Поворот для камеры своими руками

Поворотная платформа с дистанционным управлением

Радиоуправляемая поворотная платформа, описанная в этой статье, разрабатывалась для управления мини-видеокамерой, с целью улучшения обзора путем поворота камеры в двух плоскостях. Я использовал поворотную платформу на основе сервоприводов Tower Pro SG90. Платформа приобретена в Китае и продается в разобранном виде, собирается из нескольких пластмассовых деталей совместно с двумя сервоприводами, на платформе имеется посадочное место для камеры, размером 30×30 мм.

На фото слева (кликабельно) представлен внешний вид собранной платформы с двумя сервоприводами, размер конструкции небольшой, высота составляет 7 см, платформу можно заказать здесь , а сервоприводы тут . Так как принцип управления у сервоприводов одинаковый, можно использовать платформу иной конструкции с другими сервоприводами. На рынке существуют похожие платформы из металлических деталей с более мощными сервоприводами, которые обычно используются в робототехнике.

Система радиоуправления состоит из передатчика в виде радиопульта и исполнительного блока, который осуществляет прием и обработку команд. Ниже на картинке представлена схема радиопульта на микроконтроллере PIC16F630:

Кнопками SB1- SB4 осуществляется дистанционное управление платформой на стороне исполнительного блока, поворот в горизонтальной плоскости (SB1, SB2) и наклон в вертикальной плоскости (SB3, SB4). При кратковременном нажатии на кнопки, платформа поворачивается на маленький угол (микрошаг), если кнопки удерживать в нажатом состоянии, платформа будет непрерывно поворачиваться с определенной скоростью, диапазон угла поворота и наклона составляет 180 градусов. Команды передаются с помощью модуля радиопередатчика A1, светодиод HL1 служит индикатором передачи данных по радиоканалу.

Система радиоуправления дополнительно включает в себя два канала для управления внешними устройствами. На исполнительном блоке установлены реле K1 и K2 (см. схему ниже) для коммутации устройств, например включение/выключение видеокамеры, инфракрасной подсветки и.т.д. Управление каналами осуществляется с радиопульта, при одновременном нажатии кнопок SB1 и SB2, на исполнительном блоке включится реле K1 (1 канал), при повторном нажатии кнопок реле выключится. Управление 2-м каналом осуществляется кнопками SB3, SB4 аналогично 1-му каналу.

С радиопульта можно регулировать скорость поворота платформы. Для входа в режим программирования скорости необходимо одновременно нажать кнопки SB2, SB4, при этом загорится светодиод HL1. Скорость изменяется кнопками SB3(увеличение) и SB4(уменьшение), при кратковременном нажатии скорость меняется на одно дискретное значение, светодиод HL1 кратковременно гаснет, при удержании кнопки изменение значений ускоряется, светодиод начинает быстро мигать. Текущую скорость можно проверить, поворачивая платформу в горизонтальной плоскости кнопками SB1, SB2. Всего предусмотрено 54 дискретных значений скорости. По умолчанию поворот платформы на 180 градусов занимает 4 секунды, для максимальной скорости время поворота составит 1,26 секунд, для минимальной 6,12 секунд. Выход из режима программирования осуществляется одновременным нажатием кнопок SB2, SB4, текущая скорость записывается в EEPROM память микроконтроллера, светодиод HL1 гаснет. Если в режиме программирования ни одна из кнопок не будет нажата в течении 2-х минут, произойдет автоматический выход из режима с сохранением текущей скорости.

После подачи питания микроконтроллер настраивает внутренние регистры и переходит в спящий режим. На линиях RA0-RA3 включены прерывания по изменению уровня сигнала, при нажатии кнопок микроконтроллер просыпается, выполняет соответствующие команды и снова засыпает, в целях экономии заряда батареи.

Питается радиопульт от миниатюрной батарейки напряжением 9В (типоразмер A10), для питания микроконтроллера установлен микромощный стабилизатор напряжения DA1 (MCP1702) с собственным током потребления 1-2 мкА. В спящем режиме передатчик потребляет ток 2,1-2,2 мкА.

