm×374（宽）mm×573mm（高，俯/仰视时高度大于该值），自检时，旋转半径内无遮挡物（如避雷针等设备） 重量： 设备约42KG（镜头规格不同会有1~2KG偏差）；适配器：3.6KG，确保承
载平台承重满足要求 螺钉规格： ①护罩机箱与云台连接： a)底部：M6×14mm内六角螺钉4颗 b)侧边：M5×14mm内六角螺钉6颗 ②云台底座固定螺钉： a)M8×50mm外六角螺钉4颗 电源: 设备功耗：120W/200W(激光灯/加热器开启） 设备端输入满足：AC24V/8A（AC48V/4A），部分地区或者安装位置供电比较特殊的点位，建议采取适当稳压措施，电源适配器(AC24V输出)与设备之间延长线请勿超过10M，避免设备无法正常运行。 高点安装时，建议在低处安装供电电源开关：如高塔安装设备时在塔下设置220V电源开关，便于设备维护 安装环境： 温度-40～65℃；湿度＜93%，可抗8级强风，TVS 4000V防雷、防浪涌和防突波保护，符合GB/T 17626.5 4级标准 设备内部电路有防雷电路保护，但仍然建议高点安装时，必须做好相应避雷措施，且在线缆连接配电箱内，加装相关线缆的避雷器 二、安装参考：
图3、高点安装避雷针参考 图4、安装承重平台、支架参考 三、注意事项： ①设备组装应按照先硬件装配，再线缆连接的顺序进行。设备装配时，采 用由下而上的顺序，首先安装云台部分，将云台固定在平台上以后；再把主机部分固定到云台上，连接主机与云台的航空插头时，应小心内部引针位置，避免发生压弯等情况 ②设备配套电源应安装在设备不超过5m的范围内；如果由于特殊原因， 电源不能安装在5m范围内，就需要延长电源供电线缆，但是必须确保，设备输入端（云台底座输出线缆）电压不低于AC48V±20%，AC24V±
360度全景摄像机安防监控投标书.
安防监控系统 投 标 书 投标单位：北京智诚环视科技有限公司（云南分公司） 投标时间：201X-XX-XX
投标函 XX市政府采购中心： 根据贵方“xx地方数字监控系统采购”项目公开招标文件（招标编号为xxx-xxxx）要求，正式授权下述签字人（姓名和职务）xx副总经理代表投标人xxxxxxxxx 公司（投标人名称）参加该项目的投标活动。为此，我方郑重声明以下驻点并对之负法律： 1、我方愿意提供投标须知规定的全部投标文件叁份，其中：正本壹份，副本一式贰份； 2、保证遵守招标文件中的有关规定； 3、保证投标文件中所述本单位情况属实； 4、保证忠实地履行买卖双方所签的合同，承担合同规定的责任和义务； 5、我方已详细阅读了全部招标文件，包括补充文件。我们完全理解并同意放弃对这方面有不明及误解的权力； 6、我方愿意向贵方提供与该项投标有关的数据、情况和技术资料，完全理解贵方不一定要接受最低的投标； 7、本投标在招标文件规定的投标有效内有效。如果在开标后规定的投标有效期内撤回投标，我们的投标保证金将被贵方没收。 与本投标有关的一切往来通讯请寄： 单位名称：（公章） 单位地址：xxxxxxxxxxxxx 邮编：xxxxxxxxx 电话：xxx-xxxxxxx 传真：xxxx-xxxxxxxxxx 法定代表人或授权代表人签字： 日期：
开标一览表 项目名称Xxxxx监控系统采购 招标编号Xxxxxxxxx-xxxx 标书份数正本：壹份 副本：贰份 投标保证金金额：8000 形式：转账或现金投标总报价（大写）投标总报价：xx。具体详见投标报价明 细表 投标产品主要品牌 供货或完工期 投标人（公章）：xxxxxx公司 法定代表人或授权代表人签字： 日期：
安防视频监控系统常见故障分析及解决办法
