CN102256066A - 红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法，红外高速球，其包括摄像模组、LED灯组、感光模组、LED驱动模块和用于根据感光模组获得的环境亮度输出相应的PWM信号，使LED驱动模块输出相应电流的主控制器；所述LED灯组通过LED驱动模块与主控制器的PWM输出端口连接，所述感光模组和摄像模组分别与主控制器连接。本发明通过感光模组实时感应环境亮度的变化，将光信号转换成相应的电信号，使主控制器改变其PWM波形来控制LED驱动模块的输出电流，从而调节红外灯的亮度，同时主控制器通过串行通讯读取摄像模组是否过度曝光，来微调红外灯的亮度，从而使摄像模组拍摄到清晰的画面。

Description

红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法

技术领域

本发明涉及安防视频监控领域，特别涉及一种红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法。

背景技术

随着社会经济和电子技术的快速发展，人们的安全意识也在增加，安防监控市场进入了高速发展阶段，在车站、宾馆、休闲娱乐所、旅游景点、广场及街道已成了为安防监控的主要应用场所。

安防监控系统要求白天和晚上都能全程监控，因此红外高速球在安防领域得到了广泛运用。红外高速球一般包括摄像头及其感光元件、红外灯、球罩、旋转装置和红外灯控制电路。目前，红外高速球一般采用炮弹型LED作为红外灯，在监控时，摄像机感光元件在环境光线低的时候需要借助红外灯发出的光线来辅助曝光，最终得到清晰的图像。

请参阅图1，传统型的炮弹型LED其发光芯子放射的光，直接通过前方的树脂透镜控制一部分的光，然后再发射出去，这种反射方式一般只能控制1/3的光源，所以该炮弹型LED的电流对其亮度的影响非常小，也就是说这类LED的亮度不会随其电流的变化而变化，所以该炮弹型LED只具有两种工作模式：开或者关。

在安防系统工作时，当环境亮度不是很低或者被摄物体距离较近时，如果红外灯亮度过高会直接影响摄像机曝光过度，导致图像发白而无法得到清晰的图像。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法，能智能调节其红外灯的亮度，从而获得清晰的视频图像。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种红外高速球，其包括用于获取图像的摄像模组和用于发出红外光的LED灯组；其中，还包括：用于实时感应环境亮度的感光模组；用于调节LED灯组的亮度的LED驱动模块；用于根据感光模组获得的环境亮度输出相应的PWM信号，使LED驱动模块输出相应电流的主控制器；所述LED灯组通过LED驱动模块与主控制器的PWM输出端口连接，所述感光模组和摄像模组分别与主控制器连接。

所述的红外高速球，其中，还包括分压及滤波电路，所述分压及滤波电路分别与所述感光模组和主控制器连接。

所述的红外高速球，其中，所述感光模组为光敏电阻。

所述的红外高速球，其中，所述LED灯组包括4组LED灯。

所述的红外高速球，其中，每一组LED灯包括6颗发射型LED灯。

所述的红外高速球，其中，所述LED驱动模块采用型号为MBI1801的恒流驱动IC。

所述的红外高速球，其中，主控制器采用型号为LPC2214的集成芯片。

一种红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其中：包括

由摄像模组获取视频图像；

启动感光模组感应环境亮度，并判断环境亮度等级是否发生变化，如果是，则执行步骤C；否则，返回步骤A；

由主控制器改变其PWM信号的输出波形，调节LED驱动模块的输出电流，调整LED灯组的亮度等级；

由主控制器读取摄像模组的亮度值，并判断摄像模组获取的视频图像是否过度曝光，如果是则返回步骤C；否则，结束LED灯组的亮度调整。

所述红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其中，主控制器读取摄像模组的亮度值的间隔时间为20-40秒。

所述红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其中，在步骤B之后，所述的方法还包括：

启动分压及滤波电路对感光模组产生的电压信号进行分压和滤波处理。

本发明提供的一种红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法，通过感光模组实时感应环境亮度的变化，将光信号转换成相应的电信号，使主控制器改变其PWM波形来控制LED驱动模块的输出电流，从而调节红外灯的亮度，同时主控制器通过串行通讯读取摄像模组是否过度曝光，来微调红外灯的亮度，从而使摄像模组拍摄到清晰的画面。