Ниже представлена схема исполнительного блока на микроконтроллере PIC16F628A:

Микроконтроллер принимает команды с радиомодуля A1 и управляет сервоприводами A2, A3, которые поворачивают платформу соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Как было сказано выше, к микроконтроллеру подключены реле K1, K2, которые образуют два управляемых выхода для подключения внешних устройств. Реле управляются с помощью транзисторов VT1, VT2, диоды VD1, VD2 гасят выбросы напряжения, возникающие в результате коммутации обмоток реле. Светодиод HL1 является индикатором и светится во время приема команд по радиоканалу.

Кнопки SB1-SB4 управляют поворотом платформы, аналогично кнопкам радиопульта. Здесь также возможна регулировка скорости поворота платформы. Для входа и выхода из режима программирования скорости необходимо одновременно нажать кнопки SB1, SB2. С помощью этих же кнопок изменяется значение скорости, SB2 (увеличение), SB1 (уменьшение). В остальном настройка аналогична вышеописанному способу для передатчика. Значение скорости сохраняется в EEPROM память микроконтроллера.

С помощью перемычки JP1 можно задать два способа управления сервоприводами. При наличии перемычки управляющие сигналы для сервоприводов генерируются непрерывно, если перемычка отсутствует, управляющие сигналы подаются в момент поступления команды (нажатие кнопок на радиопульте или на исполнительном блоке), и прекращаются через 0,4 секунды при отсутствии новых команд. Соответственно, в первом варианте сервоприводы постоянно поддерживают текущее положение, а во втором положение не контролируется, то есть под действием внешнего момента вал сервопривода может повернуться.

Радиомодуль A1 питается от отдельного стабилизатора напряжения DA2, так как модуль чувствителен к помехам на линии питания, которые возникают при работе сервоприводов. Подробнее о радиомодулях можно почитать в статье про радиопередачу данных, в другой статье можно ознакомиться с принципом работы сервопривода SG90.

В конце статьи также добавлена прошивка исполнительного блока с сохранением положения сервоприводов после отключения питания, значения длительности управляющих импульсов сохраняются в EEPROM память.

Источник

Как сделать поворотный механизм для камеры

Сообщества › Сделай Сам › Блог › Поворотный механизм для съемок Timelaps и магнитный держатель для экшн камеры.

Идея предельно проста и подсмотрена мной где-то, где уже не помню.

Как этого требует сообщество, подробно расписывать процесс и тем более делать фотки как я сверлю крышку это чересчур, думаю как и чем это сделать местной публике рассказывать не надо.

Высверлил дырку в крышке

— подогнал дремелью отверстие
— вкрутил болт подходящий под крепление
— залил супер клеем для надежности

Магнитный держатель для камеры.

Тут тоже все просто.

— Магнитное основание было взято от автомобильной антенны.
— Шарнирное соединение от камер слежения.
— Все это дело болтами были соединено.
— На низ магнита приклеил двойной слой пленки, дабы не царапать ЛКП авто.

Пару видосов прилагаю. Тест на скорость пройден.

Пост создан при поддержке любопытства. Для тех кому это показалось интересным как мне тогда, когда я увидел подобное и решил сделать себе.

Метки: timelaps sjcam gopro

Комментарии 33

Таймер механический из Икеи решает)

У мена такая же камера и тоже в желтом. Попробуйте перепрошить. Изображение лучше станет.

Держатель от антенны слабоват на мой взгляд… Там ведь обычный магнит? Мне думается, что использование неодимового магнита и добавит надежности и убавит габаритные размеры самого крепления…

Я использовал маленький магнитик от жесткого диска из ПК, проверял на скорости 180 км/ч — держится! Правда парусность изделия была чуть меньше, но и магнит можно использовать побольше или несколько шт в одной «присоске». Видео испытаний внизу записи www.drive2.ru/l/7579632/

Ага. Жаль только, что таймлапс будет ограничен ровно одним часом раскрутки таймера.

Монтаж никто не отменял

Ага. Жаль только, что таймлапс будет ограничен ровно одним часом раскрутки таймера.