安防视频监控系统常见故障分析及解决办法 如何针对不同的故障情况采取相应的措施来解决问题，对提高监控系统质量，确保系统的稳定运行意义重大。下面就个人的一些工程经验谈谈视频监控系统的常见故障点和解决故障的经验。 1、由于监控系统其设备之间的连结涉及很多条线路，如果处理不好，特别与主要设备相接的线路连接不当或连接错误，就会出现断路、短路、线间绝缘不良、误接线等导致设备性能下降甚至毁损的问题。在这种情况下，应根据故障现象冷静分析与排查，判断哪些线路连接出现问题时可能产生什么样的故障现象。另外，需注意各系统设备与各种线路的连接应符合监控系统长时间运行的要求。 2、传输线缆的特性阻抗不匹配可能导致在监视器画面上产生若干条间距相等的竖条干扰，且干扰信号的频率基本是行频的整数倍。这种干扰现象是由视频电缆的特性阻抗和分布参数都不符合要求而综合引起的。对于此类干扰应尽量使系统内各设备阻抗匹配，特别在选购视频电缆时，要确保线缆质量，必要时应对电缆进行抽样检测。 3、通信接口或通信协议等参数未设置好，这种情况经常出现在控制主机与解码器或控制键盘等有通信控制关系的设备之间。也就是说，选用的控制主机与解码器或控制键盘等，在工程安装时没有设置好通信协议等参数所造成的，所以，主机、解码器、控制键盘等在安装时应注意通信协议等参数的设定。 4、视频干扰的常见故障。
在监视器的画面上出现一条黑杠或白杠，并且向上或向下滚动，其即是所谓的50HZ工频干扰。这种干扰多由因前端与控制中心两个设备的接地不当形成电位差环路进入系统引起的，也有可能设备本身电源性能下降引起。 图像有雪花噪点，这类干扰主要由传输线上信号衰减以及耦合了高频干扰所致。 视频图象有重影，或是图像发白、字符抖动，或是在监视器的画面上产生若干条间距相等的竖条干扰。这是由于视频传输线或者是设备之间的特性阻抗不是75Ω，导致阻抗不匹配造成的。 斜纹干扰、跳动干扰、电源干扰。这种干扰轻微时不会淹没正常图像，但严重时使图像扭曲而无法观看。其产生的原因较多也较复杂，比如视频传输线的质量不好，特别是屏蔽性能差，或是供电系统的电源有杂波，也可能因为系统附近有很强的干扰源。 大面积网纹干扰,也称单频干扰。这种现象主要由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路、断路造成的故障，或因BNC接头接触不良所致。 5、电源问题引发的设备故障，主要有如下几种可能： 供电线路或供电电压不正确; 功率不够(或某一路供电线路的线径够，降压过大等); 供电系统的传输线路出现短路、断路、瞬间过压等。 需注意的是，因供电错误或瞬间过压会导致设备损坏的情况发生。因此在供电之前，一定要认真严格地进行核对与检查，绝不能掉以轻心。
森林防火热成像产品安装技术规范书
森林防火热成像产品安装技术规范书 中国铁塔股份有限公司文山州分公司 2019年9月
目录 一、总则 (3) 1．范围 (3) 2.规范和标准 (3) 二、安装技术规范 (3) 1. 安装前准备 (3) 2.水平安装规范 (4) 3.供电及带宽要求 (5) 4.防雷接地 (5) 5. 防水 (5) 三、调试指导 (7) 1.调试流程图 (7) 2. 烟火检测功能配置 (7) 3.火点/烟雾检测屏蔽配置 (9) 4.巡航配置 (9) 5.守望功能 (11) 6.校准零度角 (12) 7.添加基准点 (13) 8.火点定位测试 (13)
一、总则 1．范围 1.1本规范书仅对中载、重载热成像产品提出了安装技术方面和调试方面的要求，它包括指导安装、调试、工程服务等方面要求。 1.2本规范书中提出的是最低限度的技术要求，并未对所有技术细节作出规定，也未完全引述有关标准和规范的条文，供方应保证提供符合本规范书和国家有关标准要求的经过实践的代表当今技术的优质产品服务。 1.3负责整套设备的运输、安装和调试工作。 2.规范和标准 GB50198-94 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB/T16571-1996 文物系统博物馆安全防范工程设计规范 GB/T16676-1996 银行营业场所安全防范工程设计规范 GA28-92 货币印制企业风险等级和安全防护级别的规定 GA38-92 银行营业场所风险等级和安全防护级别的规定 GA/T70-94 安全防范工程费用概预算编制办法 GA/T72-94 楼宇对讲电控防盗门通用技术条件 GA/T74-94 安全防范工程通用图形符号 二、安装技术规范 1. 安装前准备 1.1由于设备均安装在山的至高点，施工作业相对难度较大，为尽量避免后续的重复工作，故建议在塔下或者仓库先对设备进行简单测试： 1.1.1上电电观察设备是否能正常自检； 1.1.2IE登陆设备，手动键控云台确认云台运动是否正常； 1.1.3选中可见光通道依次点击变倍、聚焦功能，确认可见光镜头聚焦变倍是否正常； 1.1.4选中热成像通道，点击聚焦，确认聚焦功能是否正常（热成像通道镜头有镜头盖的需将镜头盖取下）；
