CN110966496A - 一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台。包括底座、水平旋转机构、俯仰机构、自转机构和定位机构；底座用于固定云台；水平旋转机构，用于实现水平转动；俯仰机构，用于支撑相机并实现俯仰运动；带谐波减速器的自转机构，用于实现相机的精密自转运动；定位机构，用于接收摄像机的地理位置信息；通过陀螺仪和方位仪记录云台转动信息来不断调整实际位置，实现云台的准确定位；通过与定位机构相结合，利用地理信息***实现云台的长距离拍摄。本发明将对位置信息的获取与云台的多种定位调节功能相结合，增强了远程目标拍摄的智能化程度。

Description

一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台
技术领域
本发明属于云台装置，具体涉及一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台。
背景技术
传统的云台精度不够高，往往采用齿轮、蜗轮蜗杆、步进电机传动。但齿轮和蜗轮蜗杆具有一定的间隙，通过采用同步带、带刹车片的伺服电机以及谐波减速器来提高云台的精度。云台的电机转动也存在一定的偏差，往往调用回预置点总会存在偏差。通过采用陀螺仪记录云台实际转动的角度来不断调整实际位置，可以准确的到达预置点位置。在长距离拍摄中，很难通过人为的调整云台让摄像机达到目标位置，即使很小的角度调整，也可能丢失目标物体，因此通过结合云台的定位信息，利用地理信息***来达到长距离拍摄的目的。通过上述实现，让云台能够精密定位。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，让云台有更高的运动精度，更精密的定位功能。
本发明采用的技术方案如下：
一、一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台
包括底座、水平旋转机构、俯仰机构和自转机构；
水平旋转机构包括中部支撑架、大带轮Ⅰ、小带轮Ⅰ、底座电机；底座上表面中心固定有带轮轴Ⅰ，大带轮Ⅰ通过底座轴承套装于带轮轴Ⅰ上；底座上安装有位于带轮轴Ⅰ侧方的底座电机，底座电机输出轴上套装有小带轮Ⅰ，大带轮Ⅰ和小带轮Ⅰ之间通过同步带Ⅰ相连；中部支撑架为U型结构，中部支撑架底部通过螺栓固定于大带轮Ⅰ上。
俯仰机构包括俯仰支撑架、中部支撑架电机、小带轮Ⅱ、大带轮Ⅱ、同步带Ⅱ，中部支撑架左右两侧均对称安装有带轮轴Ⅱ，中部支撑架一侧的带轮轴Ⅱ上套装有大带轮Ⅱ，另一侧的带轮轴Ⅱ上连接有中部支撑架轴承；俯仰支撑架为倒U型结构，俯仰支撑架一侧通过螺栓安装于大带轮Ⅱ上，另一侧套装于中部支撑架轴承上；中部支撑架一侧安装有位于大带轮Ⅱ下方的中部支撑架电机，中部支撑架电机的输出轴与小带轮Ⅱ相连，小带轮Ⅱ与大带轮Ⅱ之间通过同步带Ⅱ相连。
自转机构包括谐波减速器、摄像机支架、俯仰平台电机和摄像机，俯仰支撑架顶板的上表面和下表面分别安装有谐波减速器和俯仰平台电机，俯仰平台电机的输出轴与谐波减速器的输入端相连，谐波减速器顶部的法兰输出盘上安装有用于固定摄像机的摄像机支架。
还包括安装于摄像机支架上的定位机构，定位机构主要由GPS模块、LBS模块以及WiFi网络模块共同构成。
通过底座电机、中部支撑架电机、俯仰平台电机控制云台的三自由度旋转：底座电机带动小带轮Ⅰ转动的同时带动大带轮Ⅰ旋转，大带轮Ⅰ带动中部支撑架水平旋转的同时带动整个云台水平旋转；中部支撑架电机带动小带轮Ⅱ转动的同时带动大带轮Ⅱ旋转，大带轮Ⅱ旋转带动整个俯仰支撑架做俯仰运动；俯仰平台电机带动谐波加速器转动的同时带动摄像机支架水平旋转，从而带动位于摄像机支架上摄像机绕自身光轴进行自转运动。
所述云台的三自由度旋转具体为：云台的第一自由度旋转为中部支撑架的水平旋转，转动范围为360度；云台的第二个自由度旋转为俯仰支撑架的俯仰旋转，转动范围为±90度；云台的第三自由度旋转为摄像机绕自身光轴的自转，转动范围为360度。
