模拟球机介绍.pdf

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1、2011 4 模拟球机 数字球机介绍 刘志宇张德华 内容概要 1 2 3 球机研发历史 系统构成与基本原理 功能介绍 4 5 特殊功能球机 6 常见问题解答 数字高清球机 球机研发历史 开发出第一台球机DS 2AF1 611P 推出了基于Davinci6446平台的标 清网络球机 红外标清球机 高清球机 标准网络协议球机 红外高清球机 球机 红外球机5寸球机6寸球机4寸球机 目前球机产品形态目前球机产品形态 内容概要 2 3 球机发展历史 系统构成与基本原理 基本功能 4 特殊功能球机 5 数字高清球机 6 常见问题解答 1 模拟球机系统构成及基本原理 模拟球机是一种集成度比较高的产品 基本上

2、分为云台系 统 PT 通讯及控制系统 单片机或处理器 摄像机系统 Z 三部分 系统构成及基本原理 模块化 云台系统是指由垂直 Tilt 和水平 Pan 电机带动的旋转部分 完成球机水平和垂直方向的定位 通讯及控制系统是指集成解码器对电机的控制和对图像和信 号的处理部分 是整个球机的核心部分 摄像机系统即球机所采用的各种机芯 完成外部图像的摄 入 是球机的 眼睛 包 Sensor 前端图像处理 ISP 变焦镜头 聚焦算法等 模拟球机工作原理 外部控制设备 通讯与控制系统 485等通讯协议 0101010 转译机芯通 讯协议 转译为电机 控制命令 云台系统机芯 视频信号 系统构成及原理 协议介绍

3、485通讯协议 电子工业协会 EIA 于1983 年制订并发布RS 485 标准 并 经通讯工业协会 TIA 修订后命名为TIA EIA 485 A 习惯 地称之为RS 485 标准 RS 485与 RS 232不一样 数据信号采用差分传输方式 也称 作平衡传输 它使用一对双绞线 将其中一线定义为 A 另一 线定义为 B 通常情况下 发送驱动器 A B之间的正电平在 2 6V 是一个逻辑状态 负电平在 6V 2V 是另一个逻 辑状态 常见的485通讯协议为Pelco D协议 Pelco P协议及各个厂家 自己定义的协议 正确的接线方式 标准接线方 式 推荐 简化总线形 式 星形方式 RS 48

4、5接线注意问题 RS 485总线拓扑结构上最多可以挂载32个节点 最大传输长度与波特率成反比 简化总线型接线 分支到总线的距离尽可能短 低速 短距离 无干扰环境下 普通双绞线即可 反之 高速 长线传输时要用特性阻抗为120 的485专用线缆 在某些情况下 尽管网络连接不正确 低速 短距离时仍 可正常工作 但随着通信距离增长 速率提高 干扰加大 信号质量就会下降 保持总线特性阻抗的连续性 终端匹配电阻 在设备少 距离短时不加终端负载电阻设 备仍可正常工作 但随设备增加 线路加长网络性能就会 降低 系统构成及原理 485协议命令格式 Word 5 contains the pan speed Wo

5、rd 6 contains the tilt speed 举例描述 PELCO D 0 xff 0 x01 0 x00 0 x08 0 x00 0 xff 0 x08 向上 命令格式 字段说明 命令举例 系统构成及原理 485抓码 准备 485 232转换器 超级终端 或者串口调试工具 连接 抓码 I 打开超级终端 串口调试工具 设置相应的串口参数 II 操作DVR DVS 键盘等 通过串口调试工具看抓码 III 分析是控制设备发码问题还是球机对命令处理的问题 系统构成及原理 485抓码 串口调试工具抓码485码 通过抓码分析控制异常问题 不失为一种好方法 系统构成及原理 485抓码分析举例

6、分析实际举例 问题 某型号球机使用A协议 水平 垂直方向控制正常 但是四个斜向 控制异常 控制一下 一直转停不了 改用PELCO D就可以了 分析 抓码 pelco d协议 地址0 FF 00 00 08 00 24 2C FF 00 00 00 00 00 00 上 FF 00 00 10 00 24 34 FF 00 00 00 00 00 00 下 FF 00 00 04 24 00 28 FF 00 00 00 00 00 00 左 FF 00 00 02 24 00 26 FF 00 00 00 00 00 00 右 FF 00 00 0A 24 24 52 FF 00 00 00

