專利名稱：線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)及線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法
線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)及線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外攝像技術(shù)，尤其是指一種攝像角度變倍與紅外光變倍線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦的攝像機(jī)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)治安中突發(fā)事件日益增多，人們對(duì)公共安全的防護(hù)要求也越來(lái)越高。同時(shí)，城市公共安全已經(jīng)成為衡量城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。城市治安監(jiān)控系統(tǒng)作為城市公共安全的保障體系之一，就是在主要路口、商貿(mào)社區(qū)重點(diǎn)部位以及治安復(fù)雜的公共場(chǎng)所安裝監(jiān)視設(shè)備。這些監(jiān)視設(shè)備使得治安管理部門(mén)能夠在第一時(shí)間得到監(jiān)控區(qū)域的直觀信息與實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)情況，也可實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生后的現(xiàn)場(chǎng)搜索、圖像記錄，以及疑犯跟蹤等。更重要的是， 它對(duì)犯罪份子起到了強(qiáng)大的威懾作用，作為一個(gè)“守望者”守護(hù)著一方平安?，F(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備一般是采用紅外攝像技術(shù)，所有夜視紅外燈均使用固定投光角度的紅外光源，一般是在10° 60°之間。但是當(dāng)夜視紅外燈配合紅外一體攝像機(jī)使用時(shí)， 在遠(yuǎn)處最長(zhǎng)焦的鏡頭視場(chǎng)角往往在4°左右，若以配以常用的15°角夜視紅外燈為例，由于該夜視紅外燈的投光角度是固定的，則幾乎93. 的紅外光都在視線之外，完全看不到用不上。如果為照顧近距離廣角度監(jiān)控而用更大角度的紅外燈時(shí)，則浪費(fèi)的紅外光更多。另一方面，使用固定角度的夜視紅外燈光源，當(dāng)紅外一體攝像機(jī)的鏡頭視場(chǎng)角變到廣角且大于紅外送光角度時(shí)，監(jiān)視器屏幕上又會(huì)出現(xiàn)“手電筒效應(yīng)”，即監(jiān)視器屏幕上出現(xiàn)中間亮、四角暗，在畫(huà)面中出現(xiàn)中央過(guò)度曝光而泛白現(xiàn)象影響圖像質(zhì)量。綜合來(lái)說(shuō)，因?yàn)楝F(xiàn)有攝像機(jī)的投光系統(tǒng)都是固定投光角度而不可變，致使攝像角度改變時(shí)，投光無(wú)法一致配合，導(dǎo)致遠(yuǎn)距離拍攝光線跟不上，近距離拍攝又出現(xiàn)手電筒效應(yīng)，不能清晰有效的拍攝需要監(jiān)控的場(chǎng)景。特別地，當(dāng)該紅外一體攝像機(jī)應(yīng)用于公安偵查等特殊領(lǐng)域，需要紅外一體攝像機(jī)應(yīng)用更加靈活，畫(huà)面更加清晰。因此，提供一種投光角度可變的，攝像與投光聯(lián)動(dòng)配合的紅外視頻線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)及其線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種攝像與投光聯(lián)動(dòng)配合的紅外視頻線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種紅外攝像機(jī)的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供以下技術(shù)方案本發(fā)明提供一種線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其包括CPU處理器，以及接收攝像區(qū)域圖像信息的攝像機(jī)和投送紅外光的紅外模組，該攝像機(jī)和紅外模組與該CPU處理器建立有通信連接，該CPU處理器包括有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，以及控制攝像機(jī)光學(xué)變倍和紅外模組紅外光學(xué)變倍實(shí)現(xiàn)線性同步和雙自動(dòng)對(duì)焦的微處理模塊。優(yōu)選的，該CPU處理器與攝像機(jī)和紅外模組通過(guò)RS232串行通信總線建立通信連接。