全景云台节点调节操作说明
https://www.360docs.net/doc/d42922980.html, 全景云台节点调节操作说明 在全景拍摄前必须完成的一个步骤:找到相应镜头的节点。 在360全景拍摄制作中，全景云台配合，可以相机拍摄旋转的过程中保持相机的旋转中心点和镜头的节点在垂直方向上处于同一垂线。这样才可以保证拍摄生成的照片能够在后期的拼接合成中能够得到精确的全景图片。换句话说全景云台的作用就是保证节点和旋转点在垂直方向上在同一垂直线上。 下面具体就全景云台的节点调节展开说明和操作。 1.镜头的节点定是落在穿过镜头中心的轴线上，所以要快速找到节点就要找到镜头的中心轴线。这里给大家示范一个简单找镜头中心轴线的方法： 用具：镜头盖、白纸、铅笔、小刀。 镜头盖的圆心是和镜头圆心是处于同一个轴线上的，只要找到镜头盖的圆心就找到了镜头的中心轴线。 (1)取下镜头盖，将镜头盖压在白纸上面，用小刀在白纸上将镜头盖的轮廓刻下来。得到了一个和镜头盖相同的圆形白纸片。 (2)找白纸的圆心：将白纸对称对折两次，得到的折线交点就是圆心。 (1)将白纸平铺在镜头盖上，通过白纸的圆心我们也就可以确定镜头盖的圆心，在镜头盖的圆心上用铅笔或别的可以做标记的工具做一个小小的标记。
https://www.360docs.net/doc/d42922980.html, (2)确定镜头盖的圆心，等于已经找到了镜头的中轴线。节点就是在镜头的中轴线上面，看来我们的节点调节已经完成了第一步。 2.安装全景云台，将相机连同镜头盖一起装上云台。 (1)寻找节点在左右方向上的位置 使用三角尺或是功能相当的工具，三角尺的下端压在云台上的位置定位在夹座的中点处，即上图右侧所示的小图黄点位置。调节云台水平方向上的调节旋钮是在三角尺上下端均穿过下方的中点和上面镜头盖的圆心位置，这样就表明镜头盖的圆心位置和云台旋转的中心点是在同一个垂直面上，这里使用垂直面，而不是垂直线 到此就可以在全景云台上确定一个左右方向上的定点来保证节点在左右方向上的位置，固定好该位置，记下该位置所对应的刻度线。 (2)寻找节点在云台前后方向上的正确位置。 找到一个合适的场景，要求是在相机的前面有两条可供参考的直线。参考线的距离选择上要求在相机跟前的第一参考线与相机的距离在镜头不失焦的情况下足够近，而在这里选在高楼的阳台处，阳台栏杆上布置一条细线(注意线不要太细，要可以在镜头中看见)，后面的远处的第二参考线距离尽量大一点。目的是为了在云台旋转的过程中，前后两条参考线的相对位置变化更大一点，类似于杠杆原理。 这里选择的就是在高楼的阳台上放置云台和第一参考线，第二参考线选取远处的高楼外侧轮廓线。 接下来选取镜头相应的焦距，注意镜头的节点是对应与镜头的焦距，同一个镜头在不同的焦段节点在中心轴线前后方向的位置是不同的。一般情况下我们都会选取焦距最短的一端来进行全景拍摄。 调节前后方向上的旋钮来改变镜头在云台上的前后位置，通过取景其观看两条参考线的相对位置的变化来找到正确的节点位置。 将云台放在合适的位置，使两条参考线在镜头的中间位置重合，如下图的左侧第一幅图片所示。接下来左右旋转云台，可以看到刚才还是重合的参考线已经发生了错位。 下面是将参考线位置放大的图像：
揭秘智能控制云台主控与驱动电路 —电路图天天读(170)