第二个自由度旋转限制来源于俯仰支撑架的小圆柱和中部支撑板的挡块，中部支撑板其中一侧面设有两个沿大带轮Ⅱ对称布置的挡块，俯仰支撑架上设有当俯仰支撑架正向转动90度或负向转动90度时被挡块抵住的小圆柱。
中部支撑架、俯仰支撑架、摄像机支架上均安装有陀螺仪，中部支撑架侧面安装有带有屏幕的方位仪，屏幕用于实时显示云台方位；三个陀螺仪用于分别记录水平旋转机构、俯仰机构和自传机构的旋转角度，方位仪用于记录云台方位信息，陀螺仪和方位仪分别将采集的角度信息和方位信息传输至上位机。
所述底座电机、中部支撑架电机、俯仰平台电机均与上位机相连，上位机用于控制底座电机、中部支撑架电机、俯仰平台电机运动；定位机构用于获取摄像机的位置信息，并将位置信息传输至上位机。
所述俯仰平台电机采用带有刹车片的伺服电机，实现锁死功能，防止因重力或者其他外力作用导致自传机构偏离调整位置。
所述同步带Ⅰ和同步带Ⅱ采用更有挠性的同步带，相比传统V带与平带能减少皮带打滑而带来的误差。
谐波减速器用于提高摄像机自转精度。
GPS模块适用于野外等开阔地带的定位，定位精度较差；LBS模块适用于楼群间的定位，利用楼群间的基站来获取位置，弥补楼群间GPS信号弱的缺点；但在地下停车场、楼宇的房间内，GPS模块和LBS模块的精度则不如WiFi网络模块的精度；通过不同的定位芯片来弥补单一定位芯片的不足，以此来获取云台的位置信息。
二、采用上述带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台的拍摄方法
包括预置点定位拍摄方法和长距离定位拍摄方法；
对于位置不变的拍摄目标采用预置点定位拍摄方法，预置点定位拍摄方法具体为：首先通过调整中部支撑架、俯仰支撑架和摄像机支架的旋转使摄像机对准拍摄目标，摄像机当前所处位置作为云台的预置点，记录当前三个陀螺仪的角度信息和方位仪的方位信息作为预置点参数；再次拍摄同一位置处的拍摄目标时，上位机调用预置点参数并根据预置点参数调控云台在三自由度旋转，调控结束后三个陀螺仪和方位仪将云台的角度信息和方位信息传输至上位机，上位机将接收到的角度信息和方位信息与预置点参数进行比较，若误差超出设定阈值范围，上位机再次调控云台旋转，直至误差在阈值范围内完成云台在预置点的定位；
对于长距离的目标拍摄采用长距离定位拍摄方法，长距离定位拍摄方法具体为：首先在长距离的目标点附近布置多个拍摄云台，根据每个拍摄云台上的定位模块将每个云台的位置信息同步到上位机的地图，根据拍摄目标点的位置选取地图上距离拍摄目标点最近的拍摄云台，上位机计算最近的拍摄云台距离目标点的夹角与距离，然后由夹角与距离分别计算云台在三自由度旋转的参考旋转角度，参考旋转角度为云台在旋转后使摄像机对准目标点的旋转角度；上位机根据参考旋转角度调控云台旋转，调控结束后三个陀螺仪和方位仪将云台的角度信息和方位信息传输至上位机，上位机将接收到的角度信息和方位信息与参考旋转角度进行比较，若误差超出设定阈值范围，上位机再次调控云台旋转，直至误差在阈值范围内完成云台长距离定位。
本发明的有益效果：
1、本发明能实现三自由度的旋转，实现相机任意角度的拍摄；云台机构采用更有挠性的同步带而不是传统的V带、平带，减少了皮带打滑而带来的误差；带刹车片的伺服电机以及谐波减速器能进一步提高云台的调节精度。
2、本发明通过采用陀螺仪记录云台实际转动的角度来不断调整实际位置，可以实现云台的准确定位。
3、本发明与定位模块相结合，利用地理信息***达到长距离拍摄的目的。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的仰视图；
图5为本发明云台底座的俯视图；
图6为本发明中部支撑架的仰视图。
图7为本发明定位控制***逻辑控制流程图。
