CN102692787B - 小型多功能车载数字高清摄像仪 - Google Patents

Abstract

一种小型多功能车载数字高清摄像仪，其特征是包括组合红外灯（3）、摄像机（4）、强光灯（5）、底座（8）、垂直同步轮（11）、垂直皮带（12）、垂直电机（13）、水平电机（14）和导电滑环（16），底座（8）下部通过快装结构（10）连接有金属橡胶复合减震支架（15）。所述摄像机（4）为200万像素数字高清摄像机。该小型多功能红外车载云台摄像仪针对目前市场上的红外车载云台款式老、功能少、清晰度差的缺点，通过对市场上现有车载云台进行综合分析与研究，提出了从结构到电路全面更改与组合的方案，将一款全新结构与功能的产品推向市场，满足优、轻、稳、省、便的要求。

Description

小型多功能车载数字高清摄像仪

技术领域

本发明涉及摄像仪器领域，尤其是一种小型多功能车载数字高清摄像仪。

背景技术

现有的红外车载云台摄像仪是近年来安全监控系统中已形成广泛应用的产品，主要用于警车、安监车辆、安监船只等监控系统，由于人们对监控质量要求起来越高，设备的结构、安装、应用需要轻、稳、省、便，目前市场上的车载云台摄像仪在结构上均为铝合金结构，占用空间为0.02立方米左右，整机重量在5kg左右，设备安装在车上幌动大，有部分安装由四个弹簧结构组成的防震支架，但其存在四个弹簧一致性选取困难，特别是经过一段时间使用后四个弹簧变形不一致而直接影响图像效果，另外其加工复杂，用材用工成本大，安装也不简洁，很有必要进行改进。总之，传统的车载云台摄像仪，整体设备体积大，防水难度大、抗震性差，易损坏，返修率高，材料和加工成本也相应高；性能上，摄像机采用模拟信号处理方式的摄像机，清晰在420～520线，红外夜视距离在60～80米左右，且远近摄录图像清晰度不一致，自动变焦时近距离图像泛白和远距离图像模糊，其清晰度至少相差一倍；无警灯功能，这些已满足不了日益提升的安防监控要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型多功能车载数字高清摄像仪，该小型多功能红外车载云台摄像仪针对目前市场上的红外车载云台款式老、功能少、清晰度差的缺点，通过对市场上现有车载云台进行综合分析与研究，提出了从结构到电路及摄像机电路设计选配全面更改与组合的方案，将一款全新结构与功能的产品推向市场，满足优、轻、稳、省、便的要求。

本发明的技术方案是：

一种小型多功能车载数字高清摄像仪，包括组合红外灯3、摄像机4、强光灯5、底座8、垂直同步轮11、垂直皮带12、垂直电机13、水平电机14和导电滑环16，所述水平电机14设置在底座8上，水平电机14与导电滑环16连接，导电滑环16上方连接侧板6，侧板6内设有垂直电机13，垂直电机13通过垂直皮带12连接垂直同步轮11，垂直同步轮11连接摄像机4，摄像机4外缘设有环形分布的组合红外灯3，组合红外灯3的两侧设有强光灯5。

所述摄像机4为200万像素数字高清摄像机。

所述组合红外灯3外侧设有摄像机罩1。

所述强光灯5外侧设有灯罩2。

所述侧板6上设有主控线路板7。

所述导电滑环16下方设有电源输出线路板9。

所述底座8下部通过快装结构10连接有金属橡胶复合减震支架15。

本发明的有益效果是：

本发明的小型多功能红外车载云台摄像仪结构主要有摄像机机罩、左右灯罩、主座、左右侧板、左右侧盖板、底座、金属橡胶复合料减震支架等组成，摄像机机罩中装有一体摄像机机芯、红外夜视组合灯及遮光圈等；左右灯罩可安装强光警灯，也可根据夜视远距离要求配置需要装红外夜视组合灯；主座中装有垂直步进电机；左右盖板内分别装有云台控制主板和垂直传动限位机构；主座与底座之间用导电滑环连接，从而可使云台360度无限位旋转；底座内装有水平步进电机、电源和信号传输线路板，最低层为金属橡胶复合料减震支架，整个摄像仪可装在车顶、船顶或其它室外设施上。

本发明的小型多功能红外车载云台摄像仪，在结构上是一款全新结构云台，在功能上集高速车载云台、红外自动变光、数字高清摄像机、警灯搜索、减震座为一体的新型移动云台，既具有高速红外夜视云台摄像仪的全部功能，又具有夜视自动变光功能，同时还可以作低照度场合强光搜救、现场灯光指挥并同步视频摄录，真正做到了一机多用，为移动安防指挥车辆船只提供了极大方面，具有多功能、少设备、简安装、重量轻、体积小、性能优、稳定性好等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主控线路板的原理示意图。

图中：1为摄像机罩、2为灯罩、3为组合红外灯、4为摄像机、5为强光灯、6为侧板、7为主控线路板、8为底座、9为电源输出线路板、10为快装结构、11为垂直同步轮、12为垂直皮带、13为垂直电机、14为水平电机、15为金属橡胶复合减震支架、16为导电滑环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1，一种小型多功能车载数字高清摄像仪，包括组合红外灯3、数字高清摄像机4、强光灯5、底座8、垂直同步轮11、垂直皮带12、垂直电机13、水平电机14和导电滑环16，所述水平电机14设置在底座8上，水平电机14与导电滑环16连接，导电滑环16上访连接侧板6，侧板6内设有垂直电机13，垂直电机13通过垂直皮带12连接垂直同步轮11，垂直同步轮11连接摄像机4，摄像机4外缘设有环形分布的组合红外灯3，组合红外灯3的两侧设有强光灯5。

组合红外灯3外侧设有摄像机罩1。

强光灯5外侧设有灯罩2。

侧板6上设有主控线路板7。

导电滑环16下方设有电源输出及信号传输线路板9。

底座8下部通过快装结构10连接有金属橡胶复合减震支架15。

在电路上本发明集智能高速水平360度云台控制、红外自动变光、数字高清摄像机、警灯搜索等功能为一体进行综合设计，其电原理框图如图2所示。

为了解决目前市场上红外夜视监控设备中普遍存在的远距离夜视摄像效果和远近距离兼顾的问题，全新设计一种夜视球形云台自动变光控制线路，其工艺线路为：通过主控CPU软件自动检测摄像机变焦信号再输出到主控电路，由主控电路相应输出多路控制电压，机内红外灯板设计为按其角度分类装配并分组引出控制端，当夜视球形云台夜视自动运行期间图像随自动变焦（所视图像距离远近自动改变）时，主控电路相应输出的多路控制电压控制各组红外灯发光组，使夜视球形云台夜视自动运行期间图像随自动变焦时红外灯的发光强度和角度自动跟踪变换，达到红外球在自动变焦时远近距离摄录图像相互兼顾、近距离图像无泛白和远距离图像较为清晰的目的。

首先云台控制部分为一体化集成设计，有万向变速云台、多功能解码器、自动巡航、预置点设置与看守、断电记忆等功能，所有功能为智能化设计，由软件精心编程，防死机处理。外部控制云台运行各命令经485接口电路输入到主CPU芯片，经CPU处理输出控制信号，再经功率驱动，控制水平垂直电机运行，云台水平垂直传动采用步进电机加齿轮结构传动，确保巡航看守点定位精确，主芯片和各硬件均选用优质优性能材料，并进行足够的冗余设计，确保运行可靠性。

自行生产的采用非球面镜片结构和带cut结构的200百万高清摄像机芯作为摄像仪摄录信号采集主要零件，采用SONY EFFIO DSP设计方案，0.001LUX/F1.2（彩色）低照度特性、彩色内置IR-CUT低照度彩转黑自动切换等，其摄像机显示格式：720/1080P，为目前摄像机的最优级配置。

在小体积的红外车载云台上加装警灯控制装置是个全新的实施方法，成为了一种新型车载云台警灯，方便地解决了警车在低照度环境执行任务时摄录、搜救不方便的问题。其工作线路为：当警车在低照度环境需要对目标进行局部更高清摄录或搜索目标时，操作外部强聚集光源控制命令经485接口电路输入到主CPU芯片，经CPU处理输出控制信号，驱动云台灯罩内的强聚集LED白光灯，一个灯罩装有一组四个聚集LED灯，照射距离在200～300米，如二个灯罩装都装聚集LED灯，照射距离在300～400米以上。

