专利名称：消旋摄像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像系统，具体涉及一种消旋摄像系统，主要用于在两个相对旋 转运动的物体中，通过一个旋转物体拍摄和记录另一个旋转物体的工作情况，属于图像处 理领域。
背景技术：
对于一个在运动过程中发生分离旋转的物体A，需要对分离后的运动情况进行拍 摄和记录时，目前多采用摄像系统直接进行拍摄，但摄像系统的载体——物体B也在旋转， 使得直接拍摄所得的照片和图像十分模糊，导致无法识别、精确记录物体A的运动情况，不 利于技术人员事后进行分析处理。因此，技术人员采用软件补偿对上述方式所获取的模糊图像进行还原，但该方法 的效果并不理想，存在图像失真的情况，且该类软件较为复杂，成本高，并未从根本上解决 图像和视频模糊的问题。
发明内容本发明提供一种消旋摄像系统，主要解决了现有摄像系统在与目标存在相对旋转 运动拍摄时，拍摄的图像十分模糊，后续采用软件补偿进行图像还原的方法效果差、存在图 像失真的问题。本发明的具体技术解决方案如下该消旋摄像系统，包括控制机构和摄像机构，其特征在于所述控制机构包括微处 理器和电机驱动模块；摄像机构包括外壳、摄像装置、导电滑环、速度陀螺、电机和轴承；摄 像装置设置于外壳内，摄像装置与导电滑环一端连接，速度陀螺设置于另一端内部，速度陀 螺与微处理器电连接，摄像装置设置在控制其旋转的电机上，电机通过轴承支撑；电机驱动 模块与微处理器电连接，控制电机转速并为电机提供电压。所述速度陀螺用于测量镜头的转速；所述微处理器用于接收速度陀螺测量的转速 并进行处理，然后向电机驱动模块输出控制信号闭环控制，通过电机旋转调节摄像装置。所述摄像装置包括光学镜头和与其连接的图像探测器。所述电机为直流力矩电机，摄像装置与控制其旋转的电机内轴连接。所述支撑电机的轴承为精密轴承。本发明的优点在于本发明采用机械结构补偿的形式来实现消旋。消旋摄像系统安装于要分离的旋转 物体B的后面，随旋转物体B进行约720° /s的转动。本发明通过内置速度陀螺获取旋转载体B的转速，并通过电机带动摄像装置进行 同速转动，以此消除旋转载体与摄像装置间存在的相对旋转运动，补偿像移效应，使其能够 获取清晰图像。本发明提供的消旋摄像系统用于航空、航天领域，满足了对体积重量和环境的适应性的严格要求。尤其是力学环境要承受较大量级的振动和冲击。该消旋摄像系统可以在 较严酷的力学环境中，消除载体的旋转运动获取清晰图像，为有效观察目标的工作过程提 供了有效的依据，试验结果能满足使用要求。可以获取在旋转运动中的两物体分离过程中 的详细状况，为故障诊断和设备改造提供依据。

图1为本发明结构示意图；图2为本发明控制系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详述，如图1、图2所示该系统包括控制机构和摄像机构，控制机构包括微处理器和电机驱动模块；摄像 机构包括外壳、摄像装置1、导电环4、速度陀螺5、电机3和轴承2。摄像装置1设置于外壳内，摄像装置1与导电环4转子轴一端连接，速度陀螺5设 置于转子轴另一端内部，速度陀螺5与微处理器电连接，摄像装置1设置在控制其旋转的电 机3上，电机3采用直流力矩电机，摄像装置1与控制其旋转的电机3的内轴连接；电机通 过轴承支撑，以两个P4精度级轴承作为支撑，以保证镜头的旋转精度和整体的刚度和较好 的环境适应性，满足较严酷的振动和冲击过载；电机驱动模块与微处理器电连接，控制电机 转速并为电机提供电压。速度陀螺用于测量安装消旋摄像系统的物体的转速，为实现镜头转速的控制提供 给定和反馈；微处理器用于接收速度陀螺测量的转速并进行处理，然后向电机驱动模块输 出控制信号，通过电机旋转调节摄像装置的转速。该系统所依据的原理如下1、检测装载消旋摄像系统的物体的转速，一般采用速度陀螺进行测量；2、调节摄像装置的转速由于摄像装置设置于装载消旋摄像系统的物体内，当装载消旋摄像系统的物体旋 转时，摄像装置也进行旋转，当旋转的摄像装置进行拍摄时，所获取的图像十分模糊，需将 摄像装置的转速消除，即摄像装置相对于大地静止；将速度陀螺测得的安装消旋摄像系统的物体的转速传输至微处理器，得出摄像装 置相对于大地静止需补偿的转速，由微处理器将该转速转换为补偿转速信号并传输至电机 驱动模块，电机驱动模块按照补偿转速信号驱动电机旋转；电机带动摄像装置旋转，对摄像 装置的转速进行调节；3、获取图像转速补偿后获取低于10° /s的清晰图像；当安装消旋摄像系统的物体的转速发 生变化时，重复步骤1、2进行调节，使获取的图像低于10° /S。本发明采用机械结构补偿的形式来实现消旋。消旋摄像系统安装于要分离的旋转 物体的后面，随旋转物体进行约2转/秒的转动。具体应用时，一般摄像系统可采用下述主要指标视场角对角线45士5度；摄像 距离1m IOOm ；图像制式=CCIR, 25FPS ；像元数彡512X582 ；分辨要求物距Im处，可分辨50mmX50mm物体；图像效果图像转速低于10度/s。
权利要求1.一种消旋摄像系统，包括控制机构和摄像机构，其特征在于所述控制机构包括微 处理器和电机驱动模块；摄像机构包括外壳、摄像装置、导电滑环、速度陀螺、电机和轴承； 摄像装置设置于外壳内，摄像装置与导电滑环一端连接，速度陀螺设置于另一端内部，速度 陀螺与微处理器电连接，摄像装置设置在控制其旋转的电机上，电机通过轴承支撑；电机驱 动模块与微处理器电连接，控制电机转速并为电机提供电压。
2.根据权利要求1所述的消旋摄像系统，其特征在于所述速度陀螺用于测量镜头的 转速；所述微处理器用于接收速度陀螺测量的转速并进行处理，然后向电机驱动模块输出 控制信号闭环控制，通过电机旋转调节摄像装置。
3.根据权利要求1或2所述的消旋摄像系统，其特征在于所述摄像装置包括光学镜 头和与其连接的图像探测器。
4.根据权利要求3所述的消旋摄像系统，其特征在于所述电机为直流力矩电机，摄像 装置与控制其旋转的电机内轴连接。
5.根据权利要求4所述的消旋摄像系统，其特征在于所述支撑电机的轴承为P4级精 密轴承。
专利摘要本实用新型提供一种消旋摄像系统，包括控制机构和摄像机构，控制机构包括微处理器和电机驱动模块；摄像机构包括外壳、摄像装置、导电滑环、速度陀螺、电机和轴承；摄像装置设置于外壳内，摄像装置与导电滑环一端连接，速度陀螺设置于另一端内部，速度陀螺与微处理器电连接，摄像装置设置在控制其旋转的电机上，电机通过轴承支撑；电机驱动模块与微处理器电连接，控制电机转速并为电机提供电压。该消旋摄像系统主要解决了现有摄像系统在与目标存在相对旋转运动拍摄时，拍摄的图像十分模糊，后续采用软件补偿进行图像还原的方法效果差、存在图像失真的问题。
文档编号G01P9/00GK201898567SQ201020630989
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者张兆会, 曹剑中, 杨洪涛, 武力, 祝青 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所