CN201708855U - 光电滑环传输视频的高速球型摄像机 - Google Patents

光电滑环传输视频的高速球型摄像机 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种内部通过光纤传输高清视频的高速球型摄像机，包括外罩、电机、固定安装在外罩内的底座以及机芯，电机的定子和转子分别固定连接在底座与机芯上，电机能带动机芯高速旋转；底座与机芯之间连接有光电滑环；光电滑环的光纤部分传输高清视频信号，而电滑环部分传输电源、控制信号。本实用新型避免了电滑环对视频传输质量产生的影响，具有传输的速率高、带宽大、失真小、可靠性高以及实时性好的优点，并且球型摄像机的转速也能较传统球型摄像机有较大的提高。

Description

光电滑环传输视频的高速球型摄像机
技术领域
本实用新型涉及安防监控摄像机，尤其是涉及一种内部通过光纤传输高清视频的高速球型摄像机。
背景技术
随着现代化建设的加速发展，治安管理的日常防控和应对重大恐怖、灾害等特殊突发公共事件的安全防范压力愈来愈大。考虑到监控的视角、盲区、隐蔽、机动等方面因素的影响，高速球型摄像机具有控制运转速度、变焦速度快，能在无人操作时自动扫描、巡航或还原操作轨迹等功能。高速球型摄像机就是通过连续高速旋转的球心带动镜头进行大范围的监控。通常高速球型摄像机球心都需要进行360度的连续旋转，转速一般为250～300度/秒。镜头获得的视频信息要从高速转动的球心传输到固定电路部分，然后由固定电路部分通过外接线缆传输到监控中心等目的地。
目前高速球型摄像机转动部分和固定部分的通讯都是通过电滑环来实现。电滑环的工作原理是导电环和电刷其中之一固定，另外一个连接在运动部分上，导电环和电刷在相对运动的过程中始终保持接触，从而实现电连接。这种工作方式由于空间小，走线密集，各种信号都在滑环内集中，因此各信号的互感，互容很大，电容耦合尤其严重，同时动力和信号间也存在干扰。因此，滑环对其中传输的信号带宽、速率和信号质量都会产生限制。为了不影响信号质量，球芯无法达到很高的转速。当需要进行可靠性高，信号失真小、带宽大的高清视频信号传输时，电滑环就无法胜任
发明内容
为了解决以上问题，通过采用光电滑环，来实现高速球型摄像机内部运动部分和固定部分之间速率高，带宽大，失真小，可靠性高的高清视频传输，同时球心旋转速率可达400度/秒。光电滑环的光纤部分传输高清视频信号，而电滑环部分传输电源、控制信号。
为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术措施实现的，光电滑环传输视频的高速球型摄像机，包括外罩、电机、固定安装在外罩内的底座以及机芯，电机的定子和转子分别固定连接在底座与机芯上，电机能带动机芯高速旋转；底座与机芯之间连接有光电滑环。
上述底座上安装有底座电路板，底座与光电滑环的支承部固定连接，底座上安装有与底座电路板连接的光接收模块，所述光接收模块与光电滑环的支承部通过底座光纤相连接；所述机芯上安装有机芯电路板，机芯与光电滑环的滑动轴固定连接，机芯上安装有与机芯电路板连接的光发送模块，机芯上安装有通过扁平线与机芯电路板连接的摄影机，所述光发送模块与光电滑环的支承部通过机芯光纤相连接。
上述光电滑环中电滑环的导电环和电刷分别连接有底座导线和机芯导线，底座导线与底座电路板相连接，机芯导线与机芯电路板相连接。
其中电源、控制信号等抗干扰力较强的信号都通过光电滑环中的电滑环部分在机芯和底座之间进行通信。
上述底座电路板上设置有光电平转换电路、编解码器、视频流格式转换模块；所述机芯电路板上设置有光电平转换电路、编解码器。编解码器最好采用FPGA编解码器。
在工作时由于在机芯中设有光发送模块，在底座中设有光接收模块。光发送模块和解码器、摄像机相连，经过解码器叠加字符、视频格式转换等处理后高清视频信号通过光发送模块转换成光信号进行发送。光信号通过光电滑环中的光纤部分传输至光接收模块，光接收模块和信号处理电路相连，接收到的光信号通过光接收模块还原成高清视频信号，发送到信号处理电路转换成高清视频信号后向外部输出。电源、控制信号等抗干扰力较强的信号都通过光电滑环中的电滑环部分在机芯和底座之间进行通信。在处理高速大带宽视频流数据的时候，由于编解码器采用FPGA编解码器，FPGA编解码器采用FIFO缓冲技术，先将摄像机输出的一帧像素点数据缓存在FPGA编解码器内部RAM中，进行数据格式变换及叠加字符，然后按照采样频率的2倍提取RAM中的数据输出给SERDES，这样可以将并行数据的位宽降低一倍，同时FIFO技术可以保证视频流的完整性。这种处理方式避免了由于并行数据线多而难以找到相应的SERDES，同时利用FPGA编解码器强大的数据搬运能力，可以在视频消隐期间叠加字符和实时传送数据流。
