CN101917603A - 一种全方位球形摄像监视系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种全方位球形摄像监视系统，包括：球形探测器和手持设备；球形探测器采用整体棒球形设计，其底部为平台式结构，用于采集音视频信号，对音视频信号进行压缩处理后以模拟信号的方式发送至手持设备；手持设备采用整体壳体设计，对所述球形探测器发送的模拟信号进行数字处理，并通过所述经过数字处理的模拟信号对所述球形探测器进行全向控制。本发明解决了特种作战、反恐、人质救援等行动中获悉未知环境中情况必要的抗环境干扰、抗冲击、全视角、位置灵活、声音及图像同时采集、不受数据传输线缆、持续的电源供应、光线情况等问题。不论在产品结构和功能上都有突破，在技术上有较大进步，并产生实用效果，具有广泛的应用价值。

Description

一种全方位球形摄像监视系统

技术领域

本申请涉及一种无线音视频侦查设备，特别是涉及一种全方位球形摄像监视系统。

背景技术

特种作战、反恐、人质救援等行动中，每年因为环境不稳定而遭到歹徒袭击的执法人员多达5万人；所以，在进入不稳定环境之前，警察及执法人员获得的情报越多越好。

安全可靠的获悉未知环境中的人员分布情况是执行作战行动前必要的措施，而现有的音视频监控系统需要预先安装在固定位置才能采集到需要的声音及图像信息，并且受到数据传输线缆、持续的电源供应、光线情况、摄像探头的角度位置等物理限制，对于突然情况下的环境侦测非常不适用；并且现有的音视频采集系统从结构设计上非常脆弱，对环境的要求较高，限制了其在特定而复杂的环境中使用。

由以上论述可知，现有的音视频监控系统不能满足特种作战、反恐、人质救援等行动的需要，所有有效的提供一种新型的音视频监控系统以满足特殊环境下的使用，是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种全方位球形摄像监视系统。

技术方案如下：

一种全方位球形摄像监视系统，包括：球形探测器和手持设备；

所述球形探测器采用整体棒球形设计，其底部为平台式结构，用于采集音视频信号，对所述音视频信号进行压缩处理后以模拟信号的方式发送至所述手持设备；

所述手持设备采用整体壳体设计，对所述球形探测器发送的模拟信号进行数字处理，并通过所述经过数字处理的模拟信号对所述球形探测器进行全向控制。

上述的监视系统，优选的，所述球形探测器包括：摄像头、图像采集压缩处理模块、音视频发射调谐模块、麦克风音频模块、无线数字信号接收模块、数字控制模块、伺服系统和照明设备；

其中：所述摄像头感应外部环境的图像并转化为数字图像信号编码输出至所述图像采集压缩处理模块；

所述图像采集压缩处理模块将所述摄像头输出的数字图像信号进行压缩处理并转化为模拟信号发送至音视频发射调谐模块；

所述音视频发射调谐模块用于将所述图像采集压缩处理模块发送的模拟信号及所述麦克风音频模块采集的音频信号转化为固定频率的无线电信号发送至所述手持设备；

所述无线数字信号接收模块接收所述手持设备发送的数字信号，将所述数字信号区分处理发送至所述数字控制模块；

所述数字控制模块将所述无线数字信号接收模块发送的数字信号转换成控制指令，控制所述伺服系统、图像采集压缩处理模块和照明设备执行监视操作；

所述伺服系统用于控制摄像头做水平旋转和球形探测器的纠姿动作；

所述照明设备用于根据周围环境的明暗状况适时的为所述球形探测器提供照明光源。

上述的监视系统，优选的，所述手持设备包括：显示设备、信号接收处理模块、音视频信号处理模块、显示驱动模块、无线数字信号发射模块、音视频信号采集存储模块、音视频解码模块和控制模块；

其中：所述信号接收处理模块接收所述球形探测器发送的音视频信号，并将所述音视频信号区分输出至所述音视频信号处理模块；

所述音视频信号处理模块将所述信号接收处理模块发送的音视频信号转换成数字音视频信号，并将所述数字音视频信号传送至显示驱动模块及音视频解码模块；所述音视频解码模块对所述数字音视频信号进行编码后发送至所述音视频信号采集存储模块进行存储；

所述音视频解码模块将所述音视频信号采集存储模块采集存储的数字音视频信号数据进行解码，并发送至所述音视频信号处理模块；

所述显示驱动模块接收所述音视频信号处理模块传送的数字音视频信号对所述音视频信号进行运算处理以驱动所述显示设备显示视频；

所述控制模块用于控制所述视频的显示、存储和回放，并根据所述显示视频传送数字信号至所述无线数字信号发射模块；

所述无线数字信号发射模块接收所述控制模块传送的数字信号，并以无线电信号的形式发送至所述球形探测器，控制所述球形探测器的姿态、音视频传送和照明设备的状态。

上述的监视系统，优选的，所述整体棒球形设计，其上半球采用抗冲击工程材料，下半球采用硬质铝合金及配种处理以保持良好的稳定状态；整个球体内部注射硅胶处理以产生抗外部冲击的内部反应力。

上述的监视系统，优选的，所述摄像头采用微型红外夜视摄像头，其水平视角为55度，垂直视角为41度，清晰度为450线，低照度为0.01Lux1/3。

上述的监视系统，优选的，所述图像采集压缩处理模块将所述摄像头输出的数字图像信号编码压缩处理后，转换成PAL或NTSC制式的模拟信号发送至音视频发射调谐模块。

上述的监视系统，优选的，所述音视频发射调谐模块同时处理所述图像采集压缩处理模块发送的模拟信号和所述麦克风音频模块采集的音频信号，将所述模拟信号和音频信号以预设定频率的无线电信号发送至所述手持设备。

上述的监视系统，优选的，所述照明设备采用高亮度发光二极管阵列。

上述的监视系统，优选的，所述伺服系统包括：微型电机和减速器，所述微型电机和减速器采用一体化皮带传动设计，所述电机表面敷有硅胶。

上述的监视系统，优选的，所述整体壳体设计中的各部件与壳体相衔接的部分采用胶垫结构。

上述的监视系统，其特征在于，所述信号接收处理模块具有手动频率调节功能，可接收多个球形探测器的音视频信号，并可将所述音视频信号直接区分输出至所述音视频信号处理模块。

上述的监视系统，优选的，所述音视频信号处理模块包括音频信号处理模块和视频信号处理模块；

所述音频信号处理模块将音频信号转换成数字音频信号；

所述视频信号处理模块将视频信号转换成数字视频信号。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本发明提供的一种全方位球形摄像监视系统，本发明与现有技术相比具有明显的优点和使用效果。由以上技术方案可知，本发明探测器体积与棒球大小相同，可以在6米高处以自由落体撞击地面后仍然正常工作，具有一定防水防霉功能，适应未知情况的各种恶劣环境；360度全方位观察视角；自备电源、光源及一定的红外夜视功能，对环境光线程度要求极低；200米的无线音视频传输彻底解决通信电缆问题；手持设备接收模块具有接收频率可调节功能，可以在一定频段内通过切换对过个球形探测器传回的视频进行监控；经过音视频信号采集存储模块的压缩存储手持设备以AVI格式存储1小时的监控录像，并能实时回放。本发明实施例提供的全方位球形摄像监视系统，能够更好的满足现代特种作战、反恐、人质救援等行动的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的全方位球形摄像监视系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的球形探测器的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的球形探测器的侧视结构图；

图4为本申请实施例公开的球形探测器的工作原理图；

图5为本申请实施例公开的手持设备的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的手持设备的工作原理图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种全方位球形摄像监视系统，目的在于克服现有监控系统存在的缺陷，提供一种新型的适应恶劣未知环境的音视频监控系统，所要解决的技术问题是设计体积小且抗冲击的球形探测器结构、无线音视频发送接收、电源供应、无线控制及后端显示存储，避免了位置限制、电缆限制和环境限制，从而有效的满足特种作战、反恐、人质救援等行动的需要。

以上是本申请的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供的全方位球形摄像监视系统的结构示意图如图1所示，包括：球形探测器101和手持设备102；

球形探测器101采用整体棒球形设计，其底部为平台式结构，用于采集音视频信号，对音视频信号进行压缩处理后以模拟信号的方式发送至手持设备102。

手持设备102采用整体壳体设计，对上述球形探测器101发送的模拟信号进行数字处理，并通过经过数字处理的模拟信号对上述球形探测器101进行全向控制。

需要说明的是：

球形探测器采用整体棒球形抗冲击结构设计，结构设计保持小型紧凑，底部平台处理，并且每个连接部件均采取减震措施，上半球采用抗冲击工程材料(具有良好的微波通过率)，下半球采用硬质铝合金及配重处理以保持良好的稳定状态；整个探测器内部安装完毕后进行注射常温凝固硫化硅胶处理以产生抵抗外部冲击的内部反应力。