優(yōu)選的，該CPU處理器與攝像機(jī)之間還設(shè)有解碼板，兩者之間通過(guò)解碼板建立通信連接。該紅外模組包括有紅外光源、驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)紅外光源變焦的步進(jìn)電機(jī)，該CPU 處理器與紅外模組的驅(qū)動(dòng)電路連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)紅外光源的變焦。采用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，即上述CPU處理器對(duì)步進(jìn)電機(jī)正反角度轉(zhuǎn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)紅外模組的送光角度。在紅外模組變倍達(dá)最大值時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU處理器根據(jù)該中斷信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)停止動(dòng)作，即達(dá)到限位的目的。優(yōu)選的，該紅外光源包括紅外主燈和紅外輔燈，該紅外模組還包括有切換紅外主燈和紅外輔燈的切換電路。CPU處理器根據(jù)攝像機(jī)變倍信息判斷，若攝像機(jī)變倍低于N倍則關(guān)閉紅外輔燈并開(kāi)啟紅外主燈，若攝像機(jī)變倍大于或等于N倍則開(kāi)啟紅外輔燈并關(guān)閉紅外主燈。所述N為預(yù)設(shè)的攝像機(jī)變倍信息值，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，例如設(shè)定N為2或3或4等
寸。 優(yōu)選的，其進(jìn)一步包括收集環(huán)境照度信息的傳感器，該傳感器與CPU處理器相連接。CPU處理器根據(jù)傳感器反饋的環(huán)境照度信息進(jìn)行光照度判斷，如果當(dāng)前光照度高則關(guān)閉紅外光源，如果當(dāng)前光照度低則開(kāi)啟紅外光源。本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于所述攝像機(jī)的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其包括如下步驟(I)CPU處理器與攝像機(jī)和紅外模組之間建立通信連接；(2) CPU處理器收集攝像機(jī)反饋的光學(xué)角度變倍信息以及紅外模組的光學(xué)變倍信息；(3) CPU處理器的微處理模塊根據(jù)步驟(1)收集的信息進(jìn)行分析處理；(4) CPU處理器根據(jù)分析處理結(jié)果發(fā)出控制信令給紅外模組，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)從而調(diào)節(jié)紅外模組的光學(xué)變倍，調(diào)節(jié)紅外光源的送光角度。優(yōu)選的，在該方法中，CPU處理器可通過(guò)傳感器獲取環(huán)境光照度信息，進(jìn)行光照度判斷，如果當(dāng)前光照度高則關(guān)閉紅外光源，如果當(dāng)前光照度低則開(kāi)啟紅外光源。優(yōu)選的，CPU處理器根據(jù)攝像機(jī)變倍信息判斷，若攝像機(jī)變倍低于N倍則關(guān)閉紅外輔燈并開(kāi)啟紅外主燈，若攝像機(jī)變倍大于N倍則開(kāi)啟紅外輔燈并關(guān)閉紅外主燈。優(yōu)選的，在紅外模組變倍達(dá)最大值時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU處理器根據(jù)該中斷信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)停止動(dòng)作。優(yōu)選方案的具體控制原理CPU處理器通電工作之后，會(huì)隨時(shí)檢測(cè)外部的低照度信息和攝像機(jī)變倍倍數(shù)的信息，當(dāng)CPU處理器檢測(cè)到當(dāng)前是低照度信息狀態(tài)的時(shí)候才會(huì)輸出有效信號(hào)給紅外驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)輸出控制信號(hào)給紅外主燈和紅外輔燈的切換電路做切換控制，同樣，只有在低照度信號(hào)輸入狀態(tài)下才會(huì)分析判斷攝像機(jī)當(dāng)前的倍數(shù)信息，CPU處理器根據(jù)當(dāng)前攝像機(jī)倍數(shù)信息來(lái)判斷是否輸出控制信號(hào)切換紅外輔燈工作還是紅外主燈工作，當(dāng)檢測(cè)到倍數(shù)信息小于一定的情況下輸出控制信號(hào)給切換電路啟動(dòng)紅外輔燈工作，倍數(shù)信息大于一定倍數(shù)的情況下輸出控制信號(hào)給切換電路啟動(dòng)紅外主燈工作，并且在滿足啟動(dòng)紅外主燈工作狀態(tài)下，根據(jù)攝像機(jī)倍數(shù)和限位中斷信息來(lái)控制紅外光學(xué)變焦模組的步進(jìn)電機(jī)來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)合適的投光角度匹配攝像機(jī)變倍鏡頭的角度原理。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
