專利名稱：一種無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子設備領域，具體涉及一種集音視頻、控制為一體的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術：
在應急場所、封閉空間或緊急情況下(如火災、輻射、洞穴等)的環(huán)境感知技術中，無線圖像技術是一項主要應用技術，而該類特定情況下使用的無線音視頻監(jiān)視設備對體積、便攜性、可靠性、靈活性等特性要求較高。目前國內(nèi)市場普通視頻監(jiān)視設備難以滿足此類特殊要求
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，能夠通過接收遠距離無線指令進行360°旋轉掃描和實時無線傳輸現(xiàn)場視頻圖像和音頻信息。本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為一種無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，包括采集發(fā)送設備和遠端顯控設備，其特征在于所述的采集發(fā)送設備包括上殼體、下殼體和底座構成的球體；所述的上殼體與下殼體固定連接，下殼體通過軸承和壓板與底座轉動連接；上下殼體之間構成內(nèi)腔，內(nèi)腔中設置功能組件和電機，功能組件固定在下殼體上，電機通過電機座固定在下殼體上，電機的轉軸上固定有第一齒輪，底座上固定有第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪相嚙合；所述的底座上還固定有配重塊；各部件的選取使得采集發(fā)送設備的重心位于球體的球心以下；
所述的功能組件包括主控制模塊，主控制模塊分別與CXD圖像傳感器組件、無線音視頻發(fā)射模塊、無線數(shù)傳模塊、電池和所述的電機連接，無線音視頻發(fā)射模塊還與CCD圖像傳感器組件連接，無線音視頻發(fā)射模塊還連有麥克風；(XD圖像傳感器組件和麥克風分別將光、聲信號轉為電信號后，輸出到無線音視頻發(fā)射模塊，由無線音視頻發(fā)射模塊按設定頻段進行實時信號發(fā)射；無線數(shù)傳模塊無線接收遠端顯控設備發(fā)送的用戶自定義格式的控制指令，并將指令傳送給主控制模塊接收；主控制模塊根據(jù)控制指令執(zhí)行相應動作和/或運算；其中CCD圖像傳感器組件和麥克風的信號采集面設置在上殼體上與外界接觸；
所述的遠端顯控設備包括無線音視頻接收模塊、無線數(shù)傳模塊、圖像處理板、顯示屏和輸入模塊，輸入模塊、無線音視頻接收模塊和無線數(shù)傳模塊的輸出端分別與圖像處理板連接，圖像處理板的輸出端與顯示屏連接，圖像處理板還連接有電池；圖像處理板接收無線音視頻接收模塊輸出的音視頻信號并進行采集、數(shù)字化處理，驅動顯示屏進行圖像顯示，還接收輸入模塊的指令并通過無線數(shù)傳模塊的設定頻段向采集發(fā)送設備發(fā)送用戶自定義格式的控制指令。按上述方案，所述的球體外包覆有球罩，球罩由上球罩、下球罩和底球罩組成，其中底球罩的底面為水平的支撐面，支撐面周圍均勻布置至少3個支撐腳。按上述方案，所述的支撐面為圓形，支撐面周圍均勻布置結構相同的3個支撐腳，支撐腳的端部為圓弧形，相鄰兩個支撐腳的外圓公切線到支撐面圓心的距離不大于支撐面的半徑。按上述方案，所述的球罩由柔性材料制成。按上述方案，所述的下殼體與底座之間設有轉動密封裝置。按上述方案，所述的轉動密封裝置為迷宮密封、O形密封圈、星形密封圈中的一種或它們的任意組合。按上述方案，所述的軸承為一對背對背安裝的角接觸球軸承。按上述方案，所述的電機為伺服電機或步進電機。