在结构上，本发明在保证电路功能前提下将产品从产品精制、稳固、防水、外观流水型入手进行重新设计，上部设计为椭圆型摄像机视窗垂直翻动座结构，用于安装高清摄像机与具有自动变光功能的夜视灯板，其两边为可拆卸桶型灯罩，两灯罩间用流水型横宽扁担结构与摄像机视窗座相连接；两灯罩可根据实际需要装强聚集LED白光搜索灯或红外夜视LED阵列灯。云台中间为三片式梯形水平转动结构，分别安装水平垂直传动机构、智能高速运行云台控制主板、垂直步进电机等；云台下部为微梯形圆台结构，分别安装云台电源传输信号控制板与水平步进电机等，圆台底部为快装式结构，便于产品安装调试与维护；整体结构占用空间为0.006立方米左右，为目前产品的三分之一左右，整机重量在2.6kg，为目前市场产品的一半左右。外部材料均采用为铝合金表面喷塑加工，连线为内部暗埋式，外壳关键部位用密封圈及防水胶作防水处理，起到防水防法的作用，其外壳防护等级为IP65级。

云台底部采用复合材料型减震支架，其支架设计为中间橡胶而上下二片为金属板,支架中间为大圆孔，用于穿放车载云台信号与控制线。具体实施方法为:支架上下两块大小与上述云台圆台底部相同的圆形2毫米冷轧钢板，板上钻有安装固定孔，上部安装快装板座，中部为硬性橡胶，利用专用模具将上下圆板与橡胶内采用高温硫化热合定形。这样设计的支架既具有良好的减震效果，又有可靠的稳固性能，很好地满足了其车载设备稳定、可靠防震的安装要求。

结构安装说明：

小型多功能车载数字高清摄像仪结构主要有摄像机机罩、左右灯罩、主座、左右侧板、左右侧盖板、底座、减震支架等组成，摄像机机罩中装有一体摄像机机芯、红外夜视组合灯及遮光圈等；左右灯罩可安装强光警灯，也可根据夜视远距离要求配置需要装红外夜视组合灯；主座中装有垂直步进电机；左右盖板内分别装有云台控制主板和垂直传动限位机构；主座与底座之间用导电滑环连接，从而可使云台360度无限位旋转；底座内装有水平步进电机、电源和信号传输线路板，最低层为金属橡胶复合料减震支架，整个摄像仪可装在车顶、船顶或其它室外设施上。

产品实现主要参数指标为：

⑴RS-485总路线控制，集成多协议通讯；

⑵水平360°无限位旋转，手动速度0～100°/S可调；垂直-20～90°旋转，并超过90°自动翻转，手动速度0～30°/S可调；

⑶定位精确度±0.1°；

⑷摄像机显示格式：720/1080P；

⑸最低照度：0.001LUX/F1.2

⑹红外夜视距离：＞100米；

⑺云台在自动变焦至近距离5米时图像清晰且不泛白；远距离70米时图像清晰无模糊。

⑻聚集白光有效可视距离＞200米。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.一种小型多功能车载数字高清摄像仪，其特征是包括组合红外灯（3）、摄像机（4）、强光灯（5）、底座（8）、垂直同步轮（11）、垂直皮带（12）、垂直电机（13）、水平电机（14）和导电滑环（16），所述水平电机（14）设置在底座（8）上，水平电机（14）与导电滑环（16）连接，导电滑环（16）上方连接侧板（6），侧板（6）内设有垂直电机（13），垂直电机（13）通过垂直皮带（12）连接垂直同步轮（11），垂直同步轮（11）连接摄像机（4），摄像机（4）外缘设有环形分布的组合红外灯（3），组合红外灯（3）的两侧设有强光灯（5）；所述组合红外灯（3）外侧设有摄像机罩（1）；所述摄像机（4）为200万像素数字高清摄像机；所述强光灯（5）外侧设有灯罩（2）；所述侧板（6）上设有主控线路板（7）；所述导电滑环（16）下方设有电源输出线路板（9）；所述底座（8）下部通过快装结构（10）连接有金属橡胶复合减震支架（15）。