因此与现有技术相比，本实用新型避免了电滑环对视频传输质量产生的影响，具有传输的速率高、带宽大、失真小、可靠性高以及实时性好的优点，并且球型摄像机的转速也能较传统球型摄像机有较大的提高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的系统原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1：
光电滑环传输视频的高速球型摄像机，包括外罩8、固定安装在外罩8内的底座9以及机芯7，电机6安装在机芯7内，底座9与机芯7之间连接有光电滑环12，底座9与光电滑环12的支承部固定连接，机芯7与光电滑环12的滑动轴固定连接，电机6的转子固定连接在光电滑环12的支承部上；底座9上安装有底座电路板10，底座9上还安装有与底座电路板10连接的光接收模块2，光接收模块2与光电滑环12的支承部通过底座光纤1相连接；机芯7上安装有机芯电路板5，机芯7上还安装有与机芯电路板连接5的光发送模块4，机芯7上安装有通过扁平线14与机芯电路板5连接的高清摄影机15，光发送模块4与光电滑环12的支承部通过机芯光纤3相连接；光电滑环12中电滑环的导电环和电刷分别连接有底座导线11和机芯导线13，底座导线11与底座电路板10相连接，机芯导线13与机芯电路板5相连接；底座电路板10上设置有光电平转换电路、FPGA编解码器、视频流格式转换模块；底座9上还设有CVBS、YPbPr、网络、光电、控制、电源等接口，并且视频接口可根据需要定制，如VGA、DVI、LVDS等，各接口通过连线与外部通讯，机芯电路板5上设置有光电平转换电路、FPGA编解码器。
工作时，电机6运转带动机芯7作高速旋转，此时固定在机芯7内的高清摄像机15获得高清视频信号，高清视频信号通过FPGA编解码器叠加字符等处理后通过光电平转换电路经过光发送模块4转换成光信号由机芯光纤3输入给光电滑环12，光电滑环12将接收到的光信号由底座光纤1输出给光接收模块2，光信号经过光接收模块2通过光电平转换电路和视频流格式转换模块还原成高清视频信号，经过FPGA编解码器转换成视频格式后向外部输出。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光电滑环传输视频的高速球型摄像机，包括外罩、电机、固定安装在外罩内的底座以及机芯，电机的定子和转子分别固定连接在底座与机芯上，底座与机芯之间连接有滑环，特征在于：所述滑环为光电滑环。
2.根据权利要求1所述的光电滑环传输视频的高速球型摄像机，其特征在于：所述底座上安装有底座电路板，底座与光电滑环的支承部固定连接，底座上安装有与底座电路板连接的光接收模块，所述光接收模块与光电滑环的支承部通过底座光纤相连接；所述机芯上安装有机芯电路板，机芯与光电滑环的滑动轴固定连接，机芯上安装有与机芯电路板连接的光发送模块，机芯上安装有通过扁平线与机芯电路板连接的摄影机，所述光发送模块与光电滑环的支承部通过机芯光纤相连接。
3.根据权利要求2所述的光电滑环传输视频的高速球型摄像机，其特征在于：所述光电滑环中电滑环的导电环和电刷分别连接有底座导线和机芯导线，该底座导线与底座电路板相连接，该机芯导线与机芯电路板相连接。
4.根据权利要求2所述的光电滑环传输视频的高速球型摄像机，其特征在于：所述底座电路板上设置有光电平转换电路、编解码器、视频流格式转换模块；所述机芯电路板上设置有光电平转换电路、编解码器。
5.根据权利要求4所述的光电滑环传输视频的高速球型摄像机，其特征在于：所述编解码器优选FPGA编解码器。
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