7、00 00 00 FF 00 00 12 24 24 5A FF 00 00 00 00 00 00 FF 00 00 14 24 24 5C FF 00 00 00 00 00 00 FF 00 00 0C 24 24 54 FF 00 00 00 00 00 00 系统构成及原理 485抓码分析举例 A协议 地址0 B5 00 06 24 00 00 00 DF B5 00 14 00 00 00 00 C9 B5 00 07 24 00 00 00 E0 B5 00 14 00 00 00 00 C9 B5 00 09 00 24 00 00 E2 B5 00 14 00 00 00 0

8、0 C9 B5 00 08 00 24 00 00 E1 B5 00 14 00 00 00 00 C9 B5 00 0C 24 24 00 00 09 B5 00 0C 00 00 00 00 C1 B5 00 0D 24 24 00 00 0A B5 00 0D 00 00 00 00 C2 B5 00 0B 24 24 00 00 08 B5 00 0B 00 00 00 00 C0 B5 00 0A 24 24 00 00 07 B5 00 0A 00 00 00 00 BF 采用A协议时 斜向控制设备发控制码停止时是速度为0的命令 咨询该型号的球机的研发人员 球机对此命令如何处理 反

9、馈 不做任何处理 结论 采用A协议控制时 斜向控制没有发STOP命令而是速度为零命令 对应球 机不做处理 解决方法 让控制设备发STOP命令 或者球机将速度为零命令解析为STOP 系统构成及原理 机芯协议 机芯通讯协议 各个机芯生产厂家自己定义的产品通讯协议 例如索尼 日立 三星 三洋等每款产品都有单独的协议 主要包括 对机芯的变倍 聚焦 曝光模式 光圈 快门 白平衡 镜像 亮度等功能参数的设置 通讯与控制系统 转译机芯通 讯协议 视频信号 系统构成与原理 机芯 一体化摄像机 也称机芯 是球机的 眼睛 是优质视频的保证 索尼 SONY 与日立 HITACHI 海康 HIKVISION 系统构成

10、与原理 电机 定位精准度 旋转过程图像的稳定性 运行速度 保持力矩 电机的选择 系统构成与原理 电机 直流电机 减速器步进电机 混合式步进电机 简单 给电就转 成本低 寿命短 扭矩小 不易控制 通过电机内部齿轮组细分 有自锁能力 档次低 在预置位精度 速度上提高有限 驱动器发脉冲信号 控制程序实现细分 速度快 精准度高 运转平稳 寿命长 系统构成与原理 传动结构 齿轮结构 加工精细 装配精度要求较高 较难控制 在 高速球这个领域 齿轮结构应用不多 同步带结构 带结构在传动的过程声音较小 速度提高快 运行平稳 相对较好控制 加工装配相对容易些 精确 度较好 注 目前海康的球机都已经切换到同步带结

11、构 系统构成与原理 导电滑环 导电滑环即电刷 其由大小两个环构成 其中一个环静止不动 而另一 个则可以转动 在两环间存在电刷 保障球芯能水平360 旋转 同时 能与主板通信 选择滑环时主要考虑其使用寿命 耐磨性 表面光洁度和安装尺寸 系统构成与原理 透明罩 L值越小越好 安装中尽量将摄像机与球面 接近 透明罩中心尽量与机芯转动 中心重合 5寸球机垂直方向拉伸 看 的更远 系统构成与原理 整机 球芯球芯 导电滑环导电滑环 透明罩透明罩 垂直电机垂直电机 水平电机水平电机 主板主板金属外罩金属外罩 机架机架 内容概要 1 2 3 球机发展历史 系统构成与基本原理 基本功能 4 5 数字高清球机 6

