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CN107295257A - 探测头减振方法、探测头减振装置及无人机 - Google Patents

探测头减振方法、探测头减振装置及无人机 Download PDF

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CN107295257A CN201710569919.6A CN201710569919A CN107295257A CN 107295257 A CN107295257 A CN 107295257A CN 201710569919 A CN201710569919 A CN 201710569919A CN 107295257 A CN107295257 A CN 107295257A
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camera
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vibration reduction
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张振华
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Abstract

本发明公开了一种探测头减振方法，用于探测头，探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮于该磁场中，该方法包括：步骤S1：实时接收摄像头获取的探测目标的图像位置信息；步骤S2：判断图像位置信息是否发生变化，若是，执行步骤S3；步骤S3：判断探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，执行步骤S4，否则，执行步骤S6；步骤S4：判断图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，执行步骤S5；步骤S5：控制磁场环境，使摄像头转动相应的角度；步骤S6：生成减振指令，以稳定磁场环境。此种探测头减振方法能够保证摄像环境的稳定，且能够实现摄像头转动任意角度，保证探测结果准确，提高适用性。本发明还公开了一种探测头减振装置及无人机。

Description

探测头减振方法、探测头减振装置及无人机
技术领域
本发明涉及探测器技术领域，特别涉及一种探测头减振方法。此外，本发明还涉及一种应用上述探测头减振方法的探测器及无人机。
背景技术
目前，具有摄像功能的探测器在许多领域均受到广泛应用，以保证人们生活与工作环境的安全。
探测器具有一定的摄像范围，而目前的探测目标在超出该摄像范围之外以后，探测器无法调整其摄像角度以继续对探测目标进行探测，从而影响探测结果的准确性，限制了探测器的使用。
因此，如何克服现有探测器存在的缺陷，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种探测头减振方法，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。本发明的另一目的是提供一种探测头减振装置，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。本发明的另一目的是提供一种包括上述探测头减振装置的无人机，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种探测头减振方法，用于探测头，所述探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮于该磁场中，该方法包括：
步骤S1：实时接收所述摄像头获取的探测目标的图像位置信息；
步骤S2：判断所述图像位置信息是否发生变化，若是，执行步骤S3；
步骤S3：判断所述探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，执行步骤S4，否则，执行步骤S6；
步骤S4：判断所述图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，执行步骤S5；
步骤S5：控制磁场环境，使所述摄像头转动相应的角度；
步骤S6：生成减振指令，以稳定所述磁场环境。
优选地，所述步骤S6包括：
基于饱和约束LMS算法中的连续惩罚函数抗饱和算法生成减振指令以稳定所述磁场环境。
优选地，所述步骤S1包括：
接收所述摄像头获取的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第一系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第一系统参数下的图像位置信息。
优选地，所述步骤S6之后还包括：
步骤S7：接收所述摄像头获取的稳定后的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第二系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第二系统参数下的图像位置信息。
优选地，所述步骤S5之后还包括：
步骤S8：接收所述摄像头获取的转动后的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第三系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第三系统参数下的图像位置信息。
一种探测头减振装置，用于探测头，所述探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮于该磁场中，所述探测头减振装置包括：
图像处理装置，用于实时接收所述摄像头获取的探测目标的图像位置信息；
第一判断装置，用于判断所述图像位置信息是否发生变化，若是，驱动第二判断装置；
所述第二判断装置，用于判断所述探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，驱动第三判断装置，否则，驱动磁场控制器；
所述第三判断装置，用于判断所述图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，驱动所述磁场控制装置；
所述磁场控制装置，用于根据所述第二判断装置的判断结果控制磁场环境，使所述摄像头转动相应的角度，以及用于根据所述第三判断装置的判断结果生成减振指令，以稳定所述磁场环境。
优选地，还包括:
抗干扰装置，用于屏蔽外界信号干扰。
优选地，所述摄像头与所述图像处理装置之间设有无线通讯装置。
优选地，所述磁场生成装置包括绕设于所述摄像头上的电磁线圈以及用于放置所述摄像头的磁感应底座，所述磁场控制装置控制所述电磁线圈与所述磁感应底座中的电流变化以控制所述磁场变化。
一种无人机，包括探测头，还包括如上述任意一项所述的探测头减振装置。
本发明提供的探测头减振方法，在接收到的摄像头获取的图像位置信息发生变化时，进行是探测目标在移动还是摄像头发生振动的判断，若是探测目标在移动，则进一步判断探测目标是否移出预设范围之外，若超出，则控制磁场变化以控制摄像头转动相应的角度；若探测目标没有移动，则可以认定摄像头发生振动，恢复磁场环境稳定即可以稳定摄像头。
此种探测头减振方法基于磁悬浮技术，能够区分是探测目标在移动还是摄像头发生振动才导致的图像位置信息的变化，并通过对磁场的控制来保证摄像环境的稳定，实现摄像头的减振，且能够利用对磁场的控制来实现摄像头转动任意角度，从而准确实现拍摄范围与摄像角度的调整，及时调整探测头的工作状态，保证探测结果的准确性与便利性，可实时对目标进行跟踪采集，提高探测器的适用性。
本发明提供的探测头减振装置，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。
本发明提供的包括上述探测头减振装置的无人机，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供探测头减振方法的流程图；
图2为本发明所提供探测头的结构图。
图2中，1-磁场控制装置，2-磁感应底座，3-探测头，4-摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种探测头减振方法，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。本发明的另一核心是提供一种探测头减振装置，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。本发明的另一核心是提供一种包括上述探测头减振装置的无人机，能够实现对摄像角度的调节，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供探测头减振方法的流程图；图2为本发明所提供探测头的结构图。
本发明所提供探测头减振方法的一种具体实施例中，该方法用于探测头，探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮在该磁场中。探测头为探测器的一部分。该方法包括：
步骤S1：实时接收摄像头获取的探测目标的图像位置信息。
步骤S2：判断图像位置信息是否发生变化，若是，执行步骤S3。
对于实时获取的探测目标的图像位置信息进行对比，具体可以对该时刻的图像位置信息与上一时刻的图像位置信息进行对比，对比结果为两者不一致，即可判定图像位置信息发生变化。
步骤S3：判断探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，执行步骤S4，否则，执行步骤S6。
步骤S4：判断图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，执行步骤S5。
步骤S5：控制磁场环境，使摄像头转动相应的角度。
其中，预设范围指的是摄像头的预设的摄像范围，该预设范围具体可以小于摄像头的最大摄像范围。当探测目标超出预设范围时，即执行步骤S5。通过执行步骤S5控制磁场环境，可以使摄像头进行相应的转动，从而使探测目标再次落于预设范围之内，具体可以通过对摄像头转动角度的控制，使探测目标落于预设范围的正中间。
步骤S6：生成减振指令，以稳定磁场环境。
在步骤S3中，如果磁场处于非稳定状态，即可认定是摄像头随着探测头发生了振动，从而可以生成减振指令以稳定磁场环境。
本实施例中，在接收到的摄像头获取的图像位置信息发生变化时，进行是探测目标在移动还是摄像头发生振动的判断，若是探测目标在移动，则进一步判断探测目标是否移出预设范围之外，若超出，则控制磁场变化以控制摄像头转动相应的角度；若探测目标没有移动，则可以认定摄像头发生振动，恢复磁场环境稳定即可以稳定摄像头。
可见，此种探测头减振方法基于磁悬浮技术，能够区分是探测目标在移动还是摄像头发生振动才导致的图像位置信息的变化，并通过对磁场的控制来保证摄像环境的稳定，实现摄像头的减振，且能够利用对磁场的控制来实现摄像头转动任意角度，从而准确实现拍摄范围与摄像角度的调整，及时调整探测头的工作状态，保证探测结果的准确性与便利性，可实时对目标进行跟踪采集，提高探测器的适用性。同时，本发明符合国家“十三五”规划，推进智能硬件、新型传感器等创新发展。提升智能设备等领域智能硬件技术水平。加快高精度、低功耗、高可靠性传感器的研发和应用。
上述实施例中，步骤S6具体包括：
基于饱和约束LMS算法中的连续惩罚函数抗饱和算法生成减振指令以稳定磁场环境，从而可以进一步提高减振效果。其中，在恢复稳定磁场的过程中，具体可以通过多次逐步调整磁场，来实现快速使摄像头进入稳定状态。
上述实施例中，步骤S1具体可以包括：
接收摄像头获取的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第一系统参数；
实时接收摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定探测目标在第一系统参数下的图像位置信息。
接收摄像头所获取的初始环境图像，具体可以包括探测目标的方位、距离以及周围环境特征信息，通过图像处理算法生成并设置第一系统参数，例如，以探测目标为原点建立第一坐标系。在设置第一系统参数之后，对于实时接收的环境图像，均通过图像处理算法确定探测目标在第一系统参数下的图像位置信息，例如，探测目标在第一坐标系中的位置。
此方法中，通过第一系统参数的建立，可以为图像位置信息的比较提供准确的基础，从而进一步提高探测结果的准确性。
上述实施例中，步骤S6之后还可以包括：
步骤S7：接收摄像头获取的稳定后的初始环境图像，通过环境处理算法生成并设置第二系统参数；实时接收摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定探测目标在第二系统参数下的图像位置信息。
在摄像头发生振动并恢复稳定后，第一系统参数可能不再适用于作为对比的基准，因而重新建立第二系统参数以保证探测结果的准确。在第二系统参数的条件下，重复进行步骤S2。
上述实施例中，步骤S5之后还可以包括：
步骤S5之后还包括：
步骤S8：接收摄像头获取的转动后的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第三系统参数；
实时接收摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定探测目标在第三系统参数下的图像位置信息。