4
本發(fā)明攝像與投光聯(lián)動(dòng)配合的紅外視頻線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，及其線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，使攝像機(jī)和紅外模組與CPU處理器建立有通信連接，該CPU處理器控制攝像機(jī)光學(xué)變倍和紅外模組紅外光學(xué)變倍實(shí)現(xiàn)線性同步和雙自動(dòng)對(duì)焦。使攝像角度改變時(shí)，紅外投光可以一致配合，可以清晰有效的拍攝需要監(jiān)控的場(chǎng)景，紅外一體攝像機(jī)應(yīng)用更加靈活，畫(huà)面更加清晰。實(shí)現(xiàn)智能的攝像與投光聯(lián)動(dòng)配合的紅外視頻線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦。

圖1為本發(fā)明線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其包括CPU處理器，以及接收攝像區(qū)域圖像信息的攝像機(jī)和投送紅外光的紅外模組，該攝像機(jī)和紅外模組與該CPU處理器建立有通信連接，該CPU處理器與攝像機(jī)之間設(shè)有解碼板，攝像機(jī)、解碼板與CPU處理器，以及紅外模組與該CPU處理器之間通過(guò)RS232串行通信總線建立通信連接。 該解碼板可兼容多個(gè)廠家的攝像機(jī)機(jī)芯(具體操作可以通過(guò)解碼板軟件編程實(shí)現(xiàn))。該CPU處理器包括有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，以及控制攝像機(jī)光學(xué)變倍和紅外模組紅外光學(xué)變倍實(shí)現(xiàn)線性同步和雙自動(dòng)對(duì)焦的微處理模塊。該紅外模組包括有紅外光源、驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)紅外光源變焦的步進(jìn)電機(jī)，該CPU 處理器與紅外模組的驅(qū)動(dòng)電路連接，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)紅外光源的變焦。采用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，即上述CPU處理器對(duì)步進(jìn)電機(jī)正反角度轉(zhuǎn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)紅外模組的送光角度。在紅外模組變倍達(dá)最大值時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU處理器根據(jù)該中斷信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)停止動(dòng)作，即達(dá)到限位的目的。該紅外光源包括紅外主燈和紅外輔燈，該紅外模組還包括有切換紅外主燈和紅外輔燈的切換電路。CPU處理器根據(jù)攝像機(jī)變倍信息判斷，若攝像機(jī)變倍低于N倍則關(guān)閉紅外輔燈并開(kāi)啟紅外主燈，若攝像機(jī)變倍大于或等于N倍則開(kāi)啟紅外輔燈并關(guān)閉紅外主燈。在本實(shí)施例中，所述N = 2。該攝像機(jī)進(jìn)一步包括收集環(huán)境照度信息的傳感器，該傳感器與CPU處理器相連接，傳感器所收集到的低照度信息通過(guò)RS-232串行通信總線發(fā)送到CPU處理器。CPU處理器根據(jù)傳感器反饋的環(huán)境照度信息進(jìn)行光照度判斷，如果當(dāng)前光照度高則關(guān)閉紅外光源， 如果當(dāng)前光照度低則開(kāi)啟紅外光源。請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，本發(fā)明攝像機(jī)的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其包括如下步驟(1) CPU處理器與攝像機(jī)和紅外模組之間建立通信連接；(2) CPU處理器收集攝像機(jī)反饋的光學(xué)角度變倍信息以及紅外模組的光學(xué)變倍信息；(3) CPU處理器的微處理模塊根據(jù)步驟(1)收集的信息進(jìn)行分析處理；(4) CPU處理器根據(jù)分析處理結(jié)果發(fā)出控制信令給紅外模組，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)從而調(diào)節(jié)紅外模組的光學(xué)變倍，調(diào)節(jié)紅外光源的送光角度。在該方法中，CPU處理器可通過(guò)傳感器獲取環(huán)境光照度信息，進(jìn)行光照度判斷，如