12、 常见问题解答 1 特殊功能球机 球机基本功能 监控需求 监控范围广 无盲点 隐蔽 具有一定的威慑性 精准定位 快速跟踪 重要目标方向定点监控 范围监控 定制型监控 断电自启动 球机基本功能 变速旋转 根据水平转速的不同 可以将球机分为高速球机 中速球 机和慢速球机三种 Pan Speed 120 s 高速球机 60 s Pan Speed 120 s 中速球机 Pan Speed 60 慢速球机 预置位 在一定的空间范围内的一些点 包含有云台水平位置 垂 直位置和镜头变倍参数等信息 巡航扫描 球机根据设置好的巡航点信息从一个巡航点 巡航点的信 息是基于预置点的 运动到下个巡航点 在各个巡航点

13、之 间轮训的过程 其中巡航点之间运行速度停留时间可设 球机基本功能 花样扫描 将用户操作球机运动的过程记录下来并在之后重现该操作 的过程 支持的操作为键控运动操作 变倍操作和预置点 操作 扫描 水平扫描 垂直扫描 随机扫描 帧扫描 全景扫描 比例变倍 水平和垂直方向的运动速度会自动随着镜头变倍倍率的变 化而变化 球机基本功能 自动翻转 当用户手动跟踪物体时 如果此时物体位于球机最下方 则球机会自动水平旋转180度 从而保证跟踪的连续性 五 寸球机通过机芯的电子翻转来实现该功能 电子翻转使球机垂直方向连续180旋转 能有效减小机械翻 转带来的延时 使跟踪更加有效 球机基本功能 球机功能 断电记忆

14、 断电记忆是指球机遇到突然断电等突发状况丢失原有监控信息 则当球 机重新上电后 球机能回到断电前的监控PTZ状态 原理 当球机停留在某个位置 期间无任何操作 满3分钟 则该点 PTZ状态将被存储 开机 时检查该信息并转到对应位置 3D定位 通过终端应用软件 借助HIKVISON的DVR DVS 借助鼠标操作实现 球机的定点定位 放大功能 守望功能 守望功能是指球机在一段时间里没有收到任何操作指令 就按照设定好 的运动模式进行动作 原理 设置守望等待时间 守望模式 预置点 巡航 轨迹 扫描 操 作停止后开始计时 满等待时间后 开始执行守望模式 定时任务 球机在某个时间段内执行已经设置好的某种运动

15、模式的功能 球机功能 区域功能 区域扫描 球机在设定的区域设定的时间内没收到控制命 令就执行区域扫描 显示区域名称 云台的动作优先级 手动键控 调预置点 定时任务 区域扫描 守望模式 报警联动可 打断 内容概要 1 2 3 球机发展历史 系统构成与基本原理 4 特殊功能球机 5数字高清球机 6 常见问题解答 1 基本功能 模拟自动跟踪球机 智能快球能通过内部DSP调用智能算法库对图像处理 识 别图像当中的异常目标 反馈给云台系统目标的坐标信息 使球机能自动的调整焦距和位置使目标始终以预定尺寸 处于视野的中心 得到目标丰富的信息 是一种主动的监 控方式 增强了快球的实际应用 另外 用户也可以手动

16、 选择感兴趣的目标进行跟踪 模拟智能跟踪球机配置 单球系统 无需智能DVS及智能客户端 其配置皆由球机自带菜单完成 智能设置 跟踪使能 开 跟踪模式 报警触发 场景设置 球机标定 跟踪参数设置 巡航跟踪设置 智能信息叠加 返回 退出 场景设置 场景编号 1 场景标题 未定义 场景方位 规则设置 场景限位设置 报警输出 关 删除场景 返回 退出 跟踪参数设置 报警延迟时间 2 持续跟踪时间 关 跟踪方向预判 开 连续跟踪方式 关 标定系数调整 关 倍率限制 关 编号 场景编号 停留时间 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 光圈 确认 光圈 取消 自动跟踪球机配置 模拟跟踪球机通过菜单设置 巡航跟踪路径设置设置运动模式为跟踪模式 巡航跟踪 全景跟踪 运动模式 自动翻转 开 比例变倍 关 守望等待时间 5 守望模式 关 扫描速率 40 预置点视频冻结 关 运动速度等级 高 返回 退出 自动跟踪球机效果 5寸自动跟踪球机 自动跟踪球机产品 5寸自动跟踪球机 传感器类型1 4 SONY EXVIEW CCD 解析度540TVL 最低照度 1 0Lu