摄像机运动控制系统方案

发布者:TranquilSoul最新更新时间:2014-03-04 来源: elecfans关键字:摄像机  运动控制系统  步进电机 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

  引言

  采用单片机为核心设计的云台控制器在监控场合能实现控制摄像机进行大范围、宽角度的移动,以使摄像机能够达到接近360°全景式摄像,且其在经济性、灵活性、扩展性和可维护性等方面都具有独特的优势。

  1 系统总体结构

  系统由以下几部分构成:①单片机:设计的核心,在软件的配合下实现对键盘所输入信息的识别,根据输入信息向云台中的步进电机发出指令,使其实现正/ 反转、速度控制、程序控制等功能,并将步进电机的转速通过数码管显示出来;②步进电机及驱动:负责云台系统在竖直和水平两个方向上的转动,是系统的执行部件;③键盘:外部信息的输入器件,是控制人员指挥云台系统工作的重要组成部分; ④显示器件:将步进电机的实时转速显示出来,以便控制人员根据转速来确定对云台的控制策略。

  2 系统硬件设计

  硬件电路按系统功能划分为步进电机及其驱动模块、单片机及其外围电路、键盘及显示电路共三部分,系统硬件功能框图如图一所示。

  

 

  2.1 步进电机控制及驱动模块的选择

  驱动器接收到脉冲信号之后,驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步步运行的。可通过控制脉冲个数来控制角位移量,达到准确定位的目的;同时可通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,达到调速的目的。所选步进电机为两台混合式步进电机57BYG250C,具有两相/ 四相运行能力,四拍工作时步距角为1.8°,八拍为0.9°。步进电机驱动模块型号为HB202A,具备4/8 拍转换控制信号、脱机(FREE)控制信号、输入信号光电隔离等功能。设计中增加了一个脱机控制键,在出现故障或调试时将两台电机置于脱机状态,可手工调节步进电机。脱机控制键直接与单片机INT0 相接,设INT0 为最高优先级,以便在故障时能迅速实现脱机控制。由于不经过8279 而直接接在单片机上,则必须设置键盘去抖动电路,以免使单片机产生误操作。[page]

  2.2 键盘及显示电路设计

  键盘及显示电路采用INTEL8279 来实现。键盘采用N键循回方式,显示为8 位左端送入。8279 外接2*8 键盘和八位显示器,采用编码扫描方式。8279 的IRQ 和单片机的INT1相接,只要有键按下,就会申请中断。当单片机外接12M 晶振时,ALE 为2M,而其与CLK 相连,所以其分频命令字为34H。通过8279 所扩展的按键共16 个,8 个负责两个方向上的步进电机的正反转,8 个是功能键,分别负责步进电机的加减速、程序控制、步进电机的限位开关。

  3 系统软件设计

  系统的软件主要由初始化程序、键盘程序、速度控制程序、转速检测及显示程序组成。除初始化程序外,其余程序均采用中断工作方式,提高了CPU 的利用率。

  3.1 系统初始化程序设计

  先对单片机各中断源进行初始化,使用五个中断源:INT0、INT1、T0、T1、T2,INT0、T0、T1 为高优先级,INT1、T2 为低优先级。INT0 申请中断,则程序立即使步进电机进入脱机控制程序,步进电机不再受单片机的控制,且是电平触发,单片机始终执行脱机程序,直至外部触发信号由操作人员手工撤销,系统才恢复正常工作。后设置T0、T1、T2 的工作方式,并写入计数处置,开启这几个中断源的允许位,打开CPU 中断。

  3.2 键盘程序的设计

  键盘键按下后产生中断申请,单片机响应中断后,开始执行中断程序。从8279 内部将产生的键值读出,并根据键值来执行相应的程序。CPU 接收到该信息后,并不立即动作。为保证步进电机速度控制的稳定性,先保存该键值所对应的命令,在T0/T1 到达所设定的计数值之后,按一定的速度需要输出脉冲时,再将该信息送至步进电机。

  3.3 步进电机的速度控制软件设计

  改变驱动模块CP 信号的频率来改变步进电机的转速,改变CP 信号的频率可以通过定时/ 计数器来实现。先给定时/ 计数器装载初置,后使其开始运行,到达规定的时间后执行中断程序,此时可将产生CP 信号的程序放在此中断程序中,就达到了改变步进电机转速的目的。S52 内部的T0 和T1 分别对应了两个步进电机的速度控制,其工作过程如图二所示。