按上述方案，所述的無線音視頻發(fā)射模塊和無線音視頻接收模塊之間的信號傳輸使用2. 4GHz公共頻段，無線數(shù)傳模塊之間的控制指令傳輸使用433MHz公共頻段。本發(fā)明的有益效果為
I、通過采集發(fā)送設備和遠端顯控設備之間的電子模塊配合，以及采集發(fā)送設備中電子模塊與機械結構的配合，使得本系統(tǒng)具有無線通訊、電機驅動360°自主旋轉掃描觀察的優(yōu)點，能夠通過接收遠距離無線指令進行360°旋轉掃描和實時無線傳輸現(xiàn)場視頻圖像和音頻信息。2、采集發(fā)送設備整體呈球型，重心偏下，在重力作用下，可以在任意姿態(tài)下實現(xiàn)自動正立；通過電機帶動齒輪實現(xiàn)360度轉動，也可以停在任意角度位置上。3、球體外包覆球罩，起到保護裝置的作用；另一方面，底球罩底部削平并有支撐腳，可有效提高正立時的穩(wěn)定性，克服不倒翁容易東搖西晃的缺點。4、支撐腳的端部為圓弧形，相鄰兩個支撐腳的外圓公切線到支撐面圓心的距離不大于支撐面的半徑，使得兩個支撐腳之間沒有高出球形表面的特征，從而可以避免支撐腳對自動正立過程的阻礙。5、球罩由柔性材料制成，具有減震、抗摔的作用，有的柔性材料(如發(fā)泡材料)還具有吸能的作用，可極大地降低裝置在投擲、拋滾著地時的加速度，從而保護裝置本身與內(nèi)部的功能組件不受到破壞。6、由于使用環(huán)境的復雜性，可能會存在水汽、灰塵、積水，而這些東西進入裝置內(nèi)部，往往會影響功能組件的工作，因此轉動部位具有轉動密封，實現(xiàn)裝置內(nèi)部防灰、防水或保持氣密的功能，提高裝置的環(huán)境適應性。7、無線音視頻信號傳輸和控制指令傳輸采用不同的頻段，兩個頻段各自獨立工作，互不干擾。


圖I為采集發(fā)送設備的整體結構剖視示意圖。圖2為底球罩的結構外形示意圖。圖3為本發(fā)明的重心位置配置示意圖。圖4為采集發(fā)送設備擺脫地面不平或障礙物示意圖a。圖5為采集發(fā)送設備擺脫地面不平或障礙物示意圖b。圖6為采集發(fā)送設備擺脫地面不平或障礙物示意圖C。圖7為采集發(fā)送設備擺脫地面不平或障礙物示意圖d。
圖8為功能組件內(nèi)部結構框圖。圖9為遠端顯控設備的結構框圖。圖中各附圖標記的名稱為1、上球罩，2、上殼體,3、下球罩,4、下殼體,5、底球罩，
6、底座，7、配重塊，8、軸承，9、壓板，10、底蓋，11、第二齒輪，12、第一齒輪，13、轉動密封裝置，14、電機座，15、電機，16、功能組件。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖I為本發(fā)明一實施例中采集發(fā)送設備的整體結構剖視示意圖，它包括上殼體2、下殼體4和底座6構成的球體；所述的上殼體2與下殼體4固定連接，下殼體4通過軸承8和壓板9與底座6轉動連接；上下殼體2、4之間構成內(nèi)腔，內(nèi)腔中設置功能組件16和電機15,功能組件16固定在下殼體4上，電機15通過電機座14固定在下殼體4上，電機15的轉軸上固定有第一齒輪12，底座6上固定有第二齒輪11，第一齒輪12和第二齒輪11相嚙合，形成齒輪傳動；所述的底座6上還固定有配重塊7，使得隨第二齒輪11轉動部分的重心偏離旋轉軸線；各部件的選取使得采集發(fā)送設備的重心位于球體的球心以下。所述的球體外包覆有球罩，球罩由上球罩I、下球罩3和底球罩5組成，其中底球罩5的底面為水平的支撐面，支撐面周圍均勻布置至少3個支撐腳。本實施例中，所述的支撐面5. I為圓形，支撐面周圍均勻布置結構相同的3個支撐腳5. 2，支撐腳5. 2的端部為圓弧形，相鄰兩個支撐腳的外圓公切線到支撐面圓心的距離L不大于支撐面的半徑R，如圖2所