揭秘智能控制云台主控与驱动电路—电路图天天读（170） 云台一般分两类，一类是做高速运转的球形摄像机，价格昂贵；另一类是以两个交流或直流电机组成的安装平台，通过控制系统在远端可以控制其水平和垂直方向的转动，实现全方位监控，这样的云台控制起来费时费力，不节能。为此，在做一定的市场调研后，结合已有技术设计出一款基于单片机智能控制的云台。该云台能根据设防区域内安装的多个传感器采集的信息去控制由步进电机组成的云台转动，只要入侵者进入设防区域云台就工作，人移动超过一定的距离，电机就转带动摄像头转动，始终保持人在监控摄像头的视角范围中心区域。整个工作过程全智能化，无需人操作，且步进电机易于控制转动度数，转动精确，可实现全方位准确监控摄像，使用方便节能。 系统组成 该智能控制云台系统主要由人体红外传感器、主控芯片、驱动电路、四相步进电机组成，框图如图1所示。在该系统中，多个传感器以云台为中心组成多点信号监测电路，采集云台四周（设计为八个方向，每个方向为45°的扇形区域）的多点数据，输入主控芯片进行数据计算处理，主控芯
片再输出一定数量的脉冲给步进电机驱动电路，从而驱动步进电机带动摄像头转动一定的角度，实现全方位自动追踪监控。 主控芯片与驱动电路 AT89C52是Atmel公司生产的低电压，高性能CMOS 微处理器，片内带8 KB的可反复擦写只读程序存储器，共有4个八位I／O接口，功能强大。L298N(＄2.1300)是SGS 半导体公司生产的步进电机专用控制芯片，能产生四相控制信号，输出功率强，可用于控制两相、三相和四相步进电机，易于与单片机结合，实现单片机控制。 设计中以AT89C52为主控芯片，在软件的配合下用P0，P1口作为传感器信号输入口，扫描多点（设计为16点，也可视具体情况扩展）红外传感器的监测信息，信息经运算处理后，通过P2口输出脉冲给L298N组成的电机驱动电路来驱动电机转动一定的角度，从而带动云台上的摄像头转动一定角度（水平方向为45°的倍数，最小45°，最大315°；竖直方向为15°的倍数，最小15°，最大75°，可通过软
监控摄像头常见故障及维修
1、云台的故障 一个云台在使用后不久就运转不灵或根本不能转动，是云台常见的故障。这种情况的出现除去产品质量的因素外，一般是以下各种原因造成的： （1）只允许将摄像机正装的云台，在使用时采用了吊装的方式。在这种情况下，吊装方式导致了云台运转负荷加大，故使用不久就会导致云台的转动机构损坏，甚至烧毁电机。（2）摄像机及其防护罩等总重量超过云台的承重。特别是室外使用的云台，往往防护罩的重量过大，常会出现云台转不动（特别垂直方向转不动）的问题。 （3）室外云台因环境温度过高、过低、防水、防冻措施不良而出现故障甚至损坏。 2、距离过远时，操作键盘无法通过解码器对摄像机（包括镜头）和云台进行遥控。 ·这主要是因为距离过远时，控制信号衰减太大，解码器接收到的控制信号太弱引起的。这时应该在一定的距离上加装中继盒以放大整形控制信号。 3、监视器的图像对比度太小，图像淡。 ·这种现象如不是控制主要机及监视器本身的问题，就是传输距离过远或视频传输线衰减太大。 ·在这种情况下，应加入线路放大和补偿的装置。 4、图像清晰度不高、细节部份丢失、严重时出现彩色信号丢失或饱各度过小。 ·这是由于图像信号的高频端损失过大，以3MHz以上频率的信号基本丢失造成的。 ·这种情况或因传输距离过远，而中间又无放大补偿装置；或因视频传输电缆分布电容过大；或因传输环节中在传输线的芯线与屏蔽线间出现了集中分布的等效电容造成的。 5、色调失真。 ·这是在远距离的视频基带传输方式下容易出现的故障现象。主要原因是由传输线引起的信号高频段相移过大而造成的。这种情况应加相位补偿器。 6、操作键盘失灵。 ·这种现象在检查连线无问题时，基本上可确定为操作键盘“死机”造成的。键盘的操作使用说明上，一般都有解决“死机”的方法。例如“整机复位”等方式，可用此方法解决。如无法解决，就可以是键盘本身的损坏了。 7、主机对图像的切换不干净。 ·这种故障现象的表现是在选切后的画面上，叠加有其它画现的干扰，或有其它图像的行同步信号的干扰。这是因为主机或矩阵切换开关质量不良，达不到图像这间隔离度的要求所造成的。 ·如果采用的是射频传输系统，也可能是系统的交扰调制相互调制过大而造成的。 9、数字硬盘录像机不能启动，可能存在以下几个方面的原因。 ·主机电源开关失灵。 ·主机电源损坏。 ·主机主板或CPU卡坏 ·主系统硬盘引导区损坏，或者硬盘本身故障。 ·操作系统被破坏。 ·对以上原因要仔细分析、逐一排除。 10、数字硬盘录像机死机（现场监看的图像定格不动或图像上叠加的时间信息不走） ·软件问题，对于PC式硬盘主机基中包括操作系统或监控软件两个方面的故障；对于嵌入式的硬盘录像主机是监控软件问题。引起的主要原因有以下几个方面：
云台使用方法
云台的使用方法和注意事项 其实云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。但是要注意我们所说的云台区别于照相器材中的云台，。照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远程可以控制其转动以及移动的方向的。 云台有多种类型： * 按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。 * 按安装方式分为侧装和吊装，就是把云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 * 按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 按照可以运动功能分为水平云台和全方位（全向）云台。 按照工作电压分为交流定速云台和直流高变速云台。 按照承载重量分为轻载云台、中载云台和重载云台。 按照负载安装方式分为顶装云台和侧装云台。 根据使用环境分为通用型和特殊型。通用型是指使用在无可燃、无腐蚀性气体或粉尘的大气环境中，又可分为使用型和室外型。最典型的特殊型应用是防爆云台。 * 在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观等因素。 云台的内部结构 全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，一般有交流 24V、交流220V 及直流24V。当接到上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。 需要说明的是云台都有水平、垂直的限位栓，云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。限位装置可以位于云台外部，调整过程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。 室外云台与室内云台大体一致，只是由于室外防护罩重量较大，使云台的载重能力必须加大。同时，室外环境的冷热变化大，易遭到雨水或潮湿的侵蚀。因此室外云台一般都设计成密封防雨型。另外室外云台还具有高转矩和扼流保护电路以防止云台冻结时强行起动而烧毁电机。在低温的恶劣条件下还可以在云台内部加装温控型加热器。 通用型云台的性能指标 一云台的转动速度 云台的转动速度衡量云台档次高低的重要指标。云台水平和垂直方向是由两个不同的电机驱动的，因此云台的转动速度也分为水平转速和垂直转速。由于载重的原因，垂直电机在启动和运行保持时的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上实际监控时对水平转速的要求要高于垂直转速，因此一般来说云台的垂直转速要低于水平转速。
晟崴SUNWAYFOTO全景云台使用说明
晟崴SUNWAYFOTO 全景云台使用说明 感谢您购买晟崴（SUNWAYFOTO)全景云台。我们致力于使晟崴（SUNWAYFOTO)的每一件产品都让客户感到满意。 希望我们的产品能助您有一个愉快的摄影经历。 注：本说明书以PANO-1为例。 √表示包括本部件 ○表示不包括本部件 全景组合中的各个部件可以根据用户的习惯自行选择配置。 若您选购的产品部件不同于本说明书中列明的型号，其具体使用方法 请参考具体型号产品的说明书。 (晟崴（SUNWAYFOTO) 全景云台组合的部件及外观改变将不另行通知， 请以最新发布为准！） 二、安装说明