图中：底座1，底座轴承2，带轮轴Ⅰ3，大带轮Ⅰ4，同步带Ⅰ5，小带轮Ⅰ6，底座电机7，电路板8，中部支撑架9，中部支撑架电机10，小带轮Ⅱ11，中部支撑架轴承12，带轮轴Ⅱ13，大带轮Ⅱ14，俯仰支撑架15，俯仰平台电机16，谐波减速器17，同步带Ⅱ18，摄像机支架19，摄像机20，方位仪21，屏幕22，陀螺仪23。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的实施方案进行详细说明。
如图4～图6所示，水平旋转机构为由中部支撑架9、大带轮Ⅰ4、小带轮Ⅰ6、底座电机7构成的第一级减速装置；底座1上表面中心固定有带轮轴Ⅰ3，大带轮Ⅰ4通过底座轴承2套装于带轮轴Ⅰ3上，大带轮Ⅰ4与中部支撑架9的法兰部分相连。底座电机7通过螺钉固定在底座1上，底座电机7轴上安装小带轮Ⅰ6，大带轮Ⅰ4和小带轮Ⅰ6之间通过同步带Ⅰ5相连。大带轮Ⅰ4的运动，带动固定在大带轮Ⅰ4上的中部支撑架9运动，从而实现整个云台的水平旋转。底座1内安装有电路板8，底座电机7、中部支撑架电机10、俯仰平台电机16均通过电路板8与上位机相连，上位机用于控制底座电机7、中部支撑架电机10、俯仰平台电机16运动。
如图1所示，俯仰机构为由俯仰支撑架15、中部支撑架电机10、小带轮Ⅱ11、大带轮Ⅱ14、同步带Ⅱ18构成的第二级减速装置。中部支撑架电机10通过螺钉固定在中部支撑架9上。小带轮Ⅱ11固定在中部支撑架电机10的输出轴上，大带轮Ⅱ14固定在带轮轴Ⅱ13上，大带轮Ⅱ14和小带轮Ⅱ11通过同步带Ⅱ18相连。俯仰支撑架15通过螺钉和大带轮Ⅱ14固定相连，大带轮Ⅱ14带动整个俯仰支撑架做俯仰运动。俯仰自由度为±90度，自由度限制来源于俯仰支撑架15上的小圆柱和中部支撑板9侧面的挡块。在中部支撑架9另一侧安装方位仪21和显示屏幕22。利用螺钉将方位仪21固定在中部支撑架上9。
如图2～图3所示，自转机构为由谐波减速器17、摄像机支架19、俯仰平台电机16和摄像机20构成的第三级减速装置。俯仰支撑架15下方装有俯仰平台电机16，俯仰平台电机16通过螺钉固定在俯仰支撑架15上。谐波减速器17顶面开有8个孔，通过螺钉将谐波减速器17固定在俯仰支撑架15上。俯仰平台电机16采用带刹车片的伺服电机，是因为谐波减速器17无法自锁，通过刹车片来实现自锁功能。谐波减速器17输出盘和摄像机支架19通过螺钉固定在一起，摄像机支架19的下方类似于法兰盘结构。摄像机20通过螺钉固定在摄像机支架19上。谐波减速器的输出盘带动摄像机支架19运动，摄像机支架19转动，摄像机就跟着一起转动，这样就实现了摄像机绕自身光轴进行自转运动。
具体实施中，还包括由GPS、LBS以及WiFi共同构成定位机构。GPS适合野外等开阔地带的定位，定位精度较差。LBS适合楼群间的定位，利用楼群间的基站来获取位置，弥补楼群间GPS信号弱的缺点。但在地下停车场、楼宇的房间内，GPS和LBS的精度则不如WiFi精度。通过不同的定位芯片来弥补单一定位芯片的不足，以此来获取云台的位置信息。
采用方位仪21来提高云台的定位精度，云台方位实时显示在屏幕22上。每个旋转机构都有一个陀螺仪23，陀螺仪56用来测量旋转产生的科氏加速度从而获得角速度，来进行更加精确的角度调整，也就是云台运动的调整。电机的转动存在一定的误差，通过陀螺仪23来记录精确的旋转角度，实现更高的定位精度。水平旋转机构的陀螺仪23用来调整水平的旋转角度，俯仰机构的陀螺仪23用来调整俯仰的旋转角度，自转机构的陀螺仪23用来调整相机自转的旋转角度。
实施例1：应用本发明的三自由度精密定位拍摄云台进行任意角度拍摄
通过螺钉将底座1固定在某水平平面上，如墙面。通过控制底座电机7转动，带动整个云台水平转动。控制中部支撑架电机10转动，带动俯仰平台运动，通过控制以上两个电机，实现基本的云台拍摄功能，将摄像机20调整到指定方向。为了采集到任意角度的图像，这时控制俯仰平台电机16，让摄像机实现自转，直到找到合适的拍摄角度。
实施例2：应用本发明的三自由度精密定位拍摄云台进行高精度定位拍摄
