CN102833529B - 一种带测距稳像功能的多光谱监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，包括底座、室外载重云台和镜头载体，特征在于：镜头载体上设置有热像仪、可见光镜头摄像机和激光测距机；室外载重云台内设有电路部分，电路部分包括控制板、视频选择模块、字符叠加模块和电机驱动模块，热像仪、可见光摄像机的视频输出端均与视频选择模块相连接，视频选择模块经由字符叠加模块与控制板相连接；控制板经电机驱动模块连接有水平驱动电机和俯仰驱动电机，控制板经通讯总线与激光测距机相连接。采用可见光摄像机与热像仪双光谱成像设备，实现昼夜连续远程监控，可测量监控目标的距离，同时具有图像去抖功能，配合万向变速重载云台，转动平稳，实现了全方位无盲角监控，并做到了高精度定位。

Description

一种带测距稳像功能的多光谱监控系统

技术领域

本发明涉及一种带测距稳像功能的多光谱监控系统，更具体的说，尤其涉及一种可昼夜进行视频信息采集且具有激光测距功能的多光谱监控系统。

背景技术

视频监控、取证在安防系统中起着日益重要的作用，已广泛应用于公安、边防、银行、油田等各个行业。虽然现在市场上已有昼夜监控功能的设备，但在监控的同时能实现对目标测距的还没有出现。在监控的过程中，随时获取被监控对象与监控设备之间的距离尤为重要，以便对监控对象做出客观的评价和判断。

    绝大多数的监控设备均设置在室外，受外界工作环境的影响，例如刮风天气，使得监控设备采集的图像十分容易产生抖动，影响成像质量；无法满足要求较高的场合。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可昼夜进行视频信息采集且具有激光测距功能的多光谱监控系统。

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，包括底座、可绕底座水平转动的室外载重云台以及可相对于室外载重云台俯仰转动的镜头载体，其特别之处在于：所述镜头载体上设置有热像仪、可见光镜头摄像机和激光测距机，激光测距机包括激光发射镜头和激光接收镜头；室外载重云台内设置有实现图像采集和控制的电路部分，所述电路部分包括控制板、视频选择模块、字符叠加模块和电机驱动模块，热像仪、可见光摄像机的视频输出端均与视频选择模块相连接，视频选择模块经由字符叠加模块与控制板相连接；控制板经电机驱动模块连接有水平驱动电机和俯仰驱动电机，控制板经通讯总线与激光测距机相连接，控制板上设置有CVBS视频输出端口。

通过水平驱动电机的驱动，室外载重云台可在水平方向内进行转动；在俯仰电机的驱动下，镜头载体可实现俯仰运动；这样，就实现了固定在镜头载体上的热像仪、激光测距机和可见光镜头摄像机的自由运动，有利于实现全方位的图像、视频信息采集。控制板实现运算和控制作用，视频选择模块在控制板的控制下，确定采用可见光镜头摄像机还是热像仪进行图像采集，以便实现视频信息的昼夜不间断采集。通过激光测距机可有效地测量出目标距离。

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，所述控制板与视频选择模块、字符叠加模块和可见光镜头摄像机的控制端均相连接；控制板通过RS485、RS422总线分别与热像仪、激光测距机相连接。控制板通过字符叠加模块，可在视频、图像信息上增加控制信息。

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，包括与控制板的CVBS视频输出端口相连接的稳像模块；控制板上设置有与监控设备相连接的RS422通讯端口，控制板还连接有对设备进行编码的拨码开关电路。通过增设稳像模块，可有效去除由于外界环境（例如刮风天气）所带来的图像抖动。监控设备通过RS422总线与控制板相连接，可有效地实现对整个多光谱监控系统的控制。

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，所述室外载重云台与底座通过竖立轴转动连接，镜头载体与室外载重云台通过水平轴转动连接；水平驱动电机、俯仰驱动电机通过独自的传动机构分别实现对竖立轴、水平轴的驱动。

本发明的有益效果是：本发明通过在镜头载体上设置热像仪、可见光镜头摄像机和激光测距机，并在室外载重云台内设置相应的电路部分，不仅有效地实现了对监控现场昼夜的视频、图像信息采集，还可有效地测出目标的距离信息，更加适于公安、边防、银行、油田等行业的监控需求。通过在视频信号的输出端增设稳像模块，有效地避免了恶劣室外环境所造成的图像、视频抖动现象。本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，具有转动平稳，昼夜连续监控，隐蔽性好、不受光源限制、图像稳定清晰的特点，同时具有激光测距功能，适合于油田、边防等远距离监控应用。

附图说明

图1为本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统的结构图；

图2为本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统的电路原理图；

图3为本发明中电路部分的原理图。

图中：1底座，2室外载重云台，3镜头载体，4水平轴，5热像仪，6可见光镜头摄像机，7激光发射镜头，8激光接收镜头，9遮挡板，10竖立轴，11激光测距机，12电源模块，13稳像模块，14控制板，15视频选择模块，16字符叠加模块，17监控设备，18拨码开关电路，19电机驱动模块，20水平驱动电机，21俯仰驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统的结构图，其包括底座1、室外载重云台2、镜头载体3、热像仪5、可见光镜头摄像机6、激光发射镜头7、激光接收镜头8、遮挡板9。所示的底座1起固定和支撑作用，室外载重云台2通过竖立轴10转动地固定在底座1上；镜头载体3通过水平轴4转动地固定在室外载重云台2上，室外载重云台中设置有电路部分。热像仪5、可见光镜头摄像机6、激光发射镜头7、激光接收镜头8均设置在镜头载体3的同一侧面上，激光发射镜头7和激光接收镜头8形成了激光测距机11。遮挡板9设置在镜头载体3的上部，可实现有效遮光、保护作用。

如图2所示，给出了发明的多光谱监控系统的电路原理图，所示的电源模块12、稳像模块14、热像仪5、可见光镜头摄像机6和激光测距机11均与室外载重云台2中的电路部分相连接。电源模块12用于给整个监控系统提供电能，室外载重云台2中的电源模块分别给热像仪5、可见光镜头摄像机6和激光测距机11提供12V或24V直流电。热像仪5、可见光镜头摄像机6的视频信号输出端均输入到室外载重云台2中的电路部分，室外载重云台2中的电路部分的视频输出信号经过稳像模块13的处理后再进行输出，室外载重云台2中的电路部分还通过RS422与控制设备相连接，以便实现对整个监控系统的控制。

如图3所示，给出了室外载重云台2中的电路部分的电路图，其包括控制板14、视频选择模块15、字符叠加模块16、监控设备17、拨码开关电路18、电机驱动模块19、水平驱动电机20以及俯仰驱动电机21。控制板14由微控制器构成，实现运算和控制作用；热像仪5、可见光镜头摄像机6的视频信号输出端均与视频选择模块15的输入端相连接，视频选择模块15经由字符叠加模块16与控制板14的视频信号输入端口相连接，字符叠加模块16。通过字符叠加模块，可在视频、图像信息上增加控制信息。在白天光照较强的情形下，控制板14通过视频选择模块15选取可见光镜头摄像机6进行监控视频信息采集；在夜间光照较弱的情形下，视频选择模块15在控制板14的控制下，选用热像仪5进行视频信息采集。

控制板14还与热像仪5、可见光镜头摄像机6的控制端相连接，以便控制可见光镜头摄像机6的变倍、变焦，控制热像仪5的成像参数。控制板14通过RS422通讯总线与激光测距机11相连接，以便对激光测距机11进行控制和采集其测量的数据信息。控制板14也通过RS422形式的总线与监控设备17相连接，在使用的过程中，监控设备17将控制信息传输至控制板14中，再有控制板14发送至相应的设备。

控制板14的CVBS视频输出经过稳像模块13的处理后再进行输出，通过稳像模块13的处理，可去除视频图像中的抖动现象。控制板14通过电机驱动模块19对水平驱动电机20和俯仰驱动电机21进行控制，水平驱动电机20、俯仰驱动电机21通过各自的传动机构分别对竖立轴10、水平轴4进行驱动。在水平驱动电机20对竖立轴10的驱动下，可实现室外载重云台2在水平方向的转动；在俯仰驱动电机21对水平轴4的驱动下，可实现镜头载体3的俯仰运动。控制板14还连接有拨码开关电路18，以便实现对相应监控系统的编码作用。

本发明的带测距稳像功能的多光谱监控系统，摄像机与热像仪有效结合，可采用可视距离为5000米的摄像机、可发现2800米处的人员、车辆等目标的热像仪最远，同时可测量目标的距离，并且可以消除因安装杆的晃动引起的图像抖动，为后端设备提供一个清晰稳定的图像。可采用载重为50kg、水平0.01-12°/S、俯仰0.01-8°/S无级变速、高精度的室外重载云台，室外重载云台中内置解码器和导电滑环，水平360°连续无限位旋转，具有云台水平俯仰角度、镜头变倍聚焦功能。精铸铝合金外壳，防尘防水抗冲击，IP66防护等级。

可采用60倍变焦、像面1/2''、视场角28.7-0.5°、一体化ICR双滤光片日夜切换，且最低照度彩色0.02lux、黑白0.0009lux、可视距离为5000米的可见光镜头摄像机。可采用36～180mm连续变焦、视场角为3.9°×2.9°～19°×14.5°、温度灵敏度为（NETD）50mKF1.0, 300K，且具有热白、热黑和10种伪彩色显示方式的热像仪，热像仪具有被动热成像隐蔽性好、不易被发现、成像清晰的特点。可采用测距能力为100-5000m、测距精度为±1m的激光测距机。图像去抖模块可校正所有方向上(水平方向，垂直方向，旋转方向)的抖动，去除因摄像机的机械抖动而引起的图像抖动，为后端设备提供一个清晰稳定的图像。

Claims (4)

1.一种带测距稳像功能的多光谱监控系统，包括底座（1）、可绕底座水平转动的室外载重云台（2）以及可相对于室外载重云台俯仰转动的镜头载体（3），其特征在于：所述镜头载体上设置有热像仪（5）、可见光镜头摄像机（6）和激光测距机（11），激光测距机包括激光发射镜头（7）和激光接收镜头（8）；室外载重云台内设置有实现图像采集和控制的电路部分，所述电路部分包括控制板（14）、视频选择模块（15）、字符叠加模块（16）和电机驱动模块（19），热像仪、可见光摄像机的视频输出端均与视频选择模块相连接，视频选择模块经由字符叠加模块与控制板相连接；控制板经电机驱动模块连接有水平驱动电机（20）和俯仰驱动电机（21），控制板经通讯总线与激光测距机（11）相连接，控制板上设置有CVBS视频输出端口。

2.根据权利要求1所述的带测距稳像功能的多光谱监控系统，其特征在于：所述控制板（14）与视频选择模块（15）、字符叠加模块（16）和可见光镜头摄像机（6）的控制端均相连接；控制板通过RS485、RS422总线分别与热像仪（5）、激光测距机（11）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的带测距稳像功能的多光谱监控系统，其特征在于：包括与控制板（14）的CVBS视频输出端口相连接的稳像模块（13）；控制板上设置有与监控设备（17）相连接的RS422通讯端口，控制板还连接有对设备进行编码的拨码开关电路（18）。

4.根据权利要求1或2所述的带测距稳像功能的多光谱监控系统，其特征在于：所述室外载重云台（2）与底座（1）通过竖立轴（10）转动连接，镜头载体（3）与室外载重云台（2）通过水平轴（4）转动连接；水平驱动电机（20）、俯仰驱动电机（21）通过独自的传动机构分别实现对竖立轴、水平轴的驱动。