/Jn ο所述的球罩由柔性材料制成，可以是橡膠、發(fā)泡材料或其他柔性材料，用于落地時起緩沖與減震的作用。所述的下殼體與底座之間設有轉動密封裝置13，可以為迷宮密封、O形密封圈、星形密封圈中的一種或它們的任意組合。所述的軸承為一對背對背安裝的角接觸球軸承。所述的電機為伺服電機或步進電機。所述的功能組件16如圖8所示，包括主控制模塊，主控制模塊分別與CXD圖像傳感器組件、無線音視頻發(fā)射模塊、無線數(shù)傳模塊、電池和所述的電機連接，無線音視頻發(fā)射模塊還與CCD圖像傳感器組件連接，無線音視頻發(fā)射模塊還連有麥克風；CCD圖像傳感器組件和麥克風分別將光、聲信號轉為電信號后，輸出到無線音視頻發(fā)射模塊，由無線音視頻發(fā)射模塊按設定頻段進行實時信號發(fā)射；無線數(shù)傳模塊無線接收遠端顯控設備發(fā)送的用戶自定義格式的控制指令，并將指令傳送給主控制模塊接收；主控制模塊根據(jù)控制指令執(zhí)行相應動作和/或運算；其中CXD圖像傳感器組件和麥克風的信號采集面設置在上殼體上與外界接觸。遠端顯控設備如圖9所示，包括無線音視頻接收模塊、無線數(shù)傳模塊、圖像處理板、顯示屏、輸入模塊和電池，輸入模塊、無線音視頻接收模塊和無線數(shù)傳模塊的輸出端分別與圖像處理板連接，圖像處理板的輸出端與顯示屏連接，圖像處理板還連接有電池；圖像處理板接收無線音視頻接收模塊輸出的音視頻信號并進行采集、數(shù)字化處理，驅動顯示屏進行圖像顯示，還接收輸入模塊的指令并通過無線數(shù)傳模塊的設定頻段向采集發(fā)送設備發(fā)送用戶自定義格式的控制指令。對本發(fā)明的原理和效果作進一步說明如下I、球狀外形，重心下沉，達到不倒翁的效果，實現(xiàn)在任意姿態(tài)下自動正立的功能。底球罩底部削平，并有支撐腳，如圖2所示，可有效提高正立時的穩(wěn)定性，克服不倒翁容易東搖西晃的缺點。底球罩相鄰兩個支撐腳外圓的公切線到支撐面圓心的距離L不大于支撐面的半徑R，使得兩個支撐腳之間沒有高出球形表面的特征，從而可以避免支撐腳對自動正立過程的阻礙。因為當某一支撐腳阻礙正立時，裝置的滾動會使其繞開支撐腳，從兩個支撐腳之間滾過，實現(xiàn)正立。要求重心G的位置在由球心O與支撐面形成的圓錐OAB所包圍的范圍之內(nèi)，如圖3所示，是為了限制重心位置偏離旋轉軸線的距離，從而保證裝置能夠正立。因為當中心位置超出該范圍時，裝置停止?jié)L動時底球罩削平的支撐面不能夠著地，旋轉軸也處于傾斜狀態(tài)，這既不是一個穩(wěn)定的狀態(tài)，也不是我們想要的狀態(tài)。2、轉動機構既可以實現(xiàn)360度轉動，也可以停在任意角度位置上。tWn，當功能組件為攝像頭時，可以通過轉動機構使攝像頭對準需要拍攝的角度或目標進行拍攝，也可以以一定的轉速進行周掃，從而實現(xiàn)對周圍環(huán)境的全方位拍攝。3、裝置落在地面凹陷處或被臺階、小石頭等障礙無卡住時，會影響其自動正立。為此，在底座上安裝了配重塊。當上球罩或下球罩處于凹陷處(如圖4所示)或被障礙物卡住 (如圖5所示)時，在電機的驅動下，底座相對地面轉動，配重塊產(chǎn)生離心力，使裝置擺動，從而離開不平處或障礙物。當?shù)渍痔幱诎枷萏?如圖6所示)或被障礙物卡住(如圖7所示)時，上半部分相對地面轉動，若上半部分質(zhì)量偏心，則產(chǎn)生離心力，使裝置擺動，若上半部分無質(zhì)量偏心，由于底座的質(zhì)量相對較小，在突然轉動的情況下，底座仍會產(chǎn)生相對地面的轉動，使裝置擺動，從而離開不平處或障礙物，最終實現(xiàn)正立。