将拍摄云台调整至预置点后，记录三个陀螺仪23的角度信息和方位仪21的方位信息作为预置点参数。下次再调用预置点时，和预置点参数相比较，来调整云台的运动，达到最合适的位置。除此之外，倘若能够提前知道拍摄物体的具体方位，可直接通过方位仪的辅助，改变云台的运动达到拍摄物体的最佳位置处。普通云台通过存储步进电机的步进角来记录预置点位置，普通云台往往采用精度差的齿轮传动，所以每次回到预置点总存在偏差。
实施例3：应用本发明的三自由度精密定位拍摄云台进行长距离定位拍摄
通过定位机构获取云台的位置信息，将该位置信息同步到地图上，这样可以在地图上从大量摄像机中快速的选择所需位置的摄像机。操作者可以在地图上选择一个目标点，通过地理信息计算出和摄像机之间的夹角和距离，然后由夹角和距离计算出各个自由度应该旋转的角度，通过陀螺仪来实时调整云台实际旋转的角度，通过方位仪来实时记录云台实际转过的方位，来让摄像机找到目标位置。尤其在远距离拍摄中，手动调增云台摄像机，很小的偏差就足以丢失目标物体，因此必须结合地理位置信息以及陀螺仪、方位仪的精密调整。
以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，包括底座(1)、水平旋转机构、俯仰机构和自转机构，
水平旋转机构包括中部支撑架(9)、大带轮Ⅰ(4)、小带轮Ⅰ(6)、底座电机(7)；底座(1)上表面中心固定有带轮轴Ⅰ(3)，大带轮Ⅰ(4)通过底座轴承(2)套装于带轮轴Ⅰ(3)上；底座(1)上安装有位于带轮轴Ⅰ(3)侧方的底座电机(7)，底座电机(7)输出轴上套装有小带轮Ⅰ(6)，大带轮Ⅰ(4)和小带轮Ⅰ(6)之间通过同步带Ⅰ(5)相连；中部支撑架(9)为U型结构，中部支撑架(9)底部通过螺栓固定于大带轮Ⅰ(4)上；
俯仰机构包括俯仰支撑架(15)、中部支撑架电机(10)、小带轮Ⅱ(11)、大带轮Ⅱ(14)、同步带Ⅱ(18)，中部支撑架(9)左右两侧均对称安装有带轮轴Ⅱ(13)，中部支撑架(9)一侧的带轮轴Ⅱ(13)上套装有大带轮Ⅱ(14)，另一侧的带轮轴Ⅱ(13)上连接有中部支撑架轴承(12)；俯仰支撑架(15)为倒U型结构，俯仰支撑架(15)一侧通过螺栓安装于大带轮Ⅱ(14)上，另一侧套装于中部支撑架轴承(12)上；中部支撑架(9)一侧安装有位于大带轮Ⅱ(14)下方的中部支撑架电机(10)，中部支撑架电机(10)的输出轴与小带轮Ⅱ(11)相连，小带轮Ⅱ(11)与大带轮Ⅱ(14)之间通过同步带Ⅱ(18)相连；
自转机构包括谐波减速器(17)、摄像机支架(19)、俯仰平台电机(16)和摄像机(20)，俯仰支撑架(15)顶板的上表面和下表面分别安装有谐波减速器(17)和俯仰平台电机(16)，俯仰平台电机(16)的输出轴与谐波减速器(17)的输入端相连，谐波减速器(17)顶部的法兰输出盘上安装有用于固定摄像机(20)的摄像机支架(19)；
还包括安装于摄像机支架(19)上的定位机构，定位机构主要由GPS模块、LBS模块以及WiFi网络模块共同构成。
2.根据权利要求1所述的一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，通过底座电机(7)、中部支撑架电机(10)、俯仰平台电机(16)控制云台的三自由度旋转：底座电机(7)带动小带轮Ⅰ(6)转动的同时带动大带轮Ⅰ(4)旋转，大带轮Ⅰ(4)带动中部支撑架(9)水平旋转的同时带动整个云台水平旋转；中部支撑架电机(10)带动小带轮Ⅱ(11)转动的同时带动大带轮Ⅱ(14)旋转，大带轮Ⅱ(14)旋转带动整个俯仰支撑架(15)做俯仰运动；俯仰平台电机(16)带动谐波加速器(17)转动的同时带动摄像机支架(19)水平旋转，从而带动位于摄像机支架(19)上摄像机(20)绕自身光轴进行自转运动。
3.根据权利要求2所述的一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，所述云台的三自由度旋转具体为：云台的第一自由度旋转为中部支撑架(9)的水平旋转，转动范围为360度；云台的第二个自由度旋转为俯仰支撑架(15)的俯仰旋转，转动范围为±90度；云台的第三自由度旋转为摄像机(20)绕自身光轴的自转，转动范围为360度。