1.安装 2.安装 4.安装 5.安装 6.安装7.安装8.安装9.安装 1、在三脚架上安装水平调节台DYH-66i 1)顺时针旋转底座旋钮至锁紧状态 2)将水平台的底座安装螺孔对准三脚架安装螺丝，顺时针旋紧安装。 注：水平台的底座安装螺孔为UNC3/8-16规格。若使用的三脚架或独脚架的安装螺丝为UNC1/4-20规格的，请先将转换螺丝顺时针旋水平台的底座安装螺孔中。 2、在水平调节平台DYH-66i上安装分度盘DDP-64M 1）水平调节平台DYH-66i的顶部安装螺丝为UNC1/4-20规格，请将转换螺丝顺时针旋转安装在DYH-66i的顶部安装螺丝 2）顺时针旋转分度盘DDP-64M底座旋钮，锁紧旋转底座 3）DDP-64M底部的安装螺丝为UNC3/8-16规格，请将其底部安装螺孔对准DYH-66i的顶部安装螺丝，顺时针旋转安装在DYH-66i上 4）调节DDP-64M的底座旋钮和顶部旋转台旋钮方向，避免对上下部件操作或安装的干扰： i.用母指和食指夹住旋钮，食指置于旋钮扳手内侧拉住旋钮扳手 ii.用适中的力度将旋钮扳手抽拉出能看到内部的不锈钢螺母 iii.用食指带动旋钮扳手顺时针或逆时针旋转调节旋钮扳手放置方向 iv.慢慢减小抽拉力度，让旋钮扳手回到初始定位处 3、在分度盘DDP-64M上安装圆盘夹座DDY-64
球机常见故障
球机常见故障 解码板上电源接头是否插好 外置电源有没接好，请尝试更换电源测试 摄像机电源正负有没接反 通电可自检，但自检动作不能完全完成 支架里的连接线是否整理好 是否有连接线阻挡了球机的转动 摄像机的位置是否安装合理，确保摄像机在左右上下转动时不会有任何东西阻挡（请根据摄像头+镜头尺寸来选择适合的球机） 球机自检后，一直左右自动转动 因为自检有记忆功能，在给球机断电前是自动状态再上电后球机仍是处在自动状态。此时只要用软件或者键盘控制球机就可以取消自动图像闪动或无图 检查视频线是否连接正确和插好 确认PB线（排线）的连接是否正确和连接到位，有损坏的PB线，请及时更换 请选用我们支持协议的相机，或联系我们能否对用户指定相机协议进行升级 不能控制球机（方向，变倍，变焦） 球机重新上电，观察球机是否能够正常的左右上下转动自检 检查两端的协议，波特率是否相同，确认正确的地址码；球机和云台在重新拨码后需要重新上电才能生效
检查485线路是否存在问题（插口，线路） 更换控制设备：DVR，球机调试软件，键盘 用软件控制几台球机，出现球机反应慢，开巡航设预置不准确等问题用软件控制球机，存在发码速度的问题，导致球机解码板收到码流有延时等情况，从而可能出现以上问题 用DVR或者键盘控制，或者将走预置的间隔时间加长 球机自检后，用户无操作，球机间隔性自己转动 设置预置位：200，关闭看守位功能 手动删除1~5号预置点 设置66号预置点恢复出厂设置 如何设置巡航？ 先设置好需要巡航的预置点，设置110号预置点，巡航停留时间为5 S，再设置121，再设置21N（N=预置点数量） 球机设置自动后3~4小时后自动停止？ 用户有操作或者断电都会引起自动停止，建议用户使用看守位调用自动功能。 如何设置球机180度左右转？ 通过软件限位功能，设置左：62 右：63 号预置点，点击自动即可球机转动有时候会突然没图像，接驳的是一体化相机 球机内部的视频线和相机BNC口接触不好。 设置预置位混乱，如何删除预置位或恢复出厂值？ 旧款的请手动删除预置位，新款的可设置66号预置位恢复出厂设置
视频监控前端设备测试方法
视频监控前端图像采集视频监控前端图像采集设备设备设备及其测试及其测试 随着技术进步，视频监控系统的应用日渐普及和广泛，视频监控系统的最前端设备——图像采集设备，也随着应用的深入，从早期的闭路电视监控系统中最普通的楼宇广场这样的常规民用场所，向野外工业现场此类非常规工作环境扩展。针对这种变化，必然要求视频采集设备具有更强的技术能力，以应对采集现场恶劣的自然环境、微弱甚至无照明条件、更广更远的观察范围、野外24小时连续监视带来的明暗对比强烈等等这些新的需求因素。 一般的，视频监控系统前端图像采集设备由摄像机和镜头设备组成，摄像机和镜头也是任何图像采集系统最基本的构成，辅以防护设备、云台设备、辅助照明设备等，构成满足需求的完整的视频采集前端。不同功能的零部件器材由不同的专业厂商进行产品化供应，从下图“需求及产品矩阵”角度看，系统的实现，需要历经纵向的“需求确认”和横向的“产品筛选”两个阶段，纵向阶段使用不同的计算、评估及现场勘测方法使得需求具体化和明确化直至提出功能要求，横向阶段则通过一系列的实验室或现场测试手段筛选甄别同类不同质的各类产品以最优性价比实现系统功能： 图：系统需求及产品矩阵 一、前端图像采集需求确认 1、场景确认 场景确认也就是解决“我们想看到哪里”的问题。主要涉及镜头选配及摄像