  

 

  3.4 转速检测及显示软件设计

  采用定时计数法,在一定的时间内对单片机发送给步进电机的步进脉冲进行计数。设单片机每50ms 检测一次向步进电机所发出脉冲的个数N,N 与转速之间有如下关系:

  

 

  只要将检测到的脉冲数N 乘以3,就可以得到每分钟的转速。50ms 的定时由S52 内部的第三个定时/ 计数器T2 来实现。

  4 结束语

  单片机构成的云台控制器不仅具有控制精度高、控制方式灵活、程序编制简单、功耗低、可靠性高等特点,且某些新型单片机更具有在线编程功能,不需把单片机从工作环境中剥离出来即可进行程序更新,方便了软件的维护,并可根据需要,由预先编制的程序自动对两方向上的驱动电机进行协同控制。

关键字:摄像机  运动控制系统  步进电机 引用地址:摄像机运动控制系统方案

上一篇:基于MSP430F169的多路电阻测量系统
下一篇:一款自制简易示波器设计

推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 13:36

摄像机定期间断拍摄自动控制器电路设计
摄像机定期间断拍摄自动控制器电路设计如下: 本控制器所在的原件易于购置,成本极低,容易制作,工作可靠,是电教工作者的好帮手。如下图所示该控制器是电原理图。图中的IC1A(CD40106)中的6个独立的施密特触发器, 1~6.8~13为各个触发器输入,输出端引脚。7脚接电源负极,14脚接电源正级。数字模拟开关集成电路IC2(CD4066)中的4个独立双向模拟开关,本电路仅用其中的S1,S2,S3 3个模拟开关,S4空着不用。 在这些模拟开关中,当他们的控制端,即5,6,10,13脚为低电平时,开关断开,高电平时,开关闭合。S1的8,9脚S2的11,12脚分别与摄像机的拍摄开关和待命开关的俩端并联,本控制就是利用S1,S2的开合
[模拟电子]
<font color='red'>摄像机</font>定期间断拍摄自动控制器电路设计
浅析:多技术融合铺平全景摄像机未来之路
目前全景摄像机主要应用于室外视野开阔的场所,譬如道路交通、露天广场、小区楼宇、港口码头等,某些场所监控宽度甚至达到百米以上,在看清全景图像实现调度的同时,不可能也没有精力再看清人脸、车辆牌照等细节。这些场合只需要在制高点安装一台鱼眼摄像机即可以满足一个场所内的全景监控。随着全景摄像机应用范围逐渐扩展,市场前景也逐渐广阔。 全景摄像机应用特点 全景摄像机发展至今已有十年有余,而真正的推广却是从近两年才开始的。因其高昂的价格、复杂的图像处理技术以及图像校正后的低分辨率等因素的限制,全景摄像机并没能像其他普通摄像机那样进入大众的生活,而是主要定位在专业应用市场,比如大场景环境或易于垂直安装的场合。与传统的监控摄像机相比,全景
[安防电子]
德州仪器推出最新达芬奇 DM369 视频 SoC,为百万像素 IP 摄像机市场带来业界最佳低照技术
日前,德州仪器 (TI) 宣布推出最新达芬奇 (DaVinci™) 视频处理器 DM369,为百万像素 IP 摄像机市场带来业界最佳低照技术。通过该 DM369 视频片上系统 (SoC) ,视频安全制造商可充分利用优异的低照技术生成清晰锐利的画质。由于DM369 视频 SoC 与 DM36x 系列视频处理器引脚对引脚兼容,因此 TI 客户可便捷扩展其现有 IP 摄像机产品线,充分利用这一出色技术,为市场带来重要差异特性。TI 可扩展达芬奇平台提供创新解决方案,可帮助客户以低成本方式快速便捷地设计高度差异化的 IP 摄像机。 满足视频安全开发人员需求 TI 达芬奇 DM369 视频 SoC 为客户提供优异的低照性能,是同类竞争产品
[半导体设计/制造]
基于运动控制卡的喷涂机控制系统设计
