一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于視頻采集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來在礦井等環(huán)境比較暗的地方由于視頻監(jiān)控不到位，使得一些故障未能得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)而釀成事故，使用礦用低照度視頻采集設(shè)備能夠獲取低照度甚至全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的礦用視頻采集設(shè)備體積大且笨重，現(xiàn)有使用的方案是CCD圖像傳感器結(jié)合陣列式紅外LED輔助照明，常常以增加紅外數(shù)量來獲取更清晰的視頻圖像，使得功耗加大且不易后期維護(hù)，此外價(jià)格也較為昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，以解決在一些礦井的低照度甚至全黑環(huán)境下，采集到的視頻質(zhì)量不高的情況。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，包括:視頻采集單元；輔助光源和本安電源；
[0006]輔助光源，用于在外部低照度時(shí)，為視頻采集單元提供補(bǔ)充光源；
[0007]本安電源，與視頻采集單元和輔助光源均連接，并用于為視頻采集單元提供電能，且用于在照度低于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)輔助光源，并為其提供電能；
[0008]視頻采集單元，包括:光學(xué)鏡頭，以及與光學(xué)鏡頭依次連接設(shè)置的MCCD圖像傳感器、數(shù)字信號(hào)處理器和視頻輸出；
[0009]其中，光學(xué)鏡頭，用于獲取外部環(huán)境圖像信息，并將圖像信息發(fā)送至MCXD圖像傳感器;MCCD圖像傳感器，用于接收光學(xué)鏡頭發(fā)送的圖像信息，并將圖像信息轉(zhuǎn)換成圖像電信號(hào)后，發(fā)送至數(shù)字信號(hào)處理器；數(shù)字信號(hào)處理器，用于接收MCXD圖像傳感器發(fā)送的圖像電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號(hào)，并通過視頻輸出輸出。
[0010]進(jìn)一步的，輔助光源為紅外激光管。
[0011]進(jìn)一步的，紅外激光管發(fā)射的激光的波長為940nm。
[0012]進(jìn)一步的，紅外激光管的激光發(fā)射端設(shè)有用于均勻擴(kuò)散激光光源的凹透鏡。
[0013]進(jìn)一步的，凹透鏡的透光率為95%。
[0014]進(jìn)一步的，本安電源包括用于啟動(dòng)輔助光源并為其提供恒流源的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括同步降壓-升壓恒流芯片XZ3442，芯片XZ3442通過第一接口插座連接輸入電壓正負(fù)極，芯片XZ3442通過第二接口插座和第四接口插座均連接有光敏電阻，芯片XZ3442通過第三接口插座連接輔助光源；
[0015]兩個(gè)光敏電阻，為接入驅(qū)動(dòng)電路的可變電阻，其中一個(gè)光敏電阻用于控制輔助光源的連接與斷開，另一個(gè)光敏電阻用于控制輔助光源的亮度。
[0016]進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)電路具體為:包括同步降壓-升壓恒流芯片XZ3442，XZ3442的第一管腳經(jīng)過第二電容接地，芯片XZ3442第二管腳經(jīng)過第二電感與第三管腳連接，芯片XZ3442第四管腳接地，芯片XZ3442第五管腳一路接第四電容正極，另一路接第三接口插座的第二管腳，第四電容負(fù)極接地，芯片XZ3442第六管腳一路接第一接口插座的第一管腳，另一路接第二接口插座的第一管腳，第一接口插座的第二管腳接地，芯片XZ3442第七管腳一路經(jīng)過第四電阻連接第二接口插座的第一管腳，另一路連接第一三極管的第三管腳，芯片XZ3442第七管腳還有一路經(jīng)過第一電容接地，第二接口插座的第一管腳另一路經(jīng)過第三電容接地，第一三極管的第二管腳接地，第一管腳經(jīng)過第三電阻連接第二接口插座的第二管腳，第二接口插座的第二管腳另一路經(jīng)過第一電阻接地，芯片XZ3442第八管腳一路接第三接口插座的第一管腳，另一路接第四接口插座的第一管腳，第四接口插座的第二管腳連接第四電容的正極，芯片XZ3442第八管腳還有一路經(jīng)過第二電阻接地。