机匹配。以最基本的完全手动三可变镜头为例，摄像机镜头一般结构如下图所示： 图：摄像机镜头基本结构 根据场景观察需求，选择不同焦距规格的镜头，如观察视野不固定，需要频繁远程调整视野，则需要选用远程可控的电动马达变倍镜头；手动光圈镜头一般用在照明环境比较固定的场所，如观察场景明暗对比变化很大，则需要选用DC 或VIDEO 驱动的自动光圈镜头。了解不同镜头的技术性能特点后，则可以根据需求从复杂的镜头产品中选择所需的镜头如手变焦自动光圈镜头、电动变焦自动光圈镜头等等… 场景确认通常通过公式计算法、辅助工具测量法两种方法进行，也就是确认焦距需求。 公式计算法公式计算法：： 不同CCD 感光板尺寸的摄像机，被观测物体的大小、距离与镜头焦距存在如下计算关系：
鱼眼镜头与鱼眼全景监控摄像机技术介绍
鱼眼镜头与鱼眼全景监控摄像机技术介绍 鱼眼镜头是构建全景视觉最简单有效的方法之一，它的突出特点是一次性可摄入超过180度视角内所有的信息，从而达到无盲区效果。从特性而言，鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头，这种摄影镜头的前镜片直径且呈抛物状向镜头前部凸出，其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物。它是一种短焦距镜头，一般焦距在F=6-16mm之间，根据光学成像原理，短焦距才能呈现出大视场的监控效果。常见的鱼眼镜头有两种，一种是圆形成像，一种是矩形成像。前者可摄的三维角度相比后者要大，目前大多数全景摄像机选用的鱼眼镜头均是第一种，因为其三维视角可达到360度x180度，达到理想的全景视角。虽然 视场角提供了无与伦比的享受，但却是以牺牲原有监控画面为前提获得的，鱼眼镜头这种变形的图像一般称之为桶形畸变，这种畸变会随着视场角的扩大而严重，不过，这也是一种合理现象。一般的监控探头视场角度在60度-90度左右，如果监控场所有大范围的监控需求，如果只是多装几支摄像头来实现监控区域的覆盖，无疑会增加摄像头成本与安装成本，后端的显示与存储成本也会相应的增加；即便是球机可以通过云台实现360度全范围监控，但却不能达到同时监控360度的范围，而且在实际应用当中，多数球机都通过设置预置位对场景进行监控，难以避免重要事件被“漏控”的情况出现。在当前的安防市场上，一随着视频监控盲点越发不被人们所忍受，市场对无盲点视频监控系统的要求也愈来愈烈。而全景摄像机就是实现全景监控，它的出现可在真正意义上消除监控盲区，确保视频的可靠性、完整性，对用户乃至对社会而言意义非凡。其中有一种类型是基于超广角鱼眼镜头的全景摄像机。而鱼眼全景摄像机是对现有监控系统的改造与升级。在鱼眼全景监控系统中，只需要一台鱼眼全景摄像机即可实现全景无盲区监控，没有任何的机械部件，图像通过超广角的
云台控制装置的制作技术
本技术提供一种云台控制装置，采用ARM9架构的高性能S3C2410嵌入式控制器为核心结合WIFI无线通信等技术进行设计，由嵌入式应用电路(1)、WIFI无线通信芯片(2)、液晶触摸屏模块(3)、GPRS模块(4)、单片机控制器(5)、WIFI无线通信芯片(6)、步进电机模块(7)、振动检测模块(8)共同组成，通过液晶触摸屏虚拟出云台上、下、左、右调节四个功能键，使用WIFI无线通信芯片实现云台控制指令传输；根据云台控制指令驱动步进电机转动从而实现云台上、下、左、右调节；当检测到振动信号将通过GPRS模块向管理者手机报警；装置具有实用性强、操控简单、功能强大等显著特点。 技术要求