4、柔性材料制作的上球罩、下球罩與底球罩將整個裝置包住，柔性材料具有減震、抗摔的作用，有的柔性材料(如發(fā)泡材料)還具有吸能的作用，可極大地降低裝置在投擲、拋滾著地時的加速度，從而保護裝置本身與內(nèi)部的功能組件不受到破壞。5、轉動部位具有轉動密封裝置，可提高裝置的環(huán)境適應性。由于使用環(huán)境的復雜性，可能會存在水汽、灰塵、積水，而這些東西進入裝置內(nèi)部，往往會影響功能組件的工作。當隔離灰塵可使用迷宮密封，水密可使用O形圈或星形圈密封，氣密可使用星形圈密封。6、CCD圖像傳感器組件和麥克風分別將光、聲信號轉為電信號后，輸出到無線音視頻發(fā)射模塊，由無線音視頻發(fā)射模塊按設定頻段進行實時信號發(fā)射；無線數(shù)傳模塊無線接收遠端顯控設備發(fā)送的用戶自定義格式的控制指令，并將指令傳送給主控制模塊接收。主控制模塊是前端控制核心，包含電機驅動、電源管理、音頻信號處理等功能。主控制模塊根據(jù)遠端指令執(zhí)行相應動作和運算，如電機的轉動/停止、自動掃描、工作模式切換、CCD圖像傳感器組件電源開關控制等。采集發(fā)送設備可進行360°旋轉掃描，將周圍360°范圍內(nèi)的聲音、圖像傳送到遠端顯控設備。同時主控制模塊可以將當前工作狀態(tài)、電池電量等信息，通過無線數(shù)傳模塊實時發(fā)送到遠端顯控設備，以便及時了解前端工作狀態(tài)。7、遠端顯控設備主要用于對采集發(fā)送設備的控制、顯示屏驅動和圖像處理、顯示、聲音播放。其中圖像處理板是控制核心，負責接收無線音視頻接收模塊輸出的音視頻信號，對接收的視頻、音頻信號進行采集、數(shù)字化處理，并驅動顯示屏進行圖像顯示，同時負責處理輸入模塊的指令并通過無線數(shù)傳模塊的設定頻段向前端發(fā)送規(guī)定格式的指令，實現(xiàn)對采集發(fā)送設備的遙控。
權利要求
1.一種無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，包括采集發(fā)送設備和遠端顯控設備，其特征在于所述的采集發(fā)送設備包括上殼體、下殼體和底座構成的球體；所述的上殼體與下殼體固定連接，下殼體通過軸承和壓板與底座轉動連接；上下殼體之間構成內(nèi)腔，內(nèi)腔中設置功能組件和電機，功能組件固定在下殼體上，電機通過電機座固定在下殼體上，電機的轉軸上固定有第一齒輪，底座上固定有第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪相嚙合；所述的底座上還固定有配重塊；各部件的選取使得采集發(fā)送設備的重心位于球體的球心以下； 所述的功能組件包括主控制模塊，主控制模塊分別與CXD圖像傳感器組件、無線音視頻發(fā)射模塊、無線數(shù)傳模塊、電池和所述的電機連接，無線音視頻發(fā)射模塊還與CCD圖像傳感器組件連接，無線音視頻發(fā)射模塊還連有麥克風；(XD圖像傳感器組件和麥克風分別將光、聲信號轉為電信號后，輸出到無線音視頻發(fā)射模塊，由無線音視頻發(fā)射模塊按設定頻段進行實時信號發(fā)射；無線數(shù)傳模塊無線接收遠端顯控設備發(fā)送的用戶自定義格式的控制指令，并將指令傳送給主控制模塊接收；主控制模塊根據(jù)控制指令執(zhí)行相應動作和/或運算；其中CCD圖像傳感器組件和麥克風的信號采集面設置在上殼體上與外界接觸； 所述的遠端顯控設備包括無線音視頻接收模塊、無線數(shù)傳模塊、圖像處理板、顯示屏和輸入模塊，輸入模塊、無線音視頻接收模塊和無線數(shù)傳模塊的輸出端分別與圖像處理板連接，圖像處理板的輸出端與顯示屏連接，圖像處理板還連接有電池；圖像處理板接收無線音視頻接收模塊輸出的音視頻信號并進行采集、數(shù)字化處理，驅動顯示屏進行圖像顯示，還接收輸入模塊的指令并通過無線數(shù)傳模塊的設定頻段向采集發(fā)送設備發(fā)送用戶自定義格式的控制指令。