手持设备采用采用整体军用级壳体设计，保护内部器件的环境稳定性。

本申请实施例公开的球形探测器的测试结构图如图2所示，包括：摄像头201、图像采集压缩处理模块202、音视频发射调谐模块204、麦克风音频模块203、无线数字信号接收模块205、数字控制模块206、伺服系统207和照明设备208；

其中：摄像头201感应外部环境的图像并转化为数字图像信号编码输出至图像采集压缩处理模块202；

图像采集压缩处理模块202将摄像头201输出的数字图像信号进行压缩处理并转化为模拟信号发送至音视频发射调谐模块204；

音视频发射调谐模块204用于将图像采集压缩处理模块202发送的模拟信号及麦克风音频模块203采集的音频信号转化为固定频率的无线电信号发送至手持设备102；

无线数字信号接收模块205接收手持设备102发送的数字信号，将数字信号区分处理发送至数字控制模块206；

数字控制模块206将无线数字信号接收模块205发送的数字信号转换成控制指令，控制伺服系统207、图像采集压缩处理模块202和照明设备208执行监视操作；

伺服系统207用于控制摄像头201做水平旋转和球形探测器101的纠姿动作；

照明设备208用于根据周围环境的明暗状况适时的为球形探测器101提供照明光源。

需要说明的是：上述球形探测器的摄像头采用SuperCircuits的微型红外夜视摄像头，55度水平视角和41度垂直视角的环境，清晰度450线，低照度0.01Lux1/3；

上述无线数字信号接收模块，其内部的主控制器选用NRF905无线控制芯片；

上述图像采集压缩处理模块具有将输入的视频信号编码压缩处理转换成PAL或NTSC制式的模拟信号输出的功能；

上述的音视频发射调谐模块具有同时处理音频与视频的能力，并且能够将输入信号在一定的频率范围内以预先设定的频率进行发送；

上述的数字控制模块具有接收无线数字信号接收模块传输来的信号，利用数字电路技术区别控制伺服系统、摄像头工作状态、隐私品发射调谐模块工作状态和照明设备状态的功能；

上述的照明设备采用高亮度发光二极管阵列，有效照射范围8米。

本申请实施例公开的球形探测器重的伺服系统包括微型大力矩电动机和微型减速器；所述电动机和减速器采用一体化皮带传动设计，共同控制摄像头做水平旋转和球体探测器的纠姿动作，所述电机表面敷有硅胶。

本申请实施例公开的球形探测器的侧视结构图图如图3所示，设置在球形探测器上半球上部的摄像头1，摄像头1对场景进行图像采集；照明设备2，所述照明设备2的位置还可以作为第二摄像头的位置；伺服系统3包括微型电机及减速器；上半球抗冲击球形壳体4；与球形壳体4以螺钉进行连接的高硬铝合金上半球的承托5；下半球高硬铝合金旋转平台6；与减速器输出轴相连的皮带轮7。

以上结构的紧密结合，使整个球形探测器结构紧凑，抗冲击能力增强，能够更好的适应恶劣和复杂的环境。

本申请实施例公开的球形探测器的工作原理图如图4所示，结合图4，本申请实施例对球形探测器的工作原理进行详尽描述：

整个球形探测器的音频信号、视频信号和数字信号的接收公用一个电线系统，摄像头201进行视频信号的采集，其视角位置受伺服系统207控制，摄像头201将采集的视频信号传送给图像采集压缩处理模块202；图像采集压缩处理模块202内部设置有将视频信号编码压缩的转换的芯片，将视频信号转换成PAL或NTSC制式的模拟信号输出；音视频发射调谐模块203内部设置有将图像采集压缩处理模块202发送的视频信号和麦克风音频模块203发送的音频信号以设定的频率发射的发射调谐器件，将信号以固定频率发送至手持设备102。

无线数字信号接收模块205接收手持设备102发送的数字控制信号；将数字控制信号放大传送给数字控制模块206，数字控制模块206将数字控制信号经过处理后驱动伺服系统207、照明设备208和图像采集压缩处理模块202做指令操作；伺服系统207控制摄像头进行水平视角的调节，其内部的电机及减速器系统的每个连接器件均进行减震处理。

需要说明的是：本申请实施例公开的球形检测器的供电子系统由高容量12V可充锂离子电池组成，图中未详细标出。

本申请实施例公开的手持设备的结构示意图如图5所示，包括：显示设备308、信号接收处理模块301、音视频信号处理模块302、显示驱动模块303、无线数字信号发射模块305、音视频信号采集存储模块307、音视频解码模块304和控制模块306；

