CN102497503A - 全天候彩色图像白激光监控系统装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于主动照明监控领域，提供了运转天候彩色图像白激光监控系统装置及方法，其包括CPU、摄像机、激光电源、激光器、步进电机和激光扩束系统，其中：CPU为控制核心，其与摄像机电性连接，判断摄像机镜头位置；CPU控制步进电机带动激光扩束系统与摄像机的镜头同步变焦；CPU控制激光电源，进而控制激光器，同时经过光纤由激光器提供激光扩束系统的激光电源；监控系统接收摄像机的镜头位置信号，控制激光器发射白激光，白激光照射目标物，目标物反射的白激光，由摄像机的镜头接收，经过图像处理得到彩色图像。本发明系统装置结构紧凑，自动化程度高，改变了以往在夜间只能采用黑白色彩监控或无法实现监控的状况，实现了在夜间彩色图像的监控。
Description
技术领域
本发明属于主动照明监控领域，特别是一种激光照明监控系统，尤其是在主动照明监控系统中应用的全天候彩色图像白激光监控系统装置及方法。
背景技术
目前，在夜间视频监控中，由于受光线亮度的限制，达不到监视的目的，因此，需要激光照明器的辅助。通过调节发射激光束的聚焦状态（发散角），将目标全部或目标的关键特征部位照亮，满足接收系统探测要求，实现对目标的成像和观察的目的。
目前激光照明普遍采用的是808nm,915nm,940nm,975nm的单波长激光照明，在夜间由于红外滤光片的作用，摄像机接收物体反射的单色激光而形成黑白图像，而在夜间如何也能够实现彩色图像的监控是本系统要解决的问题。
发明内容
为了克服激光夜视监控成黑白图像的不足，本发明提供了一种白激光在夜视监控中应用的系统，实现通过白激光监控系统照射目标物，反射的白激光由摄像机的镜头接收，经摄像机处理后而成彩色图像的功能，以实现全天候彩色成像。
本发明是通过如下技术措施实现的：全天候彩色图像白激光监控系统装置包括CPU、摄像机、激光电源、激光器、步进电机和激光扩束系统。CPU和摄像机电性连接，通过串行口接收摄像机的信号，CPU处理该信号，根据处理的信号，CPU控制步进电机带动激光扩束系统的镜片前进或后退，进而改变输出白激光的发散角，同时达到与摄像机的镜头同步变焦的目的；控制激光电源进而控制激光器输出白激光，CPU控制激光电源，调整激光器功率大小，进而控制激光器输出白激光，输出的白激光经光纤提供给激光扩束系统白激光光源，白激光照射目标物，目标物反射的白激光，由摄像机的镜头接收，经过摄像机的处理得到彩色图像。
其中激光扩束系统采用专利号CN200920027585.0、名称为“大角度激光变焦照明装置”的公开专利中的部分内容。“大角度激光变焦照明装置”的技术方案为：它包括半导体激光器，在半导体激光器后面固定设置有散热装置，半导体激光器的前面依次设置有光学整形匀化装置、薄透镜组；薄透镜组通过机械传动机构带动其上述装置前后移动，薄透镜组和光学整形匀化装置间的间隔L满足：0≤L≤f，其中f为薄透镜组的焦距，所述薄透镜组具有正光焦度，F数的范围为：0.8≤F≤1.2。其照明角度电动控制，最大照明角度达到45°以上，最小照明角度在2°以下，可根据摄像机不同视场角进行照明角度连续调节。本发明利用该“大角度激光变焦照明装置”中的光学整形匀化装置、薄透镜组及机械传动机构。
本发明的具体包括： CPU、摄像机、激光电源、激光器、步进电机和激光扩束系统，其：
CPU为控制核心，与摄像机电性连接，接收摄像机的镜头的信号，判断摄像机镜头位置；
CPU控制步进电机带动激光扩束系统与摄像机的镜头同步变焦；
CPU控制为激光器提供电源的激光电源，进而控制激光器，同时控制激光器发出白激光，经过光纤由激光器提供激光扩束系统的激光电源，经过摄像机图像处理得到彩色图像，实现了彩色成像的目的。
监控系统接收摄像机的镜头位置信号，控制激光器发射标准白激光，白激光照射目标物，目标物反射的白激光，由摄像机的镜头接收，经过图像处理得到彩色图像。
本发明的监控系统中，其对激光器的温度控制由温度传感器进行数据采集，如果温度超过正常工作设定值，自动关闭激光电源，温度恢复正常后自动开启；以及在监控系统中采用了用于对电机的运转进行控制的霍尔元件；用于判断监控系统中的光敏电阻元件。
一种全天候彩色图像白激光监控系统装置的监控方法：
1）由CPU与激光电源通过串口方式进行通信，CPU按照232串口协议向电源电路发送控制指令，调节电源电路输出电流，改变其输出驱动电流的大小，从而达到调节激光器光功率的目的；
2）对激光器的工作温度进行采集，如果温度超过正常工作设定值，自动关闭激光电源，温度恢复正常后自动开启；
3）目标物反射的白激光由摄像机的镜头接收，经过摄像机图像处理得到彩色图像，所述的控制部分的控制步骤；
a、开始系统初始化，进行系统运行；
b、进行电机反转，判断应用于电机监控系统中的霍尔元件信号是否为低电平，控制其电机运行或停止运行；
c、判断监控系统中的光敏电阻信号是否为高电平，是否启动激光电源或者关闭激光电源；通过串口接收信号进行镜头位置信号判断，从而进行光功率调节和光斑调节；
d、通过监控系统中的温度传感器进行温度控制，判断激光器温度是否超限，超限则进行报警、急停，否则继续运行并监控。
