一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于作業(yè)安全裝備與作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，包括一個(gè)攝像機(jī)，一個(gè)平行固定在攝像機(jī)的附近的激光標(biāo)示器，一個(gè)微控制器，一個(gè)電源；攝像機(jī)通過第一變焦電機(jī)實(shí)現(xiàn)變焦，激光標(biāo)示器通過第二變焦電機(jī)實(shí)現(xiàn)變焦，第一變焦電機(jī)和第二變焦電機(jī)都與微控制器通信連接；第一變焦電機(jī)在手動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)下改變攝像機(jī)的焦距，微控制器獲取攝像機(jī)的變焦數(shù)字信號通過處理轉(zhuǎn)成激光標(biāo)示器的變焦數(shù)字信號并發(fā)送給第二變焦電機(jī)，第二變焦電機(jī)在自動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)下改變激光標(biāo)示器的焦距，實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角成像同步擬合。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角的智能同步。
【專利說明】一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于作業(yè)安全裝備與作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種取景擬合裝置，具體的說是一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的核心三要素是安全、質(zhì)量及效率，有效的監(jiān)管手段及機(jī)制，是三要素“落地”的根本保障。近年來，電力、煤礦等典型行業(yè)大力推行現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并積極引用現(xiàn)代科技輔助手段，對改善安全生產(chǎn)狀況起到了一定的效果，但限于智能輔助手段體系欠充分，導(dǎo)致作業(yè)現(xiàn)場三要素管控機(jī)制一直沒能有效健全，嚴(yán)重制約了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]目前，應(yīng)用智能裝備技術(shù)手段推進(jìn)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)監(jiān)管，供電企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場管理方法具有典型的代表性。其方法要點(diǎn)是，依據(jù)《GB26859-2011電力安全工作規(guī)程(電力線路部分)》的工作監(jiān)護(hù)制要求，設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)護(hù)人若干名，每位現(xiàn)場施工人員均在監(jiān)護(hù)人監(jiān)管下工作?，F(xiàn)場監(jiān)護(hù)人可手持專用PDA，采集現(xiàn)場信息，發(fā)布指令，實(shí)時(shí)監(jiān)管現(xiàn)場施工的安全、質(zhì)量及效率。
[0004]檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01220415314.4的中國專利申請公開了《信息化自動(dòng)攝像安全帽及應(yīng)用其的智能施工管理系統(tǒng)》，該實(shí)用新型公開了一種信息化自動(dòng)攝像安全帽，包括安全帽本體，其帽沿上箍設(shè)有安裝支架，安裝支架的前部設(shè)有內(nèi)裝有無線信號發(fā)射電路的控制盒、與控制盒電聯(lián)接的攝像頭和可外接數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)儲存模塊，安全帽本體的前部設(shè)有可拆裝的主照明燈，控制盒和主照明燈上均設(shè)有電源接口。本發(fā)明還公開了應(yīng)用了上述安全帽的智能施工管理系統(tǒng)。本發(fā)明的安全帽利用攝像頭進(jìn)行拍攝錄像，控制盒將之處理成無線信號發(fā)射出去，與外界實(shí)時(shí)通信，并且儲存數(shù)據(jù)。本發(fā)明的管理系統(tǒng)可與信息化自動(dòng)攝像安全帽配套使用。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場工程中，提高監(jiān)理質(zhì)量。
[0005]以上現(xiàn)有專利和現(xiàn)有供電企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場管理主要存在如下關(guān)鍵問題:
[0006]護(hù)人員對關(guān)鍵信息的采集缺失。絕大多數(shù)情況下，施工人員面對作業(yè)對象，監(jiān)護(hù)人處于施工人員的背后且有一定距離，導(dǎo)致監(jiān)護(hù)人難以直接、全面觀察到施工人員面對的關(guān)鍵作業(yè)點(diǎn)，監(jiān)管實(shí)效大打折扣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置及方法，可以實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角的智能同步，實(shí)現(xiàn)攝制圖像的所得即所見。
[0008]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0009]一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，包括一個(gè)攝像機(jī)，用以采集作業(yè)的視場影像；一個(gè)平行固定在攝像機(jī)的附近的激光標(biāo)示器，用以通過矩形激光標(biāo)示攝像機(jī)的視場范圍；一個(gè)微控制器；一個(gè)為攝像機(jī)、激光標(biāo)不器和微控制器供電的電源；
[0010]攝像機(jī)含有實(shí)現(xiàn)其變焦的第一變焦電機(jī)，用以在手動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)下改變攝像機(jī)的焦距；激光標(biāo)示器含有實(shí)現(xiàn)其變焦的第二變焦電機(jī)，用以受控于微控制器改變其焦距，實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角成像同步擬合；第一變焦電機(jī)和第二變焦電機(jī)都與微控制器通信連接，微控制器用以將獲取的攝像機(jī)變焦信號根據(jù)下式轉(zhuǎn)成激光標(biāo)示器的變焦信號發(fā)送給第二變焦電機(jī):

【權(quán)利要求】
1.一種現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，其特征在于:包括一個(gè)攝像機(jī)，用以采集作業(yè)的視場影像；一個(gè)平行固定在所述攝像機(jī)的附近的激光標(biāo)示器，用以通過矩形激光標(biāo)示攝像機(jī)的視場范圍；一個(gè)微控制器；一個(gè)為所述攝像機(jī)、激光標(biāo)不器和微控制器供電的電源； 所述攝像機(jī)含有實(shí)現(xiàn)其變焦的第一變焦電機(jī)，用以在手動(dòng)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)下改變所述攝像機(jī)的焦距；所述激光標(biāo)示器含有實(shí)現(xiàn)其變焦的第二變焦電機(jī)，用以受控于所述微控制器改變其焦距，實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角成像同步擬合；所述第一變焦電機(jī)和第二變焦電機(jī)都與所述微控制器通信連接，所述微控制器用以將獲取的攝像機(jī)變焦信號根據(jù)下式轉(zhuǎn)成激光標(biāo)示器的變焦信號發(fā)送給所述第二變焦電機(jī):
其中Va是攝像機(jī)透鏡組與CXD之間的距離，單位為毫米\是激光標(biāo)識器透鏡與激光燈的距離，單位為毫米；Sa是CCD對角線的長度，單位為毫米；Sb是矩形激光燈對角線的長度，單位為毫米；Fa是攝像機(jī)透鏡組的等效焦距，單位為毫米；Fb是激光標(biāo)識器透鏡的焦距，單位為毫米。
2.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，其特征在于:所述攝像機(jī)采用微型高清CCD，所述激光標(biāo)示器采用微型矩形激光燈。
3.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，其特征在于:所述微控制器集成有擴(kuò)展存儲器和接口。
4.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合裝置，其特征在于:所述微控制器為ARM系列處理器,所述ARM系列處理器為TI的Cortex-A15處理器AM5K2Ex、TI的Cortex_A9處理器 AM437x 或 SAMSUNG 的 Cortex_A8 處理器 S5PV210。
5.如權(quán)利要求1所述裝置的現(xiàn)場作業(yè)智能取景擬合方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行， ㈠打開電源，接通攝像機(jī)、激光標(biāo)示器和微控制器，手動(dòng)開關(guān)控制攝像機(jī)進(jìn)行變焦，并將攝像機(jī)變焦數(shù)字信號發(fā)送至微控制器； ㈡設(shè)定攝像機(jī)與矩形激光標(biāo)識器的寬高比相同，且平行排列，根據(jù)等效透鏡通過透鏡中心的光線方向不變原則，及等角直角三角形關(guān)系:
式⑴中: Ha為攝像機(jī)視場對角線的長度，單位:毫米； Ua為物距，即被攝物體與攝像機(jī)透鏡組之間的距離，單位:毫米； Sa為CCD對角線的長度，單位:毫米； Va為像距，即攝像機(jī)透鏡組與CXD之間的距離，單位:毫米； 根據(jù)透鏡成像公式:
式⑵中: Fa為焦距，即攝像機(jī)透鏡組的等效焦距，單位:毫米； Ua為物距，即被攝物體與攝像機(jī)透鏡組之間的距離，單位:毫米； Va為像距，即攝像機(jī)透鏡組與CXD之間的距離，單位:毫米； 將式(2)代入式(1)，得
式⑶和式⑷中: Hb為激光標(biāo)識成像對角線的長度，單位:毫米； Sa是CCD對角線的長度，單位為毫米，Sb是矩形激光燈對角線的長度，單位為毫米，且設(shè)定矩形激光燈源高寬比與攝像機(jī)CCD的高寬比一致； Fb為焦距，即激光標(biāo)識器透鏡的焦距，單位:毫米； Vb為像距，即激光標(biāo)識器透鏡與激光燈的距離，單位:毫米； 由Va變化后Ha與Hb應(yīng)同步擬合，即Ha = Hb,合并式(3)和式(4)，得:
變換上式，得
曰根據(jù)步驟(二)的計(jì)算結(jié)果，微控制器發(fā)出激光標(biāo)示器變焦數(shù)字信號，驅(qū)動(dòng)激光標(biāo)示器變焦電機(jī)使激光標(biāo)示器變焦，達(dá)到激光標(biāo)示成像角與攝像機(jī)視場角的智能同步，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)成像與攝像機(jī)視場邊緣擬合，攝制圖像所得即所見。
【文檔編號】H04N7/18GK104202526SQ201410464459
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】唐曉彤, 朱錫鋒, 林萬才, 徐立乾, 陳紅衛(wèi) 申請人:蘇沃智能科技江蘇有限公司