1.一种云台控制装置，由嵌入式应用电路(1)、WIFI无线通信芯片(2)、液晶触摸屏模块(3)、GPRS模块(4)、单片机控制器(5)、WIFI无线通信芯片(6)、步进电机模块(7)、振动检测模块(8)共同组成，其特征在于：a).由S3C2410嵌入式控制器、两片K4X1G163PC-FGC6存储器接成2Gb容量的SDRAM、一片K9GAG08U0E-S存储器接成16Gb容量的NAND Flash 构成嵌入式应用电路(1)，由88W8686芯片构成WIFI无线通信芯片(2)，由AT070TN83V1模块构成液晶触摸屏模块(3)，由M23模块构成GPRS模块(4)，由AT89S51单片机构成单片机控制器(5)，由88W8686芯片构成WIFI无线通信芯片(6)，由两块THB6128步进电机驱动芯片、两个42BYGHW609步进电机构成步进电机模块(7)，由MMA7660FC模块构成振动检测模块(8)；b).S3C2410嵌入式控制器的LCD控制接口、数据接口分别接AT070TN83V1模块的控制端口、数据端口，虚拟出云台上、下、左、右调节四个功能键；c).S3C2410嵌入式控制器的MISO、MOSI、CLK、ENT2、NSS0端口分别接WIFI无线通信芯片(2)的SDO、SDI、CLK、SINTN、CS端口，AT89S51单片机构的RXD、TXD、T1、/INT0、P1.0端口分别接WIFI无线通信芯片(6)的SDO、SDI、CLK、SINTN、CS端口，实现指令传输；d).AT89S51单片机的P 2.0-P2.7端口接两块THB6128步进电机驱动芯片的输入端口，两块THB6128步进电机驱动芯片的输出端口驱动两个42BYGHW609步进电机，实现云台上、下、左、右调节；e).AT89S51单片机构的/INT1端口接MMA7660FC模块的第五端口，实现振动信号检测，S3C2410嵌入式控制器的RXD1、TXD1端口分别接M23模块的TXD、RXD端口，当检测到振动信号将通过M23模块向管理者手机报警。 技术说明书 一种云台控制装置 技术领域 本技术涉及嵌入式控制器技术、WIFI无线通信技术、GPRS技术、液晶触摸屏技术、单片机控制器技术、步进电机控制技术、振动检测技术，尤其是一种云台控制装置。 背景技术
视频监控系统常见十六种故障的解决方法
视频监控系统常见十六种故障的解决方法 在一个监控系统完工以后需要进入调试阶段、试运行阶段以后才能交付使用，有可能出现各种故障现象，例如常见的：不能正常运行、系统达不到设计要求的技术指标、整体性能和质量不理想，特别是对于一个复杂的、大型的监控工程项目来说，是在所难免的,这是就需要我们去做相应的处理来解决故障，保证系统的正常运行。 1、电源不正确引发的设备故障。 电源不正确大致有如下几种可能：供电线路或供电电压不正确、功率不够(或某一路供电线路的线径不够，降压过大等)、供电系统的传输线路出现短路、断路、瞬间过压等。特别是因供电错误或瞬间过压导致设备损坏的情况时有发生。因此，在系统调试中，供电之前，一定要认真严格地进行核对与检查，绝不应掉以轻心。 2、由于某些设备的连结有很多条，若处理不好： 特别是与设备相接的线路处理不好，就会出现断路、短路、线间绝缘不良、误接线等导致设备的损坏、性能下降的问题。在这种情况下，应根据故障现象冷静地进行分析，判断在若干条线路上是由于哪些线路的连接有问题才产生那种故障现象。因此，要特别注意这种情况的设备与各种线路的连接应符合长时间运转的要求。 3、设备或部件本身的质量问题。 各种设备和部件都有可能发生质量问题，纯属产品本身的质量问题，多发生在解码器、电动云台、传输部件等设备上。值得指出的是，某些设备从整体上讲质量上可能没有出现不能使用的问题，但从某些技术指标上却达不到产品说明书上给出的指标。因此必须对所选的产品进行必要的抽样检测。如确属产品质量问题，最好的办法是更换该产品，而不应自行拆卸修理。 4、设备(或部件)与设备(或部件)之间的连接不正确产生的问题大致会发生在以下几个方面： ⑴阻抗不匹配。 ⑵通信接口或通信方式不对应。这种情况多半发生在控制主机与解码器或控制键盘等有通信控制关系的设备之间，也就是说，选用的控制主机与解码器或控制键盘等不是一个厂家的产品所造成的。所以，对于主机、解码器、控制键盘等应选用同一厂家的产品。 ⑶驱动能力不够或超出规定的设备连接数量。比如，某些画面分割器带有报警输入接口在其产品说明书上给出了与报警探头、长延时录像机等连接的系统主