Хватит, всё равно у меня на большее не хватит терпения ))
Установить где нибудь на пригорке или крыше дома …
Но один раз я всё-таки сделал больше, заснял дорогу в Франкфурт и обратно(267км + 267км), правда тогда была другая камера и качество поэтому не то …

да самому не терпится, найти только подходящий пейзаж

да самому не терпится, найти только подходящий пейзаж

Я прямо из окна дома ))

Поворотные видеокамеры и механизмы

Поворотные видеокамеры (PTZ) совершенно заслуженно получили широкое применение. PTZ означает Pan Tilt Zoom (панорама, наклон, увеличение). Камера PTZ может выполнить панорамирование взад и вперед, наклониться вверх или вниз, увеличить или уменьшить масштаб. Чаще всего они используются в качестве вспомогательного оборудования в системах видеоаналитики. Применяются совместно со стационарными видеокамерами в зонах максимального риска.

По своей сути видеокамеры, на основе которых лежит управление, ничем не отличаются от видеокамер неподвижных. Однако это только в плане формирования видеоизображения, то есть матрицы таких видеокамер и протоколы передачи данных полностью соответствуют неподвижным собратьям. Но вот сам процесс видеонаблюдения тут выведен совершенно на другой уровень.

Где можно установить поворотные видеокамеры

PTZ-камеры позволяют более эффективно выполнять функции охраны и нередко становятся единственным технически осуществимым решением комплексных задач безопасности. Такое оборудование нередко устанавливается в комплексе с видеокамерой неподвижной, с помощью которой может контролироваться общая обстановка, а при наличии на общем плане интересующего события производится переключение на камеру поворотную, которая уже более детально помогает сфокусироваться на наблюдаемом объекте.

С помощью видеокамер с поворотным механизмом достигается следующее:

Все это подразумевает интеграцию с другими СКУД, что на самом деле и является новым шагом комплексного их построения с использованием видеонаблюдения. Все давно уже идет по этому направлению. Причем тут еще есть и одна деталь: такие видеокамеры позволяют охватывать достаточно большие территории при меньших затратах.

Конечно, можно использовать видеокамеры с объективами сферического захвата типа «рыбий глаз», но они дают искажения, и такое решение не всегда приемлемо. Особенно это касается таких моментов, когда нужна фиксация чего-либо, например, автомобильного номера или лица человека в системах аналитики.

Типы исполнительных устройств

Типов PTZ всего лишь два:

Поворотные механизмы независимо от используемых видеокамер могут быть как с механическими, так и магнитными приводами. Преимущества магнитных приводов в том, что механические части сведены к минимуму и управление поворотом осуществляется с помощью смещения управляемых сердечников магнитным полем.

Как заявляют производители, обладают такие устройства плавным ходом и повышенной стабилизацией видеоизображения. Но, похоже, все это рекламный ход: микрометрические червячные передачи с качественной силиконовой смазкой ничуть не хуже в плане плавности движения камеры. А вот из-за отсутствия редукторов и двигателей магнитное управление может быть намного долговечней. Но они более дороги, поэтому массовое распространение получили именно механические приводы.

Классический механизм поворота видеокамеры

Оптические датчики служат для фиксации крайних положений движения, этим исключается еще часть механики. Несколько лет назад использовались концевые переключатели, которые имели определенный ресурс нажатий, и дергающаяся видеокамера на улице, залипшая в одном положении, была не такой уж редкостью.

Для движения видеокамеры применяются не коллекторные двигатели, а приводные шаговые. Они могут точно позиционировать свое положение с малым шагом. Средние данные различных видеокамер будут такие: вал проворачивается небольшими шагами (1 шаг = 3,750), то есть для одного полного оборота потребуется 3600 / 3,750 = 96 шагов.

Видеокамеры, предназначенные для работы в точных системах, имеют механизмы фокусировки: это, как правило, вариофокальные объективы с трансфокатором. Они имеют подвижную систему линз, что вкупе с движением самой видеокамеры и цифровым (программным) приближением дает существенные преимущества в точном позиционировании. Это служит для того, чтобы при движении картинка всегда оставалась в фокусе, даже если в процессе поворота по пути траектории захвата попадаются удаленные или достаточно близкие объекты.