附图说明

图1为炮弹型LED反射光线的示意图。

图2为本发明实施例提供的红外高速球的结构框图。

图3为本发明实施例提供的红外高速球的电路原理图。

图4为反射型LED反射光线的示意图。

图5为本发明实施例红外高速球智能调节红外灯亮度的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2和图3，本发明实施例提供的红外高速球包括摄像模组11、感光模组21、LED灯组31、LED驱动模块41和主控制器51。所述LED灯组31通过LED驱动模块41与主控制器51的PWM输出端口连接，摄像模组11与主控制器51的串行接口连接，所述主控制器51还与感觉模组连接。

其中，红外高速球与安防系统的主机相连，用于拍摄其探测区域内的视频画面。所述摄像模组11用于实时获取视频图像，并在安防系统的显示器中显示。所述LED灯组31用于发出红外光，辅助摄像模组11曝光。所述LED驱动模块41受控于主控制器51，用于驱动LED灯组31点亮或者熄灭，并且在LED灯组31点亮时调节LED灯组31的亮度。

所述感光模组21用于实时感应环境亮度，并根据环境亮度等级的变化，使其电压相应变化。主控制器51用于根据感光模组21获得的环境亮度判断是否开启LED灯组31，并输出相应的PWM信号，使LED驱动模块41输出相应电流，从而调节LED灯组31的亮度。

请继续参阅图2和图3，为了滤除感光模组21在光电转换时产生的干扰，红外高速球还包括一分压及滤波电路61，所述分压及滤波电路61分别与所述感光模组21和主控制器51连接。在具体实施时，该分压及滤波电路61包括电阻R1和电容C1，所述电阻R1的一端与主控制器51连接，另一端接地，所述电容C1并接在电阻R1的两端。

本实施例中，所述感光模组21采用光敏电阻RG1，该光敏电阻RG1是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。当入射光增强时，其电阻随之减小；当入射光减弱时，其电阻随之增大。所以，该光敏电阻用于对光的测量和控制，将光的变化转换为了电的变化。当然，在其它实施例中，该光敏电阻还可以用其它感光元件代替。

请继续参阅图3，所述LED驱动模块41采用型号为MBI1801的恒流驱动IC。主控制器51为一单片机，其采用型号为LPC2214的集成芯片，该单片机通过光敏电阻RG1，结合摄像模组11的曝光数据共同来判断环境的亮度，并根据该数据来调整红外灯的亮度，最终使摄像模组不过曝，得到清晰的视频图像，从而达到视频监控的目的。

本实施例中，所述LED灯组31采用的红外灯为反射型LED灯，请参阅图4，反射型LED（Single Reflection LED，简称SRLED）不同于传统的炮弹型LED。反射型LED的发光原理是首先将发光芯子的光发射到后面的反射镜，再通过反射镜反射到前面的可控制光源，反射型LED发射的光90%以上都能被有效利用，因此其亮度比炮弹型LED高2.5倍以上，它是新型的红外灯，在监控领域是一种新的应用。

优选的，所述LED灯组31包括4组LED灯，并且每一组LED灯包括6颗反射型LED灯。请参阅图3，恒流驱动IC采用MBI1801芯片，其可调节的恒流电流的范围为0～1.2A。在具体实施时，4组红外灯总的可调电流范围是0～1A，所以每组分到电流范围是0～250MA，而反射型LED会随着电流的大小变化发出红外光的强度也相应变化，本实施例将红外灯的电流分成4个等级：130MA、180MA、220MA、240MA。单片机可根据光敏电阻获得的亮度等级及摄像模组11的曝光度，将LED灯组31的电流进行四个等级的调节，使摄像模组11不过曝，直到拍摄到清晰的图像。

当然，在其它实施例中，LED灯组31的数量还可以根据该红外高速球实际安装的环境进行设计，其反射型LED灯的亮度等级还可以设置更多等级，满足其实际工作环境的需求。

基于上述的红外高速球，本发明实施例还对应提供该红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，请参阅图5，所述的方法包括：