4.根据权利要求1所述的一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，中部支撑架(9)、俯仰支撑架(15)、摄像机支架(19)上均安装有陀螺仪(23)，中部支撑架(9)侧面安装有带有屏幕(22)的方位仪(21)；三个陀螺仪(23)用于分别记录水平旋转机构、俯仰机构和自传机构的旋转角度，方位仪(21)用于记录云台方位信息，陀螺仪(23)和方位仪(21)分别将采集的角度信息和方位信息传输至上位机。
5.根据权利要求1所述的一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，所述底座电机(7)、中部支撑架电机(10)、俯仰平台电机(16)均与上位机相连，上位机用于控制底座电机(7)、中部支撑架电机(10)、俯仰平台电机(16)运动；定位机构用于获取摄像机(20)的位置信息，并将位置信息传输至上位机。
6.根据权利要求1所述的一种带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台，其特征在于，所述俯仰平台电机(16)采用带有刹车片的伺服电机，实现锁死功能，防止因重力作用导致自传机构偏离调整位置。
7.采用权利要求1～6任一所述的带谐波减速器的三自由度精密定位拍摄云台的拍摄方法，其特征在于，包括预置点定位拍摄方法和长距离定位拍摄方法；
对于位置不变的拍摄目标采用预置点定位拍摄方法，预置点定位拍摄方法具体为：首先通过调整中部支撑架(9)、俯仰支撑架(15)和摄像机支架(19)的旋转使摄像机(20)对准拍摄目标，摄像机(20)当前所处位置作为云台的预置点，记录当前三个陀螺仪(23)的角度信息和方位仪(21)的方位信息作为预置点参数；再次拍摄同一位置处的拍摄目标时，上位机调用预置点参数并根据预置点参数调控云台在三自由度旋转，调控结束后三个陀螺仪(23)和方位仪(21)将云台的角度信息和方位信息传输至上位机，上位机将接收到的角度信息和方位信息与预置点参数进行比较，若误差超出设定阈值范围，上位机再次调控云台旋转，直至误差在阈值范围内完成云台在预置点的定位；
对于长距离的目标拍摄采用长距离定位拍摄方法，长距离定位拍摄方法具体为：首先在长距离的目标点附近布置多个拍摄云台，根据每个拍摄云台上的定位模块将每个云台的位置信息同步到上位机的地图，根据拍摄目标点的位置选取地图上距离拍摄目标点最近的拍摄云台，上位机计算最近的拍摄云台距离目标点的夹角与距离，然后由夹角与距离分别计算云台在三自由度旋转的参考旋转角度，参考旋转角度为云台在旋转后使摄像机(20)对准目标点的旋转角度；上位机根据参考旋转角度调控云台旋转，调控结束后三个陀螺仪(23)和方位仪(21)将云台的角度信息和方位信息传输至上位机，上位机将接收到的角度信息和方位信息与参考旋转角度进行比较，若误差超出设定阈值范围，上位机再次调控云台旋转，直至误差在阈值范围内完成云台长距离定位。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111438677A (zh) * 2020-05-07 2020-07-24 西安瑞信铁路设备有限公司 一种无人值守机房巡检机器人
CN111546304A (zh) * 2020-04-22 2020-08-18 天津大学 一种单电机输入三自由度转动机构
CN111911764A (zh) * 2020-09-01 2020-11-10 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 一种俯仰调节结构及远程监控装置