Оптический трансфокатор позволяет изменять и угол обзора PTZ-камеры. То есть тут происходит дополнение различных механизмов, и все это вместе приводит к положительным результатам. Кстати, для работы в сложных климатических условиях кроме шестерен механики нередко используются и ременные передачи. Они более эластичны, чем фторопластовые шестеренки, и производят меньше шума при движении.

Дистанционное управление PTZ-камерами видеонаблюдения

Способов управления поворотными видеокамерами достаточно много. Самые простые решения — это управление оператором системы. Тут главным является действие оператора. Он может приблизить, удалить и сфокусировать изображение нужного объекта. Это может происходить как с помощью программного обеспечения, поставляемого с видеокамерами, так и устройств дистанционного манипулирования. Это джойстики, трекболы, мыши.

Однако при интеграции с различными системами безопасности распространение получили программно-аппаратные комплексы. Тут фокусировка происходит при наличии нескольких взаимосвязанных факторов. Например, в зону обзора попадает автомобиль, система распознает его и начинает поиск на автомобиле номерного знака. Обнаружив его, начинается фокусировка для наиболее качественного опознавания. Также нередко сюда входит сегмент всевозможных программных фильтров для наилучшего чтения исходного изображения.

Во многих поворотных видеокамерах присутствует функция патрулирования. Это значит, что видеокамера может быть настроена таким образом, чтобы ее траектория движения была индивидуальна. А запоминание маршрутов движения видеокамер позволяет создать многопрофильное наблюдение, то есть, например, днем видеокамера может смотреть по одной траектории, а ночью ее маршрут движения изменится.

Имеющаяся функция «автопереворот» позволяет камере автоматически разворачиваться на 360 градусов до достижения ею механического ограничителя. Затем механизм продолжает свой «обход» по запрограммированному периметру.

ПОВОРОТНЫЕ КАМЕРЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Использование современных поворотных камер в системах видеонаблюдения имеет массу противоречий.

С одной стороны они представляют больше возможностей в получении качественного изображения, с другой требуют специального подхода к месту установки и специфики использования.

Для того чтобы определить полезность поворотных видеокамер в каждом конкретном случае пользователь должен иметь представление об их строении, технических характеристиках и ограничениях.

ПОВОРОТНЫЙ МЕХАНИЗМ – PTZ ПРИВОД

Поворотный механизм позволяет перемещать объектив видеокамеры в горизонтальном и вертикальном направлении. Характеристиками, на которые необходимо обращать внимание при выборе поворотного механизма, являются скорость поворота и наклона – Pa n Speed и Tilt Speed соответственно. Эти параметры измеряются в градусах в секунду.

Современные производители регламентируют количественные показатели скорости поворота в ручном режиме до 300 град/с, в автоматическом режиме (когда камера перемещается по предустановкам – заранее заданной траектории) до 600 град/с. Достаточно условно различают скоростные и высокоскоростные поворотные камеры.

Вторым по важности критерием являются ограничения поворота и наклона. На сегодняшний день большинство моделей могут поворачиваться в горизонтальной плоскости на 360°. Однако самые совершенные PTZ механизмы не могут постоянно вращаться в одну сторону, подобно пропеллеру.

Существуют определенные ограничения в перемещении, по достижении которых камера разворачивается на 360° вокруг своей оси, после чего продолжает перемещение по ранее выбранной траектории. Такая функция получила название – автопереворот.

Комплексное применение обоих способов в состоянии полностью нейтрализовать вибрацию записывающего устройства и обеспечить приемлемую четкость изображения.

Еще одним немаловажным параметром является точность углового позиционирования. Для обычных моделей среднего ценового диапазона, которые используются в системах видеонаблюдения, точность позиционирования камеры в режиме движения по предустановкам не превышает 1,5-3°. Высокоточные PTZ приводы специализированных устройств могут позиционировать объектив с точностью до 0,5°.

