本發(fā)明涉及發(fā)明涉及一種云臺(tái)發(fā)射器，特別是涉及一種基于圖形處理的云臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前大部分云臺(tái)機(jī)構(gòu)仍需人為操縱，且都存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、精確性低、不穩(wěn)定、適應(yīng)性弱等缺點(diǎn)，一旦超過視野范圍或距離較遠(yuǎn)時(shí)便難以控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種云臺(tái)發(fā)射器，角度調(diào)節(jié)范圍廣，還提供樂該云臺(tái)發(fā)射器的自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)自動(dòng)尋找并識(shí)別目標(biāo)，云臺(tái)發(fā)射器精準(zhǔn)快速的發(fā)射攻擊，穩(wěn)定性大大提高。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種云臺(tái)發(fā)射器，包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)射機(jī)構(gòu)和圖像追蹤機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括yaw軸電機(jī)，yaw軸電機(jī)的輸出軸連接第一yaw軸支架，第一yaw軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接有pitch軸支架，pitch軸支架通過第一yaw軸支架上固定的pitch軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述發(fā)射機(jī)構(gòu)包括連接于pitch軸支架的發(fā)射機(jī)架，發(fā)射機(jī)架上設(shè)有儲(chǔ)彈裝置、槍管和用于進(jìn)彈的撥盤，撥盤與槍管之間設(shè)有用于加速子彈的摩擦輪，所述圖像追蹤機(jī)構(gòu)包括連接于發(fā)射機(jī)架的yaw軸舵機(jī)，yaw軸舵機(jī)連接有第二yaw軸支架，第二yaw軸支架連接有pitch軸舵機(jī)，pitch軸舵機(jī)固定有用于采集圖像信號(hào)的攝像頭。

所述第一yaw軸支架和第二yaw軸支架均為y型支架。

所述儲(chǔ)彈裝置為立設(shè)在發(fā)射機(jī)架上部的彎折板。

所述yaw軸電機(jī)和pitch軸電機(jī)均為步進(jìn)電機(jī)。

所述yaw軸舵機(jī)通過底板連接于發(fā)射機(jī)架。

云臺(tái)發(fā)射器還包括控制器和傳感器。

云臺(tái)發(fā)射器的自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，包括步驟：

1)攝像頭在yaw軸舵機(jī)和pitch軸舵機(jī)帶動(dòng)下全方位采集圖像；

2)控制器對(duì)攝像頭的采集圖像進(jìn)行處理；

3)尋找到攻擊目標(biāo)進(jìn)入步驟4)，否則回到步驟1)；

4)確定發(fā)射目標(biāo)所在空間；

5)yaw軸電機(jī)和pitch軸電機(jī)帶動(dòng)槍管運(yùn)動(dòng)；

6)傳感器檢測(cè)槍管當(dāng)前角度；

7)瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)入步驟8)，否則回到步驟5)；

8)撥盤和摩擦輪啟動(dòng)將子彈從槍管射出。

所述控制器和傳感器之間的通訊信號(hào)為i²c協(xié)議或spi協(xié)議。

所述yaw軸電機(jī)和pitch軸電機(jī)輸入信號(hào)為電脈沖信號(hào)，輸出信號(hào)為角位移信號(hào)。

所述傳感器為九軸傳感器。

工作原理：攝像頭通過yaw軸舵機(jī)和pitch軸舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)全方位采集圖像信號(hào)并傳輸至控制器，控制器控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的yaw軸電機(jī)、pitch軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)射機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)角度，傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)構(gòu)槍管的方位角度，控制器驅(qū)動(dòng)撥盤和摩擦輪運(yùn)轉(zhuǎn)將子彈送入槍管射出。

有益效果：本發(fā)明的云臺(tái)發(fā)射器和該云臺(tái)發(fā)射器的自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別瞄準(zhǔn)的功能，具有反應(yīng)時(shí)間短、速度快、精確性好、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，而且還能在云臺(tái)自動(dòng)識(shí)別發(fā)射子彈的過程中進(jìn)行其他操作，實(shí)現(xiàn)了多方面操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明發(fā)射機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明圖像追蹤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明槍管與摩擦輪的局部示意圖；

圖6為本發(fā)明控制示意圖；

圖7為本發(fā)明系統(tǒng)的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種云臺(tái)發(fā)射器，包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)射機(jī)構(gòu)和圖像追蹤機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括yaw軸電機(jī)1，yaw軸電機(jī)1的輸出軸連接第一yaw軸支架2，第一yaw軸支架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接有pitch軸支架3，pitch軸支架3通過第一yaw軸支架2上固定的pitch軸電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，發(fā)射機(jī)構(gòu)包括連接于pitch軸支架3的發(fā)射機(jī)架5，發(fā)射機(jī)架5上設(shè)有儲(chǔ)彈裝置6、槍管7和用于進(jìn)彈的撥盤8，撥盤8與槍管7之間設(shè)有用于加速子彈的摩擦輪9，圖像追蹤機(jī)構(gòu)包括連接于發(fā)射機(jī)架5的yaw軸舵機(jī)10，yaw軸舵機(jī)10連接有第二yaw軸支架11，第二yaw軸支架11連接有pitch軸舵機(jī)12，pitch軸舵機(jī)12固定有用于采集圖像信號(hào)的攝像頭13，第一yaw軸支架2和第二yaw軸支架11均為y型支架，儲(chǔ)彈裝置6為立設(shè)在發(fā)射機(jī)架5上部的彎折板，yaw軸電機(jī)1和pitch軸電機(jī)4均為步進(jìn)電機(jī)，yaw軸舵機(jī)10通過底板14連接于發(fā)射機(jī)架5，還包括控制器和傳感器。

如圖5和圖6所示，云臺(tái)發(fā)射器的自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，包括步驟：

1)攝像頭在yaw軸舵機(jī)和pitch軸舵機(jī)帶動(dòng)下全方位采集圖像，攝像頭按一定軌跡

全方位掃描獲取圖像，通過圖像處理實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別，并以正前方為參考方位；

2)控制器對(duì)攝像頭的采集圖像進(jìn)行處理；

3)尋找到攻擊目標(biāo)進(jìn)入步驟4，否則回到步驟1；

4)確定發(fā)射目標(biāo)所在空間；

5)yaw軸電機(jī)和pitch軸電機(jī)帶動(dòng)槍管運(yùn)動(dòng)；

6)傳感器檢測(cè)槍管當(dāng)前角度；

7)瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)入步驟8，否則回到步驟5；

8)撥盤和摩擦輪啟動(dòng)將子彈從槍管射出。

其中，作為優(yōu)選，選用stm32f407zet6作為控制器，stm32f407zet6控制器具有豐富的可拓展的外設(shè)預(yù)留接口、具有高達(dá)168mhz的主頻，處理速度高，可滿足圖像處理的要求，作為優(yōu)選，攝像頭13選用ov7620型號(hào)的數(shù)字?jǐn)z像頭采集圖像，其圖像為yuv422格式，且為隔行掃描，ov7620和控制器之間的通訊方位為sccb(serialcameracontrolbus),該協(xié)議與i²c通訊協(xié)議類似，作為優(yōu)選，選用mpu9250作為檢測(cè)槍管7空間位置的傳感器，該傳感器具有三個(gè)16位加速度ad輸出，三個(gè)16位陀螺儀ad輸出以及三個(gè)6位三個(gè)磁力計(jì)輸出，和控制器之間的通訊可選用400khz的i2c協(xié)議或者1mhz的spi協(xié)議，作為優(yōu)選，yaw軸電機(jī)1和pitch軸電機(jī)4的步進(jìn)電機(jī)以電脈沖信號(hào)作為輸入，以角位移作為輸出，可實(shí)現(xiàn)角度的精準(zhǔn)控制，使用時(shí)，攝像頭13通過yaw軸舵機(jī)10和pitch軸舵機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)全方位采集圖像信號(hào)并傳輸至控制器，控制器控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的yaw軸電機(jī)1、pitch軸電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)射機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)角度，傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)構(gòu)槍管7的方位角度，控制器驅(qū)動(dòng)撥盤8和摩擦輪9運(yùn)轉(zhuǎn)將子彈送入槍管7射出。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種云臺(tái)發(fā)射器包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)射機(jī)構(gòu)和圖像追蹤機(jī)構(gòu)，還公開了一種包含有控制器、傳感器的自動(dòng)識(shí)別與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，攝像頭通過Yaw軸舵機(jī)和Pitch軸舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)全方位采集圖像信號(hào)并傳輸至控制器，控制器控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的Yaw軸電機(jī)、Pitch軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)射機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)角度，傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)構(gòu)槍管的方位角度，控制器驅(qū)動(dòng)撥盤和摩擦輪運(yùn)轉(zhuǎn)將子彈送入槍管射出，本發(fā)明具有反應(yīng)時(shí)間短、速度快、精確性好、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，而且還能在云臺(tái)自動(dòng)識(shí)別發(fā)射子彈的過程中進(jìn)行其他操作，實(shí)現(xiàn)了多方面操作。

技術(shù)研發(fā)人員：趙恒;陳明惠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.28
技術(shù)公布日：2017.08.22