CN112013214A (zh) * 2020-08-19 2020-12-01 佳奕筱安(上海)机器人科技有限公司 智能机器人相机云台
CN112373599A (zh) * 2020-11-24 2021-02-19 辽宁科技大学 一种基于慧鱼零件的自平衡载物台
CN112483832A (zh) * 2020-10-27 2021-03-12 佛山市华道超精科技有限公司 刚柔耦合超精双轴转台
CN113074916A (zh) * 2021-03-30 2021-07-06 无锡睿勤科技有限公司 相机性能自动测试设备、***及其作业方法
CN113137978A (zh) * 2021-05-08 2021-07-20 上海航天电子通讯设备研究所 一种二维指向机构精度测量装置
CN114023091A (zh) * 2021-10-08 2022-02-08 同济大学 一种适用于路侧的车路协同传感器移动***及使用方法
CN114776955A (zh) * 2022-03-25 2022-07-22 北京天必达科技有限公司 一种水下机器人舵机两轴云台
CN117146141A (zh) * 2023-10-24 2023-12-01 杭州海康威视数字技术股份有限公司 云台摄像机

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102006456A (zh) * 2010-10-28 2011-04-06 北京中星微电子有限公司 一种云台摄像机、云台监控***及进行方向定位的方法
CN202351756U (zh) * 2011-11-27 2012-07-25 汪欣 一种带电控支架的电脑摄像头
CN203727654U (zh) * 2014-02-17 2014-07-23 广东电网公司电力科学研究院 多载荷吊舱稳定平台
CN103994311A (zh) * 2014-05-19 2014-08-20 上海大学 多功能三自由度智能云台
CN104767927A (zh) * 2014-01-07 2015-07-08 三亚中兴软件有限责任公司 一种对云台摄像设备进行方位控制的方法和装置
CN104869311A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 合肥深目信息科技有限公司 基于地图的智能云台监控方法及***
CN107117324A (zh) * 2017-04-07 2017-09-01 清远市巨劲科技有限公司 一种环形无人机及其航拍装置
CN108680143A (zh) * 2018-04-27 2018-10-19 南京拓威航空科技有限公司 基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机
CN209370748U (zh) * 2018-12-25 2019-09-10 上海颢汉数字技术有限公司 一种可用于环视拍摄三轴电动平台
US20190301663A1 (en) * 2016-11-29 2019-10-03 Ole Falk Smed Adjustable Mounting Plate Assembly

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102006456A (zh) * 2010-10-28 2011-04-06 北京中星微电子有限公司 一种云台摄像机、云台监控***及进行方向定位的方法
CN202351756U (zh) * 2011-11-27 2012-07-25 汪欣 一种带电控支架的电脑摄像头
CN104767927A (zh) * 2014-01-07 2015-07-08 三亚中兴软件有限责任公司 一种对云台摄像设备进行方位控制的方法和装置
CN203727654U (zh) * 2014-02-17 2014-07-23 广东电网公司电力科学研究院 多载荷吊舱稳定平台