在摄像头调整角度后，第一系统参数或第二系统参数可能不再适用于作为对比的基准，因而重新建立第三系统参数以保证探测结果的准确。在第三系统参数的条件下，重复进行步骤S2。
除了上述探测头减振方法，本发明还提供一种应用上述探测头减振方法的探测头减振装置，该探测头减振装置用于探测头3，探测头3中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头4悬浮于该磁场中，探测头减振装置包括：
图像处理装置，用于实时接收摄像头4获取的探测目标的图像位置信息；
第一判断装置，用于判断图像位置信息是否发生变化，若是，驱动第二判断装置；
第二判断装置，用于判断探测头3内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，驱动第三判断装置，否则，驱动磁场控制器；
第三判断装置，用于判断图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，驱动磁场控制装置1；
磁场控制装置1，用于根据第二判断装置的判断结果控制磁场环境，使摄像头4转动相应的角度，以及用于根据第三判断装置的判断结果生成减振指令，以稳定磁场环境。
此种探测头减振装置由于应用了上述探测头减振方法，能够通过对磁场的控制来保证摄像环境的稳定，且能够利用对磁场的控制来实现摄像头4转动任意角度，从而准确实现拍摄范围与摄像角度的调整，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。
上述实施例中，探测头减振装置还可以包括抗干扰装置，用于屏蔽外界信号干扰，以进一步提高探测结果的准确性。
上述实施例中，摄像头4与图像处理装置之间具体可以设置无线通讯装置，通过无线传输的方式从而可以减少探测头3中的线缆设置，有利于扩大探测头3内部的可利用空间。
上述实施例中，磁场生成装置具体可以包括绕设在摄像头4上的电磁线圈和用于放置摄像头4的磁感应底座2，通过电磁线圈、磁感应底座2与探测头减振装置之间的相互作用生成稳定的磁场以实现摄像头4的悬浮。其中，磁场控制装置1具体可以通过控制电磁线圈与磁感应底座2中的电流变化以控制磁场变化。通过电磁线圈与磁感应底座2的设置，可以可靠控制摄像头4在探测头3中的位置，以全面控制摄像头4的方位。
除了上述探测头减振方法及装置，发明还提供了一种包括上述探测头减振装置的无人机，该无人机包括探测头，此种无人机由于采用了上述探测头减振装置，能够通过对磁场的控制来保证摄像环境的稳定，且能够利用对磁场的控制来实现摄像头转动任意角度，从而准确实现拍摄范围与摄像角度的调整，保证探测结果的准确性，提高探测器的适用性。该无人机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的探测头减振方法、探测头减振装置及无人机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种探测头减振方法，用于探测头，其特征在于，所述探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮于该磁场中，该方法包括：
步骤S1：实时接收所述摄像头获取的探测目标的图像位置信息；
步骤S2：判断所述图像位置信息是否发生变化，若是，执行步骤S3；
步骤S3：判断所述探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，执行步骤S4，否则，执行步骤S6；
步骤S4：判断所述图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，执行步骤S5；
步骤S5：控制磁场环境，使所述摄像头转动相应的角度；
步骤S6：生成减振指令，以稳定所述磁场环境。
2.根据权利要求1所述的探测头减振方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
基于饱和约束LMS算法中的连续惩罚函数抗饱和算法生成减振指令以稳定所述磁场环境。
3.根据权利要求2所述的探测头减振方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
接收所述摄像头获取的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第一系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第一系统参数下的图像位置信息。
4.根据权利要求3所述的探测头减振方法，其特征在于，所述步骤S6之后还包括：
步骤S7：接收所述摄像头获取的稳定后的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第二系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第二系统参数下的图像位置信息。
5.根据权利要求4所述的探测头减振方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括：
步骤S8：接收所述摄像头获取的转动后的初始环境图像，通过图像处理算法生成并设置第三系统参数；
实时接收所述摄像头获取的环境图像，通过图像处理算法确定所述探测目标在所述第三系统参数下的图像位置信息。
6.一种探测头减振装置，用于探测头，其特征在于，所述探测头中设有磁场生成装置以生成磁场，摄像头悬浮于该磁场中，所述探测头减振装置包括：
图像处理装置，用于实时接收所述摄像头获取的探测目标的图像位置信息；
第一判断装置，用于判断所述图像位置信息是否发生变化，若是，驱动第二判断装置；
所述第二判断装置，用于判断所述探测头内的磁场环境是否处于稳定状态，若是，驱动第三判断装置，否则，驱动磁场控制器；
所述第三判断装置，用于判断所述图像位置信息的偏差是否超出预设范围，若是，驱动所述磁场控制装置；
所述磁场控制装置，用于根据所述第二判断装置的判断结果控制磁场环境，使所述摄像头转动相应的角度，以及用于根据所述第三判断装置的判断结果生成减振指令，以稳定所述磁场环境。
7.根据权利要求6所述的探测头减振装置，其特征在于，还包括:
抗干扰装置，用于屏蔽外界信号干扰。
8.根据权利要求6所述的探测头减振装置，其特征在于，所述摄像头与所述图像处理装置之间设有无线通讯装置。
9.根据权利要求6所述的探测头减振装置，其特征在于，所述磁场生成装置包括绕设于所述摄像头上的电磁线圈以及用于放置所述摄像头的磁感应底座，所述磁场控制装置控制所述电磁线圈与所述磁感应底座中的电流变化以控制所述磁场变化。
10.一种无人机，包括探测头，其特征在于，还包括权利要求6至9任意一项所述的探测头减振装置。
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