S110、由摄像模组获取视频图像；

S120、启动感光模组感应环境亮度，并判断环境亮度等级是否发生变化，如果是，则执行步骤S130；否则，返回步骤S110；

S130、由主控制器改变其PWM信号的输出波形，调节LED驱动模块的输出电流，调整LED灯组的亮度等级；

S140、由主控制器读取摄像模组的亮度值，并判断摄像模组获取的视频图像是否过度曝光，如果是则返回步骤S130；否则，结束LED灯组的亮度调整。

其中，在步骤S120之后，所述的方法进一步包括：启动分压及滤波电路对感光模组产生的电压信号进行分压和滤波处理。

其中，在步骤S130中，主控制器调整LED灯的亮度时，包括三种情况：当感光模块的采样信号表示环境亮度变暗时，主控制器改变其PWM输出波形，使LED驱动模块的输出电流升高，从而使LED灯组的亮度变亮，再由主控制器读取摄像模组的曝光值，并判断图像是否发白，如果图像发白，再降低LED灯组的亮度等级，如果图像正常则结束LED灯的亮度调整，并维持原状拍摄图像；当感光模组的采样信号表示环境亮度变亮时，主控制器改变其PWM输出波形，使LED驱动模块的输出电流降低，从而使LED灯组的亮度变暗，再由主控制器读取摄像模组的曝光值，并判断图像是否发白，如果图像发白，再降低LED灯组的亮度等级，如果图像正常则结束LED灯的亮度调整；当LED灯的亮度调整好后，环境亮度没有变化时，红外高速球则维持原状拍摄图像。

其中，在LED灯亮度调节之后，主控制器延时20-40秒读取一次摄像模组的亮度值。在具体实施时，所述主控制器读取摄像模组的亮度值的间隔时间优选为30秒。

综上所述，本发明提供的一种红外高速球及其智能调节红外灯亮度的方法，通过感光模组实时感应环境亮度的变化输出相应的电压信号，使主控制器改变其PWM波形来控制LED驱动模块的输出电流，从而调节红外灯的亮度，同时主控制器通过串行通讯读取摄像模组是否过度曝光，来微调红外灯的亮度，从而使摄像模组拍摄到清晰的画面。

本发明实施提供的红外高速球采用了反射型LED，使红外灯的亮度可以根据环境和摄像模组的曝光值智能地调节，并且通过PWM信号波形来控制恒流驱动IC的输出电流，在本领域是一种新的应用，提供了一种全新的红外灯亮度控制技术。同时该红外高速球完全通过单片机自动调节红外灯的亮度，降低了人力成本，给用户带来了极大的方便。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外高速球，其包括用于获取图像的摄像模组和用于发出红外光的LED灯组；其特征在于，还包括：

用于实时感应环境亮度的感光模组；

用于调节LED灯组的亮度的LED驱动模块；

用于根据感光模组获得的环境亮度输出相应的PWM信号，使LED驱动模块输出相应电流的主控制器；

所述LED灯组通过LED驱动模块与主控制器的PWM输出端口连接，所述感光模组和摄像模组分别与主控制器连接。

2.根据权利要求1所述的红外高速球，其特征在于，还包括分压及滤波电路，所述分压及滤波电路分别与所述感光模组和主控制器连接。

3.根据权利要求1所述的红外高速球，其特征在于，所述感光模组为光敏电阻。

4.根据权利要求1所述的红外高速球，其特征在于，所述LED灯组包括4组LED灯。

5.根据权利要求4所述的红外高速球，其特征在于，每一组LED灯包括6颗发射型LED灯。

6.根据权利要求1所述的红外高速球，其特征在于，所述LED驱动模块采用型号为MBI1801的恒流驱动IC。

7.根据权利要求1所述的红外高速球，其特征在于，主控制器采用型号为LPC2214的集成芯片。

8.一种权利要求1所述红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其特征在于：包括

由摄像模组获取视频图像；

启动感光模组感应环境亮度，并判断环境亮度等级是否发生变化，如果是，则执行步骤C；否则，返回步骤A；

由主控制器改变其PWM信号的输出波形，调节LED驱动模块的输出电流，调整LED灯组的亮度等级；

由主控制器读取摄像模组的亮度值，并判断摄像模组获取的视频图像是否过度曝光，如果是则返回步骤C；否则，结束LED灯组的亮度调整。

9.根据权利要求8所述红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其特征在于，主控制器读取摄像模组的亮度值的间隔时间为20-40秒。

10.根据权利要求8所述红外高速球智能调节红外灯亮度的方法，其特征在于，在步骤B之后，所述的方法还包括：

启动分压及滤波电路对感光模组产生的电压信号进行分压和滤波处理。

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