CN103994311A (zh) * 2014-05-19 2014-08-20 上海大学 多功能三自由度智能云台
CN104869311A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 合肥深目信息科技有限公司 基于地图的智能云台监控方法及***
US20190301663A1 (en) * 2016-11-29 2019-10-03 Ole Falk Smed Adjustable Mounting Plate Assembly
CN107117324A (zh) * 2017-04-07 2017-09-01 清远市巨劲科技有限公司 一种环形无人机及其航拍装置
CN108680143A (zh) * 2018-04-27 2018-10-19 南京拓威航空科技有限公司 基于远程测距的目标定位方法、装置及无人机
CN209370748U (zh) * 2018-12-25 2019-09-10 上海颢汉数字技术有限公司 一种可用于环视拍摄三轴电动平台

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张伯鹏、张昆: "《机器人工程基础》", 31 March 1989, 机械工业出版社 *
郭源生: "《智慧医疗与健康养老》", 30 September 2017, 中国科学技术出版社 *
都伊林: "《智能安防新发展与应用》", 31 July 2018, 华中科技大学出版社 *
陈超: "《导盲机器人定位与路径规划技术》", 31 December 2015, 国防工业出版社 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111546304A (zh) * 2020-04-22 2020-08-18 天津大学 一种单电机输入三自由度转动机构
CN111546304B (zh) * 2020-04-22 2022-07-12 天津大学 一种单电机输入三自由度转动机构
CN111438677A (zh) * 2020-05-07 2020-07-24 西安瑞信铁路设备有限公司 一种无人值守机房巡检机器人
CN112013214A (zh) * 2020-08-19 2020-12-01 佳奕筱安(上海)机器人科技有限公司 智能机器人相机云台
CN111911764A (zh) * 2020-09-01 2020-11-10 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 一种俯仰调节结构及远程监控装置
CN112483832A (zh) * 2020-10-27 2021-03-12 佛山市华道超精科技有限公司 刚柔耦合超精双轴转台
CN112373599A (zh) * 2020-11-24 2021-02-19 辽宁科技大学 一种基于慧鱼零件的自平衡载物台
CN113074916A (zh) * 2021-03-30 2021-07-06 无锡睿勤科技有限公司 相机性能自动测试设备、***及其作业方法
CN113137978A (zh) * 2021-05-08 2021-07-20 上海航天电子通讯设备研究所 一种二维指向机构精度测量装置
CN114023091A (zh) * 2021-10-08 2022-02-08 同济大学 一种适用于路侧的车路协同传感器移动***及使用方法
CN114776955A (zh) * 2022-03-25 2022-07-22 北京天必达科技有限公司 一种水下机器人舵机两轴云台
CN117146141A (zh) * 2023-10-24 2023-12-01 杭州海康威视数字技术股份有限公司 云台摄像机

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