[0017]進(jìn)一步的，本安電源還包括為視頻采集單元提供電源的控制電路，控制電路包括DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第五管腳一路接正12V電源，另一路經(jīng)過第一八電容接地，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的的第四管腳經(jīng)過第七電阻接正12V電源，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第二管腳接地，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第一管腳一路經(jīng)過第三二極管接正5V電源，另一路經(jīng)過第一七電容接第六管腳，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第六管腳一路經(jīng)過第四穩(wěn)壓二極管接地，另一路接第三電感，第三電感的另一端一路經(jīng)過第一九電容接地，另一路接正5V電源，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第三管腳一路經(jīng)過第九電阻接地，另一路經(jīng)過第八電阻接正5V電源。
[0018]進(jìn)一步的，本安電源的輸入端采用磷酸鐵鋰蓄電池。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是，采用MCXD傳感器結(jié)合紅外激光管作為輔助光源的方案，MCCD具有更高的可見光及紅外靈敏度，低照度下的信噪比也較為優(yōu)良，使用時(shí)配以激光紅外管，能夠獲取低照度甚至全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，且符合本質(zhì)安全原理，設(shè)備整體功耗低、重量輕、體積小、成本低，維護(hù)簡便。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的模塊連接圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路的原理圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的供電電路原理圖。
[0023]圖中，1.視頻采集單元，2.輔助光源，3.本安電源，4.光學(xué)鏡頭，5.MC⑶圖像傳感器，6.數(shù)字信號(hào)處理器，7.視頻輸出。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]本實(shí)用新型提供了一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括:視頻采集單元I ;用于在外部低照度時(shí)提供補(bǔ)充光源的輔助光源2 ;以及與視頻采集單元I和輔助光源2均連接，并為其提供電能的本安電源3，該本安電源3還用于在照度低于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)輔助光源2并為其提供電能。
[0026]如圖1所示，視頻采集單元1，包括:光學(xué)鏡頭4，以及與光學(xué)鏡頭4依次連接設(shè)置的MCXD圖像傳感器5、數(shù)字信號(hào)處理器6和視頻輸出7 ;
[0027]光學(xué)鏡頭4，用于獲取外部環(huán)境圖像信息，并將圖像信息發(fā)送至MCXD圖像傳感器5 ;MCCD圖像傳感器5，用于接收光學(xué)鏡頭4發(fā)送的圖像信息，并將圖像信息轉(zhuǎn)換成圖像電信號(hào)后，發(fā)送至數(shù)字信號(hào)處理器6 ;數(shù)字信號(hào)處理器6，用于接收MCXD圖像傳感器5發(fā)送的圖像電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號(hào)，并通過視頻輸出7輸出。