其中：信号接收处理模块接收球形探测器101发送的音视频信号，并将所述音视频信号区分输出至音视频信号处理模块302；

音视频信号处理模块302将信号接收处理模块301发送的音视频信号转换成数字音视频信号，并将所述数字音视频信号传送至显示驱动模块303及音视频解码模块304；音视频解码模块304对所述数字音视频信号进行编码后发送至音视频信号采集存储模块307进行存储；

音视频解码模块304将音视频信号采集存储模块307采集存储的数字音视频信号数据进行解码，并发送至音视频信号处理模块302；

显示驱动模块303接收音视频信号处理模块302传送的数字音视频信号对所述音视频信号进行运算处理以驱动显示设备308显示视频；

控制模块306用于控制所述视频的显示、存储和回放，并根据所述显示视频传送数字信号至所述无线数字信号发射模块305；

无线数字信号发射模块305接收控制模块306传送的数字信号，并以无线电信号的形式发送至球形探测器101，控制球形探测器101的姿态、音视频传送和照明设备的状态。

需要说明的是：

上述手持设备中的显示设备为5英寸LCD屏幕640*480分别率的显示设备，整个手持设备的外部显示屏为高强度塑料，采用军品级按键；

上述信号接收处理模块具有手动频率调节功能，可以分别接收一定频段内的多个球形探测器的音视频信号并且可以直接将音频视频信号区分传送；

上述音视频信号采集存储模块受控制模块的控制，对音视频信号进行存储和读取工作；且所述音视频信号处理模块包括音频信号处理模块和视频信号处理模块；

所述音频信号处理模块将音频信号转换成数字音频信号；

所述视频信号处理模块将视频信号转换为数字视频信号；

上述控制模块是整套监控系统的总调度控制中心采用人机交互按键控制应用高性能微处理器设计，对球形探测器的姿态稳定、摄像头的水平观察视角调整、音视频信号的发送状态机照明设备的工作状态进行控制，并且控制手持设备的显示、回放、存储等指令均由控制模块放松；

手持设备的整体壳体设计，其内部的各部件与壳体相衔接的部分均采用胶垫结构。

本申请实施例公开的手持设备的工作原理图如图6所示，信号接收处理模块301可进行手动频率调节，可以接收一定频段内多个球形探测器的音视频信号并且可以直接将音视频信号区分传送给音视频信号处理模块302，所述音视频信号处理模块302内部设置有模数转换模块，将模拟音视频信号转换成数字信号，音视频信号处理模块对数字信号进行图像、声音处理后，将处理图像、声音信号发送至显示驱动模块303由显示设备308进行图像声音实时播放。

音视频信号处理模块302与音视频解码模块304为双向通道连接，音视频信号处理模块302处理完的音视频数据可通过音视频解码模块304编码后存储在音视频信号采集存储模块307内部；音视频信号采集存储模块307内存储的数据可以通过音视频解码模块304解码后发送给音视频信号处理模块302然后通过显示设备308进行数据重放。控制模块306完成电机及照明、手持设备的各模块之间的控制。其控制信号编码后通过无线数字信号发射模块305发送至球形探测器101，以控制电机及照明灯设备；控制模块306也包括对手持设备的图像声音信号的控制操作功能。

通过以上论述，本发明与现有技术相比具有明显的优点和使用效果。由以上技术方案可知，本发明探测器体积与棒球大小相同，可以在6米高处以自由落体撞击地面后仍然正常工作，具有一定防水防霉功能，适应未知情况的各种恶劣环境；360度全方位观察视角；自备电源、光源及一定的红外夜视功能，对环境光线程度要求极低；200米的无线音视频传输彻底解决通信电缆问题；手持设备接收模块具有接收频率可调节功能，可以在一定频段内通过切换对过个球形探测器传回的视频进行监控；经过音视频信号采集存储模块的压缩存储手持设备以AVI格式存储1小时的监控录像，并能实时回放。

本发明解决了特种作战、反恐、人质救援等行动中获悉未知环境中情况必要的抗环境干扰、抗冲击、全视角、位置灵活、声音及图像同时采集、不受数据传输线缆、持续的电源供应、光线情况等问题。且发明的监控设备体积小、重量轻、灵活便携，成本低廉、维修方便等实用特点。目前尚未发现同类设计公开发表或使用确属创新，不论在产品结构和功能上都有突破，在技术上有较大进步，并产生实用效果，具有广泛的应用价值。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种全方位球形摄像监视系统，其特征在于，包括：球形探测器和手持设备；