2.根據(jù)權利要求I所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的球體外包覆有球罩，球罩由上球罩、下球罩和底球罩組成，其中底球罩的底面為水平的支撐面，支撐面周圍均勻布置至少3個支撐腳。
3.根據(jù)權利要求2所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的支撐面為圓形，支撐面周圍均勻布置結構相同的3個支撐腳，支撐腳的端部為圓弧形，相鄰兩個支撐腳的外圓公切線到支撐面圓心的距離不大于支撐面的半徑。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的球罩由柔性材料制成。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的下殼體與底座之間設有轉動密封裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的轉動密封裝置為迷宮密封、O形密封圈、星形密封圈中的一種或它們的任意組合。
7.根據(jù)權利要求I或2所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的軸承為一對背對背安裝的角接觸球軸承。
8.根據(jù)權利要求I或2所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的電機為伺服電機或步進電機。
9.根據(jù)權利要求I或2所述的無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的無線音視頻發(fā)射模塊和無線音視頻接收模塊之間的信號傳輸使用2. 4GHz公共頻段，無線數(shù)傳模塊之間的控制指令傳輸使用433MHz公共頻段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線音視頻監(jiān)視系統(tǒng)，包括采集發(fā)送設備和遠端顯控設備，采集發(fā)送設備包括上殼體、下殼體和底座；下殼體通過軸承和壓板與底座轉動連接；上下殼體之間構成的內(nèi)腔中設置功能組件和電機，功能組件和電機固定在下殼體上，電機通過齒輪帶動底座繞軸承轉動；功能組件包括主控制模塊、CCD圖像傳感器組件、無線音視頻發(fā)射模塊、無線數(shù)傳模塊、電池和麥克風；遠端顯控設備包括無線音視頻接收模塊、無線數(shù)傳模塊、圖像處理板、顯示屏、輸入模塊和電池。通過采集發(fā)送設備和遠端顯控設備的配合，本系統(tǒng)能夠通過接收遠距離無線指令進行360°旋轉掃描和實時無線傳輸現(xiàn)場視頻圖像和音頻信息。
文檔編號F16M11/42GK102833528SQ201210330978
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權日2012年9月10日
發(fā)明者姜濱, 袁紅衛(wèi), 劉攀, 王傳清 申請人:武漢華中天經(jīng)光電系統(tǒng)有限公司