5果當(dāng)前光照度高則關(guān)閉紅外光源，如果當(dāng)前光照度低則開(kāi)啟紅外光源。CPU處理器根據(jù)攝像機(jī)變倍信息判斷，若攝像機(jī)變倍低于N倍則關(guān)閉紅外輔燈并開(kāi)啟紅外主燈，若攝像機(jī)變倍大于N倍則開(kāi)啟紅外輔燈并關(guān)閉紅外主燈。在紅外模組變倍達(dá)最大值時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU處理器根據(jù)該中斷信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)停止動(dòng)作。具體地，系統(tǒng)上電后，攝像機(jī)的解碼板首先與紅外模組及CPU處理器進(jìn)行通訊，并握手信號(hào)確認(rèn)之后方可進(jìn)行正常信息數(shù)據(jù)通信。握手成功后，攝像機(jī)解碼板會(huì)根據(jù)傳感器的模擬信號(hào)的照度信息做出分析和處理，輸出帶照度信息的數(shù)據(jù)發(fā)送給智慧型的紅外模組控制板連接的CPU處理器做分析，CPU 處理器根據(jù)照度高低信息判斷是否需要開(kāi)啟紅外燈工作的功能，照度低開(kāi)啟紅外光源，照度高則關(guān)閉紅外光源。當(dāng)CPU處理器識(shí)別當(dāng)前是低照度并開(kāi)啟了紅外光源之后，才會(huì)繼續(xù)對(duì)來(lái)自攝像機(jī)解碼板發(fā)送過(guò)來(lái)的的攝像機(jī)當(dāng)前光學(xué)倍數(shù)信息，根據(jù)接收到信息進(jìn)行分析，計(jì)算和響應(yīng)處理。CPU處理器接收到當(dāng)前的攝像機(jī)光學(xué)倍數(shù)信息值低于“2” (或者其他數(shù)值)時(shí)默認(rèn)開(kāi)啟紅外主燈，當(dāng)變倍值大于等于“2”(或者比2更大數(shù)值)時(shí)，此時(shí)發(fā)出指令關(guān)閉紅外主燈并同時(shí)紅外輔燈開(kāi)啟。如果攝像機(jī)的光學(xué)倍數(shù)信息(也就是光學(xué)角度信息)在改變，解碼板會(huì)立即把當(dāng)前的變化數(shù)值發(fā)送給CPU處理器，CPU處理器分析計(jì)算做出判斷，控制紅外模組改變紅外光學(xué)角度，達(dá)到攝像機(jī)光學(xué)角度和紅外光學(xué)角度是實(shí)時(shí)同步，區(qū)域位置基本相同，光學(xué)角度基本一致，最終紅外得到最有效的利用和最佳的夜視圖像。CPU處理器對(duì)從RS232串口獲得的數(shù)據(jù)上進(jìn)行智慧型分析處理，對(duì)變化的攝像機(jī)光學(xué)倍數(shù)值進(jìn)去判斷，然后計(jì)算出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)數(shù)，這里步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式為線性驅(qū)動(dòng)，只要對(duì)收到的變倍數(shù)值做到同步驅(qū)動(dòng)紅外模組光學(xué)裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)角度同步狀態(tài)。紅外模組光學(xué)裝置在最廣角的時(shí)候會(huì)有輸出中斷信號(hào)，CPU處理器接收到中斷信號(hào)之后會(huì)立即發(fā)出指令停止步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)并處于等待反轉(zhuǎn)的狀態(tài)，從而達(dá)到限位保護(hù)和馬達(dá)正確的轉(zhuǎn)向，同時(shí)也可以有效保證智慧型紅外模組硬件的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，其包括CPU處理器，以及接收攝像區(qū)域圖像信息的攝像機(jī)和投送紅外光的紅外模組，該攝像機(jī)和紅外模組與該CPU處理器建立有通信連接，該CPU處理器包括有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，以及控制攝像機(jī)光學(xué)變倍和紅外模組紅外光學(xué)變倍實(shí)現(xiàn)線性同步和雙自動(dòng)對(duì)焦的微處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，該CPU處理器與攝像機(jī)和紅外模組通過(guò)RS232串行通信總線建立通信連接。
3.如權(quán)利要求2所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，該CPU處理器與攝像機(jī)之間還通過(guò)解碼板建立通信連接。