所述球形探测器采用整体棒球形设计，其底部为平台式结构，用于采集音视频信号，对所述音视频信号进行压缩处理后以模拟信号的方式发送至所述手持设备；

所述手持设备采用整体壳体设计，对所述球形探测器发送的模拟信号进行数字处理，并通过所述经过数字处理的模拟信号对所述球形探测器进行全向控制。

2.根据权利要求1所述的监视系统，其特征在于，所述球形探测器包括：摄像头、图像采集压缩处理模块、音视频发射调谐模块、麦克风音频模块、无线数字信号接收模块、数字控制模块、伺服系统和照明设备；

其中：所述摄像头感应外部环境的图像并转化为数字图像信号编码输出至所述图像采集压缩处理模块；

所述图像采集压缩处理模块将所述摄像头输出的数字图像信号进行压缩处理并转化为模拟信号发送至音视频发射调谐模块；

所述音视频发射调谐模块用于将所述图像采集压缩处理模块发送的模拟信号及所述麦克风音频模块采集的音频信号转化为固定频率的无线电信号发送至所述手持设备；

所述无线数字信号接收模块接收所述手持设备发送的数字信号，将所述数字信号区分处理发送至所述数字控制模块；

所述数字控制模块将所述无线数字信号接收模块发送的数字信号转换成控制指令，控制所述伺服系统、图像采集压缩处理模块和照明设备执行监视操作；

所述伺服系统用于控制摄像头做水平旋转和球形探测器的纠姿动作；

所述照明设备用于根据周围环境的明暗状况适时的为所述球形探测器提供照明光源。

3.根据权利要求1所述的监视系统，其特征在于，所述手持设备包括：显示设备、信号接收处理模块、音视频信号处理模块、显示驱动模块、无线数字信号发射模块、音视频信号采集存储模块、音视频解码模块和控制模块；

其中：所述信号接收处理模块接收所述球形探测器发送的音视频信号，并将所述音视频信号区分输出至所述音视频信号处理模块；

所述音视频信号处理模块将所述信号接收处理模块发送的音视频信号转换成数字音视频信号，并将所述数字音视频信号传送至显示驱动模块及音视频解码模块；所述音视频解码模块对所述数字音视频信号进行编码后发送至所述音视频信号采集存储模块进行存储；

所述音视频解码模块将所述音视频信号采集存储模块采集存储的数字音视频信号数据进行解码，并发送至所述音视频信号处理模块；

所述显示驱动模块接收所述音视频信号处理模块传送的数字音视频信号对所述音视频信号进行运算处理以驱动所述显示设备显示视频；

所述控制模块用于控制所述视频的显示、存储和回放，并根据所述显示视频传送数字信号至所述无线数字信号发射模块；

所述无线数字信号发射模块接收所述控制模块传送的数字信号，并以无线电信号的形式发送至所述球形探测器，控制所述球形探测器的姿态、音视频传送和照明设备的状态。

4.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述整体棒球形设计，其上半球采用抗冲击工程材料，下半球采用硬质铝合金及配种处理以保持良好的稳定状态；整个球体内部注射硅胶处理以产生抗外部冲击的内部反应力。

5.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述摄像头采用微型红外夜视摄像头，其水平视角为55度，垂直视角为41度，清晰度为450线，低照度为0.01Lux1/3。

6.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述图像采集压缩处理模块将所述摄像头输出的数字图像信号编码压缩处理后，转换成PAL或NTSC制式的模拟信号发送至音视频发射调谐模块。

7.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述音视频发射调谐模块同时处理所述图像采集压缩处理模块发送的模拟信号和所述麦克风音频模块采集的音频信号，将所述模拟信号和音频信号以预设定频率的无线电信号发送至所述手持设备。

8.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述照明设备采用高亮度发光二极管阵列。

9.根据权利要求2所述的监视系统，其特征在于，所述伺服系统包括：微型电机和减速器，所述微型电机和减速器采用一体化皮带传动设计，所述电机表面敷有硅胶。

10.根据权利要求3所述的监视系统，其特征在于，所述整体壳体设计中的各部件与壳体相衔接的部分采用胶垫结构。

11.根据权利要求3所述的监视系统，其特征在于，所述信号接收处理模块具有手动频率调节功能，可接收多个球形探测器的音视频信号，并可将所述音视频信号直接区分输出至所述音视频信号处理模块。

12.根据权利要求3所述的监视系统，其特征在于，所述音视频信号处理模块包括音频信号处理模块和视频信号处理模块；

所述音频信号处理模块将音频信号转换成数字音频信号；

所述视频信号处理模块将视频信号转换成数字视频信号。

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