本发明系统装置结构紧凑，机械与电气设备装置配置合理，自动化程度高，运行可靠，改变了以往在夜间只能采用黑白色彩监控或无法实现监控的状况，实现了在夜间彩色图像的监控，具有明显的技术进步性。
附图说明
图1为本发明全天候彩色图像白激光监控系统装置原理框图。
图2为本发明控制部分程序流程图。
附图中序号含义：1.CPU、2.摄像机、3.激光电源、4.激光器、5.步进电机、6.激光扩束系统。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，如附图1和附图2所示，分别为本发明的白激光监控系统装置原理框图和控制部分程序流程图。如附图1所示，本发明由CPU 1、摄像机2、激光电源3、激光器4、步进电机5、激光扩束系统6组成，系统通过如下方式进行工作：
CPU 1通过串口方式和摄像机2电性连接，接收摄像机镜头返回的位置信号，CPU 1处理该信号，根据处理的信号，CPU1控制控制步进电机5带动激光扩束系统6前进或后退，从而达到与摄像机镜头同步变焦的目的，与此同时，CPU 1控制激光电源3，调整激光器4功率大小，激光器4提供给激光扩束系统6光源。
通过返回的控制信号，由CPU 1与激光电源通过串口方式进行通信，CPU 1按照232串口协议向电源电路发送控制指令，调节电源电路输出电流，改变其输出驱动电流的大小，从而达到调节激光器光功率的目的，同时经过光纤由激光器4提供激光扩束系统6激光光源。
对激光器4的温度进行采集，如果温度超过正常工作设定值，自动关闭激光电源，温度恢复正常后自动开启。
所述的激光器4输出一束标准白激光，输出的白激光通过光纤由激光扩束系统6发射，实现由白激光照射目标物。
目标物反射的白激光由摄像机2的镜头接收，经过摄像机2图像处理得到彩色图像。所述的控制部分的具体控制方法步骤；
1、由CPU 1与激光电源3通过串口方式进行通信，CPU 1按照232串口协议向电源电路发送控制指令，调节电源电路输出电流，改变其输出驱动电流的大小，从而达到调节激光器4光功率的目的。
2、对激光器4的工作温度进行采集，如果温度超过正常工作设定值，自动关闭激光电源3，温度恢复正常后自动开启。
3、目标物反射的白激光由摄像机2的镜头接收，经过摄像机2图像处理得到彩色图像。
4、具体监控方法步骤；
1）、开始系统初始化，准备系统运行；
2）、电机反转，判断监控系统中的霍尔元件信号是否为低电平，是，电机停止，复位停止；
3）、判断监控系统中的光敏电阻信号是否为高电平，是，则启动激光电源，通过串口接收信号进行镜头位置信号判断，从而进行光功率调节和光斑调节，否，则关闭激光电源；
4）、通过温度传感器进行温度控制，判断激光器温度是否超限，是，则进行报警，急停，否，则继续监控。
Claims (3)
1.一种全天候彩色图像白激光监控系统装置，其激光扩束系统（6）为该系统装置组成之一，其特征在于包括： CPU（1）、摄像机（2）、激光电源（3）、激光器（4）、步进电机（5），其：
CPU（1）为控制核心，与摄像机（2）电性连接，判断摄像机镜头位置；
CPU（1）控制步进电机（5）带动激光扩束系统（6）与摄像机（2）的镜头同步变焦；
CPU（1）控制为激光器（4）提供电源的激光电源（3），进而控制激光器（4），同时经过光纤由激光器（4）提供激光扩束系统（6）的激光电源。
2.根据权利要求1所述的白激光监控系统装置，其特征在于： 监控系统接收摄像机的镜头位置信号，控制激光器（4）发射白激光，白激光照射目标物，目标物反射的白激光，由摄像机（2）的镜头接收，经过图像处理得到彩色图像。
3.一种全天候彩色图像白激光监控系统装置的监控方法，其特征在于：
1）由CPU（1）与激光电源通过串口方式进行通信，CPU（1）按照232串口协议向电源电路发送控制指令，调节电源电路输出电流，改变其输出驱动电流的大小，从而达到调节激光器（4）光功率的目的；
2）对激光器（4）的工作温度进行采集，如果温度超过正常工作设定值，自动关闭激光电源（3），温度恢复正常后自动开启；
3）、目标物反射的白激光由摄像机（2）的镜头接收，经过摄像机（2）图像处理得到彩色图像；
4）、具体监控方法步骤；
a、开始系统初始化，进行系统运行准备；
b、进行电机反转，判断应用于电机监控系统中的霍尔元件信号是否为低电平，控制其电机运行或停止运行；
c、判断监控系统中的光敏电阻信号是否为高电平，是否启动激光电源或者关闭激光电源；通过串口接收信号进行镜头位置信号判断，从而进行光功率调节和光斑调节；
d、通过监控系统中的温度传感器进行温度控制，判断激光器温度是否超限，超限则进行报警、急停，否则继续运行并监控。
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| CN201110384084XA CN102497503A (zh) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 全天候彩色图像白激光监控系统装置及方法 |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120613 |