[0028]視頻采集單元I完成視頻的采集與輸出，輔助光源單元2為視頻采集單元工作在低照度甚至全黑環(huán)境時(shí)提供輔助照明，本安電源單元3為整個(gè)設(shè)備提供電源供應(yīng)，裝備整體設(shè)計(jì)符合本質(zhì)安全原理。
[0029]視頻采集單元I主要包括光學(xué)鏡頭4、1/2英寸的MCXD圖像傳感器5和DSP數(shù)字信號(hào)處理器6，視頻采集單元I所采用的圖像傳感器為MCCD圖像傳感器，能夠采集到遠(yuǎn)達(dá)30m外全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，輔助光源為940nm的激光紅外輔助照明，輸出的視頻信號(hào)為模擬全電視信號(hào)，采用高靈敏度感光的1/2英寸MCCD圖像傳感器，雙濾光片日夜自動(dòng)切換，低照度下自動(dòng)開啟紅外激光輔助光源，以便于獲取低照度下的高清視頻。
[0030]輔助光源2為可以調(diào)節(jié)亮度的紅外激光管并對(duì)應(yīng)設(shè)置有用于擴(kuò)散光源，均勻照射環(huán)境的凹透鏡，使輔助光源能夠均勻照射環(huán)境，照射時(shí)畫面范圍廣、均勻且無亮斑，從而更好的獲取低照度下的高清視頻。輔助光源2為940nm的紅外激光管，紅外激光管為貼片式紅外激光管，便于焊接安裝在鋁基板上，在紅外激光管的外部安裝一個(gè)凹透鏡用以擴(kuò)散光源。使輔助光源能夠均勻照射環(huán)境，照射時(shí)畫面范圍廣、均勻且無亮斑，從而更好的獲取低照度下的高清視頻。當(dāng)達(dá)到弱光環(huán)境時(shí)自動(dòng)切換至工作狀態(tài)，輔助光源2開啟，并根據(jù)光照的不同，紅外激光管的驅(qū)動(dòng)電路提供不同大小的電流，從而調(diào)節(jié)紅外激光管的亮暗程度。
[0031]本安電源3輸入端采用磷酸鐵鋰蓄電池。本安電源單元3通過磷酸鐵鋰蓄電池供電，提供12V直流電壓，通過高效DC-DC電路設(shè)計(jì)給整個(gè)設(shè)備供電，其中紅外激光管的驅(qū)動(dòng)電源為恒流源，整個(gè)電路設(shè)計(jì)符合本質(zhì)安全原理。
[0032]如圖2所示，本安電源3還包括為輔助光源2提供可調(diào)的恒流源的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單，外圍電路簡單，采用雙光敏電阻，能夠使紅外激光管的光照到達(dá)更好的調(diào)節(jié)，使得視頻圖像質(zhì)量更高，而且輸入電壓小，功耗少，能夠?qū)崿F(xiàn)為紅外激光管提供恒流源。
[0033]驅(qū)動(dòng)電路具體包括同步降壓-升壓恒流芯片XZ3442，芯片XZ3442第一管腳經(jīng)過第二電容C2接地，芯片XZ3442第二管腳經(jīng)過第二電感L2與第三管腳連接，芯片XZ3442第四管腳接地，芯片XZ3442第五管腳一路接第四電容C4正極，另一路接第三接口插座J3的第二管腳，第四電容C4負(fù)極接地，芯片XZ3442第六管腳一路接第一接口插座Jl的第一管腳，另一路接第二接口插座J2的第一管腳，第一接口插座Jl的第二管腳接地，芯片XZ3442第七管腳一路經(jīng)過第四電阻R4連接第二接口插座J2的第一管腳，另一路連接第一三極管Ql的第三管腳，芯片XZ3442第七管腳還有一路經(jīng)過第一電容Cl接地，第二接口插座J2的第一管腳另一路經(jīng)過第三電容C3接地，第一三極管Ql的第二管腳接地，第一管腳經(jīng)過第三電阻R3連接第二接口插座J2的第二管腳，第二接口插座J2的第二管腳另一路經(jīng)過第一電阻Rl接地，芯片XZ3442第八管腳一路接第三接口插座J3的第一管腳，另一路接第四接口插座J4的第一管腳，第四接口插座J4的第二管腳連接第四電容C4的正極，芯片XZ3442第八管腳還有一路經(jīng)過第二電阻R2接地。
[0034]電源控制芯片為XZ3442，紅外激光管焊接在散熱功能優(yōu)良的鋁基板上，通過外部環(huán)境光照的不同控制紅外激光管的光照亮暗程度，并在紅外激光管的外部裝上一個(gè)凹透鏡，從而達(dá)到最佳的輔助照明效果。
[0035]其中，芯片XZ3442通過第一接口插座Jl連接輸入電壓正負(fù)極，芯片XZ3442通過第二接口插座J2和第四接口插座J4均連接有光敏電阻，芯片XZ3442通過第三接口插座J3連接輔助光源2。
[0036]該驅(qū)動(dòng)電路中，兩個(gè)光敏電阻為接入驅(qū)動(dòng)