4.如權(quán)利要求3所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，該紅外模組包括有紅外光源、驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)紅外光源變焦的步進(jìn)電機(jī)，該CPU處理器與紅外模組的驅(qū)動(dòng)電路連接。
5.如權(quán)利要求4所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，該紅外光源包括紅外主燈和紅外輔燈，該紅外模組還包括有切換紅外主燈和紅外輔燈的切換電路。
6.如權(quán)利要求1所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)，其特征在于，其進(jìn)一步包括收集環(huán)境照度信息的傳感器，該傳感器與CPU處理器相連接。
7.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述攝像機(jī)的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，其包括如下步驟(1)CPU處理器與攝像機(jī)和紅外模組之間建立通信連接；(2)CPU處理器收集攝像機(jī)反饋的光學(xué)角度變倍信息以及紅外模組的光學(xué)變倍信息；(3)CPU處理器的微處理模塊根據(jù)步驟(1)收集的信息進(jìn)行分析處理；(4)CPU處理器根據(jù)分析處理結(jié)果發(fā)出控制信令給紅外模組，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)從而調(diào)節(jié)紅外模組的光學(xué)變倍，調(diào)節(jié)紅外光源的送光角度。
8.如權(quán)利要求7所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，其還包括CPU處理器通過(guò)傳感器獲取環(huán)境光照度信息，進(jìn)行光照度判斷，如果當(dāng)前光照度高則關(guān)閉紅外光源，如果當(dāng)前光照度低則開(kāi)啟紅外光源。
9.如權(quán)利要求7所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，CPU處理器根據(jù)攝像機(jī)變倍信息判斷，若攝像機(jī)變倍低于N倍則關(guān)閉紅外輔燈并開(kāi)啟紅外主燈，若攝像機(jī)變倍大于或等于N倍則開(kāi)啟紅外輔燈并關(guān)閉紅外主燈。
10.如權(quán)利要求7所述的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，在紅外模組變倍達(dá)最大值時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)，CPU處理器根據(jù)該中斷信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)停止動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦攝像機(jī)及線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法，其包括CPU處理器，以及接收攝像區(qū)域圖像信息的攝像機(jī)和投送紅外光的紅外模組，該攝像機(jī)和紅外模組與該CPU處理器建立有通信連接，該CPU處理器包括有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，以及控制攝像機(jī)光學(xué)變倍和紅外模組紅外光學(xué)變倍實(shí)現(xiàn)線性同步和雙自動(dòng)對(duì)焦的微處理模塊。該攝像機(jī)的線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦方法通過(guò)CPU處理器收集攝像機(jī)反饋的光學(xué)角度變倍信息以及紅外模組的光學(xué)變倍信息，根據(jù)信息分析處理結(jié)果發(fā)出控制信令給紅外模組，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)從而調(diào)節(jié)紅外模組的光學(xué)變倍，調(diào)節(jié)紅外光源的送光角度。本發(fā)明紅外一體攝像機(jī)應(yīng)用更加靈活，畫(huà)面更加清晰。實(shí)現(xiàn)智能的攝像與投光聯(lián)動(dòng)配合的紅外視頻線性同步雙自動(dòng)對(duì)焦。
文檔編號(hào)G03B15/05GK102223481SQ201110158350
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者胡團(tuán) 申請(qǐng)人:廣州中朗潤(rùn)業(yè)數(shù)碼科技有限公司