引言   近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,面向工业自动化控制的数控系统的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它的发展使机械化和自动化有机的结合在一起。   针对目前涂装行业的特殊需求,以前以人工喷涂为主的生产模式逐渐转化为自动喷涂。自动喷涂具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险等特点,因此这种自动喷涂模式已受到许多行业的重视,并越来越广泛地得到了应用。   针对自动喷涂的特点,为了完成数字化控制,研制和开发了基于工业计算机和运动控制卡Adt836的底层 控制系统 。采用这样的集成运动控制卡,简化整个 控制系统 的硬件电路结构,提高系统的可靠性和控制精度。 系统组成   主要有
[嵌入式]
安防企业如何看待模拟与网络摄像机的博弈
    监控摄像机由模拟向数字化,逐渐向网络化逐步过渡,尤其是近几年来,网络摄像机对市场造成巨大冲击,关于模拟摄像机以及网络摄像机市场争论从未中断。模拟摄像机往往给人感觉是日薄西山,市场发展后劲不足,而网络环境的不成熟削弱了网络摄像机对监控市场的冲击,模拟摄像机凭借其固有的销售渠道、市场认知让诸多安防企业不愿立刻舍弃。2013年模拟摄像机以及网络摄像机市场战况如何?就此问题笔者收集了一些安防企业的观点,试图从众多安防企业的经营看出其中端倪,模拟摄像机未来该如何迈步? 安防企业如何看待模拟与网络摄像机的博弈     透视模拟与网络市场发展现状     中特安鼎:“模拟不会这么快消失”     中特安鼎市场总监
[安防电子]
NVIDIA推出用于视频分析的Metropolis端到云平台
中国北京 - 2017年5月9日 - 在美国加利福尼亚州圣何塞举办的 GPU技术大会上,NVIDIA公司 (纳斯达克代码:NVDA)宣布推出NVIDIA Metropolis™智能视频分析平台,为人工智能城市建设铺平道路。 Metropolis将深度学习应用于公共安全、交通管理和资源优化等场景中的视频流分析,以打造更加安全、更加智能的城市。与NVIDIA合作的50多家人工智能城市合作伙伴已经开始提供采用GPU深度学习实现的产品和应用,其中许多将在本周GPU技术大会上展出。 NVIDIA全球副总裁、Tegra事业部总经理Deepu Talla表示:“深度学习能够实现强大的智能视频分析,对原始视频进行实时分析,从而提高安全性并
[嵌入式]
NVIDIA推出用于视频分析的Metropolis端到云平台
STM32F103单片机使用ULN2003驱动步进电机
最近整理东西,突然发现以前买的一个步进电机模块,以前使用5V单片机驱动的。突然想试试能不能用STM32F103单片机的3.3V直接驱动ULN2003这个芯片。 试了一下ULN2003可以用3.3V电压直接驱动。下面分享下电机驱动的过程。 先看看实物图 单片机使用的是STM32F103C8T6最小系统。电机和驱动板是网上买的整套模块。 驱动板的原理图如下 步进电机使用的是5线4相直流减速步进电机 直径:28mm 电压:5V 步进角度:5.625 x 1/64 减速比:1/64 步距角:5.625 / 64 = 0.087度 (也就是说理论上,你给一个脉冲,电机外部轴转动0.087度)也就是说一个脉冲内部转子
[单片机]
STM32F103单片机使用ULN2003驱动<font color='red'>步进电机</font>
IEEE1588在分散运动控制系统中的应用
引言   本文说明IEEE1588在一个分散运动控制系统中的应用,目前的解决方案依靠分散运动部件对时间同步的专门实现。随着IEEE1588的出现,可以开发一种在标准网络(如以太网)上使用商用技术的运动控制解决方案。本文要说明在一个网络范例内IEEE1588和运动的基本操作。   分散运动控制要求系统节点之间紧密地同步,通常这要求在系统内时钟间的波动是微秒数量级。更高性能的应用驱动将这个性能提高到几分一微秒范围。当前的解决方案是使用适当的网络和接口部件达到使分散系统内节点间的紧密同步。定制的接口卡控制整个系统时钟的分配和同步以及控制数据的定时传送。   IEEE1588精确时间协议提供分布网络上的标准化的同步机制,通过使用IEEE1
[工业控制]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved