CN104994271A - 一种索道摄像机系统及其控制及视频信号传输方法 - Google Patents

Abstract

一种索道摄像机系统及其控制及视频信号传输方法，主要包括摄像机及镜头、遥控云台、发送光端机、牵引光缆、光滑环、光纤、接收光端机、云台及镜头控制盒、摄像机控制单元CCU、录像机及监视器。通过发送光端机、牵引光缆、光滑环、光纤、接收光端机形成一个完整的光纤有线信号传输通道，能同时传输1路高清视频信号和4路RS422控制信号,具有带宽高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。同时根据使用环境和对可靠性要求的不同，还可采用2条牵引光缆同时传输的冗余方案，通过光端机内监控模块的在线监测、故障诊断和实时切换，进一步提高整个系统的可靠性。

Description

一种索道摄像机系统及其控制及视频信号传输方法

技术领域

本发明涉及一种索道摄像机系统及其控制及视频信号传输方法，适用于索道条件下影视拍摄领域，并能根据使用需求，拓展应用于轨道等动态拍摄条件及其它需要较高可靠性的信号定点传输领域。

背景技术

索道摄像机系统(业内人士约定俗成为“飞猫”)，是一种特殊的影视拍摄设备，可以实现远距离两点之间水平、倾斜或垂直方向的运动拍摄，配合下方悬挂的安装有摄像机及镜头的遥控云台，从空中独特的运动视角，得到具有极强视觉冲击力的拍摄画面。

从广告片、风光记录片、大型晚会现场到电影电视、奥运会、世界杯、F1赛车等体育赛事的转播，都广泛使用了索道摄像机系统。

传统的索道摄像机系统对遥控云台、摄像机和镜头的控制及视频信号均采用微波无线信号传输方式，在重大活动转播中曾因频率干扰等问题而失效，失掉了宝贵的拍摄角度。如：新中国成立60周年阅兵仪式长安街沿线800米空中俯视移动拍摄，深圳大学生运动会开幕式的部分时段空中移动拍摄等。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有索道摄像机微波无线信号传输方法的不足，提供一种索道摄像机系统及其控制及视频信号传输方法，具有带宽高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。

本发明的技术解决方案是：一种索道摄像机系统，包括第一锚定点(1)、第一滑轮(2)、承载索(3)、第二滑轮(4)、第一牵引光缆(5)、第二牵引光缆(6)、小车滑轮组(7)、索道小车(8)、发送光端机(9)、电池组(10)、摄像机及镜头(11)、遥控云台(12)、第三滑轮(13)、第二锚定点(14)、摄像机控制单元CCU(15)、录像机及监视器(16)、第一专用电缆(17)、HD-SDI高清视频线(18)、接收光端机(19)、云台及镜头控制盒(20)、第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)、第二光纤(23)、第一光纤(24)、第一卷扬机(25)、第一光滑环(26)、第二卷扬机(27)、第二光滑环(28)；

第一锚定点(1)和第二锚定点(14)设置于2个之间具有一定跨度，离地面一定高度的固定平面上，在第一锚定点(1)和第二锚定点(14)之间架设承载索(3)；索道小车(8)通过索道小车(8)上方的小车滑轮组(7)悬挂在承载索(3)上，能够沿承载索(3)的方向滑动；索道小车(8)上安装有发送光端机(9)和电池组(10)，索道小车(8)下方悬挂固定安装有摄像机及镜头(11)的遥控云台(12)；电池组(10)为遥控云台(12)、摄像机及镜头(11)、发送光端机(9)等提供直流电源；第二滑轮(4)通过支架垂直固定安装在第一锚定点(1)的下方，第一牵引光缆(5)规则缠绕在第一卷扬机(25)上，第一牵引光缆(5)的一端固定在第一卷扬机(25)上，并与同轴的第一光滑环(26)相连，第一牵引光缆(5)的另一端从第一卷扬机(25)上引出，通过第二滑轮(4)与索道小车(8)的左侧固联并引至发送光端机(9)；第一滑轮(2)通过支架垂直固定安装在第一锚定点(1)和第二滑轮(4)之间，第三滑轮(13)通过支架垂直固定安装在第二锚定点(14)的下方；第二牵引光缆(6)规则缠绕在第二卷扬机(27)上，第二牵引光缆(6)的一端固定在第二卷扬机(27)上，并与同轴的第二光滑环(28)相连，第二牵引光缆(6)的另一端从第二卷扬机(27)上引出，通过第一滑轮(2)和第三滑轮(13)与索道小车(8)的右侧固联并引至发送光端机(9)；第一锚定点(1)、第二锚定点(14)、第一滑轮(2)、第三滑轮(13)和第二滑轮(4)处于同一垂直平面内，第一卷扬机(25)和第二卷扬机(27)固定在第二滑轮(4)下方的地面上；

当第一卷扬机(25)顺时针转动并且第二卷扬机(27)逆时针转动时，索道小车(8)沿着承载索(3)向右侧运动；反之，索道小车(8)向左侧运动；在索道小车(8)往复运动的同时，遥控云台(12)实现三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要；

云台及镜头控制盒(20)通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)向接收光端机(19)发送遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号；

摄像机控制单元CCU(15)产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆(17)发送至接收光端机(19)，该信号为电平信号；

接收光端机(19)将摄像机控制单元CCU(15)送来的电平形式的摄像机控制信号，云台及镜头控制盒(20)送来的电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，这2路光控制信号搭载相同信号且等功率；

该2路光控制信号，经由第一光纤(24)和第二光纤(23)分别接入第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)将2路光信号分别通过第一牵引光缆(5)和第二牵引光缆(6)引入到索道小车(8)上的发送光端机(9)；

发送光端机(9)将该2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号；

电平形式的遥控云台(12)控制信号控制遥控云台(12)在三轴方向运动，实现摄像机及镜头(11)在三轴方向的转动，满足拍摄画面的构图需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置；

遥控云台(12)、摄像机、镜头在完成参数设置后，产生遥控云台(12)控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头(11)拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机(9)；发送光端机(9)将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，这2路光返回信号搭载相同信号且等功率；该2路光返回信号通过牵引光缆(1)和牵引光缆(2)传输至第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)分别通过第一光纤(24)和第二光纤(23)送至接收光端机(19)，接收光端机(19)将该2路光信号还原电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线(18)在录像机及监视器(16)上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆(17)在摄像机控制单元CCU(15)上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台(12)控制返回信号分别通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)送至云台及镜头控制盒(20)，由云台及镜头控制盒(20)显示镜头和遥控云台(12)的状态参数。

所述发送光端机(9)、第一牵引光缆(5)、第一光滑环(26)、第一光纤(24)和接收光端机(19)构成光纤有线信号传输通道1；发送光端机(9)、第二牵引光缆(6)、第二光滑环(28)、第二光纤(23)和接收光端机(19)构成光纤有线信号传输通道2；通道1和通道2能够独立完成信号的有线传输。

所述通道1或通道2能够实现1路最大速率为1.485Gbps的高清视频信号和最多4路最大速率为155Kbps的RS422全双工控制信号的传输。

所述发送光端机(9)和接收光端机(19)的工作波长为1310nm、1550nm。

所述光纤有线信号传输通道1和光纤有线信号传输通道2既能够独立实现信号的有线传输，还能实现光纤有线信号传输通道1和光纤有线信号传输通道2同时传输且设置为1主1备。

一种索道摄像机系统的控制及视频信号传输方法，包括摄像机系统的控制阶段和控制及视频信号回传阶段：

所述摄像机系统的控制阶段如下：

(1)云台及镜头控制盒(20)通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)向接收光端机(19)发送遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号，摄像机控制单元CCU(15)产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆(17)发送至接收光端机(19)；

(2)接收光端机(19)将摄像机控制单元CCU(15)送来的电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，这2路光控制信号搭载相同信号且等功率；

(3)该2路光信号，经由第一光纤(24)和第二光纤(23)分别接入第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)将2路光信号分别通过第一牵引光缆(5)和第二牵引光缆(6)引入到索道小车(8)上的发送光端机(9)；

(4)发送光端机(9)将2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号；

(5)电平形式的遥控云台(12)控制信号控制遥控云台(12)在三轴方向运动，实现摄像机及镜头在三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置；

所述控制及视频信号回传阶段如下：

(6)当第一卷扬机(25)顺时针转动并且第二卷扬机(27)逆时针转动时，索道小车(8)沿着承载索(3)向右侧运动；反之，索道小车(8)向左侧运动，在索道小车(8)往复运动的同时，摄像机及镜头(11)拍摄HD-SDI高清视频信号，遥控云台(12)、摄像机、镜头在参数设置完成后，产生遥控云台(12)的控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头(11)拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机(9)；

(7)发送光端机(9)将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，其搭载相同信号且等功率，通过牵引光缆(1)和牵引光缆(2)传输至第一光滑环(26)和第二光滑环(28)；

(8)第一光滑环(26)和第二光滑环(28)分别通过第一光纤(24)和第二光纤(23)进入接收光端机(19)；接收光端机(19)将2路光返回信号转换为电平信号，进行故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线(18)在录像机及监视器(16)上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆(17)在摄像机控制单元CCU(15)上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台(12)控制返回信号分别通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)送至云台及镜头控制盒(20)，由云台及镜头控制盒(20)显示镜头和遥控云台(12)的状态参数。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明针对微波无线信号可能受干扰的问题，采用内嵌光纤的特殊缆绳作为索道牵引缆，遥控云台、摄像机和镜头的控制及视频信号可以通过光缆传输，提高索道摄像机系统遥控云台信号传输的可靠性，保证电视直播顺利进行。

(2)本发明采用光缆有线传输索道摄像机遥控云台的控制及视频信号，提高了信号传输的抗干扰能力和可靠性。光纤有线信号传输通道1和通道2既能够独立实现信号的有线传输，还能根据实际使用中对于可靠性要求的不同，采用2路通道同时传输的方式，1主1备，通过对光信号在线监测，并进行故障诊断、逻辑处理和实时切换，提高整个系统的可靠性。

(3)光缆传输带宽较无线微波高很多，不仅能实现1路高清视频信号的无压缩基带传输，而且还能同时传输4路控制信号，这也是无线微波无法比拟的。

附图说明

图1为本发明所采用的索道摄像机系统方案结构框图；

图2为本发明的光纤有线信号传输原理框图；

图3为本发明的发送光端机原理框图；

图4为本发明的接收光端机原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

对于遥控云台、摄像机和镜头的控制及视频信号传输，采用光纤有线信号传输方式进行。根据实际使用中对于可靠性需求的不同，采用1路或2路光纤进行信号传输，实现故障诊断、逻辑处理和实时切换。

在实际使用过程中，根据具体环境和可靠性要求的不同，采用不同的信号传输方式。若对可靠性要求不太高时，采用1路光纤传输。若使用环境较恶劣或对可靠性要求极高的情况下，采用2路光纤同时传输，设定1路为主传输通道，另1路为热备份通道；系统可实时进行故障诊断和逻辑处理；在当前传输通道发生故障时，系统在很短的时间内自动切换到备份通道，保障信号传输的可靠性。

本发明的原理是：控制及视频信号光纤有线信号传输原理框图，如图2所示。摄像机及镜头的HD-SDI高清视频信号、摄像机控制信号、镜头控制信号和遥控云台的控制信号等电平信号进入发送光端机转换为2路搭载相同信号且等功率的光信号，通过第一牵引光缆和第一光滑环，第二牵引光缆和第二光滑环2个通道传输至地面接收光端机，将其转换回电平信号，并进行故障诊断、逻辑处理和实时切换处理，最后还原为视频和控制信号，分别与录像机及监视器、摄像机控制单元CCU和云台及镜头控制盒相连，形成索道摄像机系统的光纤有线信号传输回路。

若使用环境较好，对信号的可靠性要求不太高时，可以仅连接第一牵引光缆和第一光滑环，第二牵引光缆和第二光滑环2个通道中任意一个，形成单通道光纤有线信号传输回路；若使用环境较为恶劣，对信号的可靠性要求极高时，连接第一牵引光缆和第一光滑环，第二牵引光缆和第二光滑环2个通道，通过接收光端机转化为电平信号内部，并对2个通道信号设定主通道和热备份通道，并进行故障诊断、逻辑处理和实时切换处理。当主通道光缆失效时，会迅速切换至热备份通道，提高信号传输通道的可靠性，保证电视转播的正常进行。

如图1所示，为本发明所采用的索道摄像机系统方案，包括第一锚定点1、第一滑轮2、承载索3、第二滑轮4、第一牵引光缆5、第二牵引光缆6、小车滑轮组7、索道小车8、发送光端机9、电池组10、摄像机及镜头11、遥控云台12、第三滑轮13、第二锚定点14、摄像机控制单元CCU15、录像机及监视器16、第一专用电缆17、HD-SDI高清视频线18、接收光端机19、云台及镜头控制盒20、第二专用电缆21、第三专用电缆22、第二光纤23、第一光纤24、第一卷扬机25、第一光滑环26、第二卷扬机27、第二光滑环28。

第一锚定点1和第二锚定点14设置于2个之间具有一定跨度，离地面一定高度的固定平面上，在第一锚定点1和第二锚定点14之间架设承载索3。索道小车8通过其上方的小车滑轮组7悬挂在承载索3上，能够沿承载索3的方向滑动。索道小车8上安装有发送光端机9和电池组10，其下方悬挂固定着安装有摄像机及镜头11的遥控云台12。电池组10为遥控云台12、摄像机及镜头11、发送光端机9等提供直流电源。第二滑轮4通过支架垂直固定安装在第一锚定点1的下方，第一牵引光缆5规则缠绕在第一卷扬机25上，其一端固定在第一卷扬机25上，并与同轴的第一光滑环26相连，其另一端从第一卷扬机25上引出，通过第二滑轮4与索道小车8的左侧固联并引至发送光端机9；第一滑轮2通过支架垂直固定安装在第一锚定点1和第二滑轮4之间，第三滑轮13通过支架垂直固定安装在第二锚定点14的下方。第二牵引光缆6规则缠绕在第二卷扬机27上，其一端固定在第二卷扬机27上，并与同轴的第二光滑环28相连，其另一端从第二卷扬机27上引出，通过第一滑轮2和第三滑轮13与索道小车8的右侧固联并引至发送光端机9；第一锚定点1、第二锚定点14、第一滑轮2、第三滑轮13和第二滑轮4处于同一垂直平面内，第一卷扬机25和第二卷扬机27固定在第二滑轮4下方的地面上。

当第一卷扬机25顺时针转动并且第二卷扬机27逆时针转动时，索道小车8沿着承载索3向右侧运动；反之向左侧运动。在索道小车8往复运动的同时，遥控云台12实现三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要。

本发明第一光纤(24)和第二光纤(23)采用内嵌光纤的高强度缆绳作为索道牵引缆，其能够承受索道小车往复运动所需的拉力。遥控云台、摄像机和镜头的控制及视频信号通过光缆传输，提高了信号传输的抗干扰能力和可靠性，保证电视直播顺利进行。

云台及镜头控制盒20通过第二专用电缆21、第三专用电缆22向接收光端机19发送遥控云台12控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号。

摄像机控制单元CCU15产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆17发送至接收光端机19，该信号为电平信号。

接收光端机19将摄像机控制单元CCU15送来的电平形式的摄像机控制信号，云台及镜头控制盒20送来的电平形式的遥控云台12控制信号和电平形式的镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，其搭载相同信号且等功率。

该2路光控制信号，经由第一光纤24和第二光纤23分别接入第一光滑环26和第二光滑环28，第一光滑环26和第二光滑环28将2路光信号分别通过第一牵引光缆5和第二牵引光缆6引入到索道小车8上的发送光端机9。

发送光端机9将该2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台12控制信号和电平形式的镜头控制信号。

电平形式的遥控云台12控制信号控制遥控云台12在三轴方向运动，实现摄像机及镜头11在三轴方向的转动，满足拍摄画面的构图需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置。

遥控云台12、摄像机、镜头在完成参数设置后，产生遥控云台12控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头11拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机9；发送光端机9将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，其搭载相同信号且等功率。该2路光返回信号通过第一牵引光缆5和第二牵引光缆6传输至第一光滑环26和第二光滑环28，第一光滑环26和第二光滑环28分别通过第一光纤24和第二光纤23送至接收光端机19，接收光端机19将该2路光信号还原电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线18在录像机及监视器16上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆17在摄像机控制单元CCU15上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台12控制返回信号分别通过第二专用电缆21、第三专用电缆22送至云台及镜头控制盒20，由云台及镜头控制盒20显示镜头和遥控云台12的状态参数。

发送光端机9、第一牵引光缆5、第一光滑环26、第一光纤24和接收光端机19构成光纤有线信号传输通道1；发送光端机9、第二牵引光缆6、第二光滑环28、第二光纤23和接收光端机19构成光纤有线信号传输通道2。通道1和通道2既能够独立实现信号的有线传输，还能根据实际使用中对于可靠性要求的不同，采用2路通道同时传输的方式。当采用2路光缆1主1备传输时，具备故障诊断、逻辑处理和实时切换功能，使传输方法的可靠性进一步提高。

通道1或通道2能够实现1路最大速率为1.485Gbps的高清视频信号的传输即1路HD-SDI高清视频信号至录像机及监视器16和最多4路最大速率为155Kbps的RS422全双工控制信号的传输，包括1路摄像机控制信号至摄像机控制单元CCU15，1路镜头控制信号至云台及镜头控制盒20，1路遥控云台12的控制信号至云台及镜头控制盒20，剩余1路控制信号扩展备份。发送光端机9和接收光端机19的工作波长为1310nm、1550nm。光缆传输带宽较无线微波高很多，不仅能实现高清视频信号的无压缩基带传输，而且还能同时传输4路控制信号，这也是无线微波无法比拟的。

本发明的发送光端机原理框图如图3所示，包括通信模块、视频转换模块、FPGA、时钟模块、存储模块、串并转换模块、光模块、光接收机、光发送机以及光波分复用器。

通讯模块将摄像机、镜头、遥控云台等返回的差分形式的4路RS422控制信号转换为电平与FPGA相匹配的单端信号，视频转换模块将摄像机及镜头所拍摄的串行形式的1路HD-SDI高清视频信号转换为电平与FPGA相匹配的并行信号。FPGA相较于以往的单片机、DSP、CPLD等处理器具有并行处理能力强、逻辑运算速度高和I/O接口丰富等优点。FPGA将控制信号数据和视频信号数据先逻辑判断数据的帧长和校验位，再进行低通滤波去除本身的毛刺和杂波，最后按照一定的排列规则重新组合后转换为并行数据。时钟模块产生FPGA、串并转换模块、通信模块、视频转换模块等所需的时钟信号。存储模块主要用于并行数据的缓存和读取。通过串并转换模块A和串并转换模块B转换为2路完全相同的差分串行数据，并通过光模块A和光模块B进行电－光转换，通过光发射机A、光波分复用器A和光发射机B、光波分复用器B2个通道发送，该2路光信号搭载相同信号且等功率。

对于地面接收光端机发送的光控制信号通过光波分复用器A、光接收机A和光波分复用器B、光接收机B2个通道进入光模块A和光模块B，光－电转换为差分串行数据后通过串并转换模块A和串并转换模块B转换为电平与FPGA相匹配的并行信号，并通过存储模块进行缓存。在FPGA内对2个通道的数据进行滤波运算、对比分析、逻辑判断等处理后解析出4路单端控制信号，并通过通信模块还原为差分形式的4路RS422控制信号。

通道1和通道2结构相同，能够独立实现信号的有线传输。当采用通道1和通道2同时传输时，预先设定通道1为主通道，通道2为备份通道。传输的信号以通道1数据为准，对通道1数据的校验位进行实时对比分析和逻辑判断。当通道1失效后，FPGA内部故障诊断模块将在很短时间内监测进入FPGA的信号的校验位错误并持续时间大于规定值，则判定通道1失效，FPGA会自动切换至备用通道2，并发出故障报警信号，进一步提高控制及视频信号传输通道的可靠性。

本发明的接收光端机原理框图如图4所示，其结构和图3的发送光端机原理框图基本相同，不同的是其将视频信号由光信号还原为电信号，将1路HD-SDI高清视频信号通过视频转换模块还原出来，相应的FPGA内部逻辑处理程序不同。

一种索道摄像机系统的控制及视频信号传输方法，包括摄像机系统的控制阶段和控制及视频信号回传阶段：

摄像机系统的控制阶段如下：

(1)云台及镜头控制盒20通过第二专用电缆21、第三专用电缆22向接收光端机19发送遥控云台12控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号，摄像机控制单元CCU15产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆17发送至接收光端机19。

(2)接收光端机19将摄像机控制单元CCU15送来的电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台12控制信号和镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，其搭载相同信号且等功率。

(3)该2路光信号，经由第一光纤24和第二光纤23分别接入第一光滑环26和第二光滑环28，第一光滑环26和第二光滑环28将2路光信号分别通过第一牵引光缆5和第二牵引光缆6引入到索道小车8上的发送光端机9。

(4)发送光端机9将2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台12控制信号和电平形式的镜头控制信号。

(5)电平形式的遥控云台12控制信号控制遥控云台12在三轴方向运动，实现摄像机及镜头在三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置。

控制及视频信号回传阶段如下：

(6)当第一卷扬机25顺时针转动并且第二卷扬机27逆时针转动时，索道小车8沿着承载索3向右侧运动；反之向左侧运动，在索道小车8往复运动的同时，摄像机及镜头11拍摄HD-SDI高清视频信号，遥控云台12、摄像机、镜头在参数设置完成后，产生遥控云台12的控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头11拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机9。

(7)发送光端机9将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，其搭载相同信号且等功率，通过第一牵引光缆5和第二牵引光缆6传输至第一光滑环26和第二光滑环28。

(8)第一光滑环26和第二光滑环28分别通过第一光纤24和第二光纤23进入接收光端机19。接收光端机19将2路光返回信号转换为电平信号，进行故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线18在录像机及监视器16上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆17在摄像机控制单元CCU15上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台12控制返回信号分别通过第二专用电缆21、第三专用电缆22送至云台及镜头控制盒20，由云台及镜头控制盒20显示镜头和遥控云台12的状态参数。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种索道摄像机系统，其特征在于：包括第一锚定点(1)、第一滑轮(2)、承载索(3)、第二滑轮(4)、第一牵引光缆(5)、第二牵引光缆(6)、小车滑轮组(7)、索道小车(8)、发送光端机(9)、电池组(10)、摄像机及镜头(11)、遥控云台(12)、第三滑轮(13)、第二锚定点(14)、摄像机控制单元CCU(15)、录像机及监视器(16)、第一专用电缆(17)、HD-SDI高清视频线(18)、接收光端机(19)、云台及镜头控制盒(20)、第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)、第二光纤(23)、第一光纤(24)、第一卷扬机(25)、第一光滑环(26)、第二卷扬机(27)、第二光滑环(28)；

第一锚定点(1)和第二锚定点(14)设置于2个之间具有一定跨度，离地面一定高度的固定平面上，在第一锚定点(1)和第二锚定点(14)之间架设承载索(3)；索道小车(8)通过索道小车(8)上方的小车滑轮组(7)悬挂在承载索(3)上，能够沿承载索(3)的方向滑动；索道小车(8)上安装有发送光端机(9)和电池组(10)，索道小车(8)下方悬挂固定安装有摄像机及镜头(11)的遥控云台(12)；电池组(10)为遥控云台(12)、摄像机及镜头(11)、发送光端机(9)等提供直流电源；第二滑轮(4)通过支架垂直固定安装在第一锚定点(1)的下方，第一牵引光缆(5)规则缠绕在第一卷扬机(25)上，第一牵引光缆(5)的一端固定在第一卷扬机(25)上，并与同轴的第一光滑环(26)相连，第一牵引光缆(5)的另一端从第一卷扬机(25)上引出，通过第二滑轮(4)与索道小车(8)的左侧固联并引至发送光端机(9)；第一滑轮(2)通过支架垂直固定安装在第一锚定点(1)和第二滑轮(4)之间，第三滑轮(13)通过支架垂直固定安装在第二锚定点(14)的下方；第二牵引光缆(6)规则缠绕在第二卷扬机(27)上，第二牵引光缆(6)的一端固定在第二卷扬机(27)上，并与同轴的第二光滑环(28)相连，第二牵引光缆(6)的另一端从第二卷扬机(27)上引出，通过第一滑轮(2)和第三滑轮(13)与索道小车(8)的右侧固联并引至发送光端机(9)；第一锚定点(1)、第二锚定点(14)、第一滑轮(2)、第三滑轮(13)和第二滑轮(4)处于同一垂直平面内，第一卷扬机(25)和第二卷扬机(27)固定在第二滑轮(4)下方的地面上；

当第一卷扬机(25)顺时针转动并且第二卷扬机(27)逆时针转动时，索道小车(8)沿着承载索(3)向右侧运动；反之，索道小车(8)向左侧运动；在索道小车(8)往复运动的同时，遥控云台(12)实现三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要；

云台及镜头控制盒(20)通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)向接收光端机(19)发送遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号；

摄像机控制单元CCU(15)产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆(17)发送至接收光端机(19)，该信号为电平信号；

接收光端机(19)将摄像机控制单元CCU(15)送来的电平形式的摄像机控制信号，云台及镜头控制盒(20)送来的电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，这2路光控制信号搭载相同信号且等功率；

该2路光控制信号，经由第一光纤(24)和第二光纤(23)分别接入第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)将2路光信号分别通过第一牵引光缆(5)和第二牵引光缆(6)引入到索道小车(8)上的发送光端机(9)；

发送光端机(9)将该2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号；

电平形式的遥控云台(12)控制信号控制遥控云台(12)在三轴方向运动，实现摄像机及镜头(11)在三轴方向的转动，满足拍摄画面的构图需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置；

遥控云台(12)、摄像机、镜头在完成参数设置后，产生遥控云台(12)控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头(11)拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机(9)；发送光端机(9)将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，这2路光返回信号搭载相同信号且等功率；该2路光返回信号通过牵引光缆(1)和牵引光缆(2)传输至第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)分别通过第一光纤(24)和第二光纤(23)送至接收光端机(19)，接收光端机(19)将该2路光信号还原电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线(18)在录像机及监视器(16)上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆(17)在摄像机控制单元CCU(15)上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台(12)控制返回信号分别通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)送至云台及镜头控制盒(20)，由云台及镜头控制盒(20)显示镜头和遥控云台(12)的状态参数。

2.根据权利要求1所述的一种索道摄像机系统，其特征在于：所述发送光端机(9)、第一牵引光缆(5)、第一光滑环(26)、第一光纤(24)和接收光端机(19)构成光纤有线信号传输通道1；发送光端机(9)、第二牵引光缆(6)、第二光滑环(28)、第二光纤(23)和接收光端机(19)构成光纤有线信号传输通道2；通道1和通道2能够独立完成信号的有线传输。

3.根据权利要求2所述的一种索道摄像机系统，其特征在于：所述通道1或通道2能够实现1路最大速率为1.485Gbps的高清视频信号和最多4路最大速率为155Kbps的RS422全双工控制信号的传输。

4.根据权利要求1所述的一种索道摄像机系统，其特征在于：所述发送光端机(9)和接收光端机(19)的工作波长为1310nm、1550nm。

5.根据权利要求2所述的一种索道摄像机系统，其特征在于：所述光纤有线信号传输通道1和光纤有线信号传输通道2既能够独立实现信号的有线传输，还能实现光纤有线信号传输通道1和光纤有线信号传输通道2同时传输且设置为1主1备。

6.一种索道摄像机系统的控制及视频信号传输方法，其特征在于：包括摄像机系统的控制阶段和控制及视频信号回传阶段：

所述摄像机系统的控制阶段如下：

(1)云台及镜头控制盒(20)通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)向接收光端机(19)发送遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号，这2个信号均为电平信号，摄像机控制单元CCU(15)产生摄像机控制信号，并通过第一专用电缆(17)发送至接收光端机(19)；

(2)接收光端机(19)将摄像机控制单元CCU(15)送来的电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和镜头控制信号转换、合并为2路光控制信号，这2路光控制信号搭载相同信号且等功率；

(3)该2路光信号，经由第一光纤(24)和第二光纤(23)分别接入第一光滑环(26)和第二光滑环(28)，第一光滑环(26)和第二光滑环(28)将2路光信号分别通过第一牵引光缆(5)和第二牵引光缆(6)引入到索道小车(8)上的发送光端机(9)；

(4)发送光端机(9)将2路光信号转换为电平信号，并经过故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为电平形式的摄像机控制信号、电平形式的遥控云台(12)控制信号和电平形式的镜头控制信号；

(5)电平形式的遥控云台(12)控制信号控制遥控云台(12)在三轴方向运动，实现摄像机及镜头在三轴方向的转动，满足拍摄画面构图的需要，电平形式的摄像机控制信号控制摄像机的参数设置，电平形式的镜头控制信号控制镜头的参数设置；

所述控制及视频信号回传阶段如下：

(6)当第一卷扬机(25)顺时针转动并且第二卷扬机(27)逆时针转动时，索道小车(8)沿着承载索(3)向右侧运动；反之，索道小车(8)向左侧运动，在索道小车(8)往复运动的同时，摄像机及镜头(11)拍摄HD-SDI高清视频信号，遥控云台(12)、摄像机、镜头在参数设置完成后，产生遥控云台(12)的控制返回信号、摄像机控制返回信号、镜头控制返回信号，这3个信号均为电平信号，将这3个信号和摄像机及镜头(11)拍摄的HD-SDI高清视频信号通过电缆送至发送光端机(9)；

(7)发送光端机(9)将4路电平信号转换并合成为2路光返回信号，其搭载相同信号且等功率，通过牵引光缆(1)和牵引光缆(2)传输至第一光滑环(26)和第二光滑环(28)；

(8)第一光滑环(26)和第二光滑环(28)分别通过第一光纤(24)和第二光纤(23)进入接收光端机(19)；接收光端机(19)将2路光返回信号转换为电平信号，进行故障诊断、逻辑处理和实时切换处理后，还原为1路视频的电平信号和4路控制的电平信号输出，即1路视频的电平信号为HD-SDI高清视频信号，通过HD-SDI高清视频线(18)在录像机及监视器(16)上录制和显示拍摄画面，3路控制的电平信号分别为1路摄像机控制返回信号通过第一专用电缆(17)在摄像机控制单元CCU(15)上显示，1路镜头控制返回信号和1路遥控云台(12)控制返回信号分别通过第二专用电缆(21)、第三专用电缆(22)送至云台及镜头控制盒(20)，由云台及镜头控制盒(20)显示镜头和遥控云台(12)的状态参数。