В большинстве случаев такие показатели являются явно избыточными, так как на практике точность установки объектива на необходимой позиции зависит от реакции оператора.

Управление PTZ приводами камеры видеонаблюдения может осуществляться как со специального пульта, оборудованного джойстиком, так и с ПК при помощи программы эмулятора.

ВИДЫ И ПАРАМЕТРЫ ОБЪЕКТИВА

Варифокальный объектив с трансфокатором является одним из основных механизмов поворотной камеры видеонаблюдения наряду с PTZ приводом. Он обеспечивает перемену фокусного расстояния со сменой положения видеокамеры и изменением расстояния до объекта наблюдения.

Варифокальный объектив с трансфокатором является одним из основных устройств, определяющих стоимость поворотной видеокамеры. Наибольшее распространение получили модели с зумом в 10, 18, 24, 32 и 36 крат.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВОРОТНЫХ КАМЕР

В системах видеонаблюдения, оборудованных поворотными устройствами, могут быть использованы как аналоговые, так и цифровые видеокамеры. При их выборе стоит обратить внимание на следующие технические характеристики и функции:

Для обычных аналоговых видеокамер этот параметр не превышает 500-600 ТВЛ. Это в современных условиях совершенно недостаточно. Рекомендуется приобретать аналоговые устройства высокого разрешения (Full HD) форматов HD-CVI, AHD, HD-TVI.

BLC (компенсация задней засветки).

Как правило, это аппаратная функция, которая позволяет наблюдать объект, находящийся на фоне яркого света.

HLC (компенсация яркой засветки).

Выполняет практически те же функции что и BLC, но на программном уровне. Заменяет освещенные участки серым цветом, снижая среднюю яркость кадров.

Sense-Up (повышенная чувствительность).

Этот режим значительно повышает светочувствительность видеокамеры. Производители позиционируют некоторые модели с чувствительностью до 0,00015 Люкс. То есть в теории они могут получать качественное изображение без использования дополнительной подсветки в полностью безлунную ночь при свете звезд.

Однако необходимо учитывать, что во многих случаях указывается светочувствительность матрицы, в то время как чувствительность камеры видеонаблюдения в целом оказывается значительно ниже.

DIS (цифровая стабилизация изображения).

Эта функция является одной из наиболее важных для поворотных камер видеонаблюдения. Ее использование несколько уменьшает угол обзора каждого отдельно взятого кадра, но дает изображение гораздо лучшего качества при активном использовании PTZ приводов.

WDR (расширенный динамический диапазон).

Позволяет получить качественное изображение затененных мест кадра при встречной засветке.

Телеметрия — назначение и возможности.

Сопряжение функций поворотного механизма и трансфокатора видеокамеры осуществляет система телеметрии встроенная в прошивку камеры видеонаблюдения. Эта система оперирует такими понятиями как базовые координаты, фокусное расстояние, увеличение (зум).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Поворотные камеры видеонаблюдения, безусловно, значительно дороже обычных – фиксированных. Однако существует целый ряд случаев, когда они не только гораздо эффективнее справляются с задачами видеонаблюдения и безопасности, но являются единственным разумным решением.

1. Благодаря значительно большему количеству настроек поворотная камера способна заменить несколько обычных стационарных, а система видеонаблюдения на их основе станет более мобильный.

2. Реализована возможность слежения за значительной территорией сложной конфигурации. При этом она может быть разбита на несколько зон с различным приоритетом наблюдения.

3. В совокупности со стандартными средствами тревожной сигнализации, используется для проверки причин срабатываний.

На практике, использование исключительно PTZ видеокамер крайне редко. Как правило, они устанавливаются в качестве вспомогательных следящих устройств для системы видео аналитики в сочетании со стационарно закреплёнными фиксированными видеокамерами.

Что касается оптимального метода использования поворотных камер видеонаблюдения, то на данный момент их целесообразно применять в сочетании с фиксированными камерами или в качестве дополнения к системам тревожной сигнализации.

Использование в качестве полноценного и единственного способа охраны территории, патрулирования по координатам, слежения за объектом и т. п. может привести к возникновению критических «дыр» в охранном периметре.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник