CN105306912B - 基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，外机处理器结合光强度分析模块和测距模块的结果控制摄像头的激活，当环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线，且测距模块测得的目标与激光发射器之间的距离D小于或等于第一预设距离阈值时，外机处理器输出触发信号激活所述摄像头。本发明当访客靠近房门时自动开启门铃呼叫系统，使用智能、方便。镭射发射时间小于0.1S，间隔时间大于0.1S，一个周期0.2S左右，该发射方式能够防止镭射灼射眼睛。结合判断光强度的变化情况和目标距离，在光强度骤降且目标距离较近时激活摄像头，避免因过道灯熄灭（光照强度也会骤降）等情况而引起的误判，判断准确度比仅依赖光强度检测的控制方法更高。

Description

基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统

技术领域

本发明涉及一种电子猫眼，特别是涉及一种基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统。

背景技术

传统猫眼采用光学成像方式，在实际使用中有很多不便。比如，视角不够大，观看范围有限。必须贴近门才能看到门外情况。晚上楼道无灯就不能使用。老人眼力不好，孩子身高不够，不便于他们使用。除了不便，更重要的是存在安全隐患：市面上已经出现了猫眼偷窥器，通过它，犯罪分子可以清楚地从门外看到室内的情况，除了隐私无从保护之外，更会给犯罪分子实施犯罪提供便利。我们经常会从媒体上看到相关报道：犯罪分子发现屋里没人，拆下猫眼，用工具伸进门内打开锁具进行盗窃等案例。

电子猫眼，又称可视门铃，它集成了猫眼和门铃的功能，并克服了传统光学猫眼的不足和安全隐患，同时增加了监控方面的功能，目前广泛应用于家庭和高档酒店门口，是传统的光学猫眼的一种升级和替代产品。然而美中不足的是，现有电子猫眼智能程度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，结合判断光强度的变化情况和目标距离，在光强度骤降且目标距离较近时激活摄像头，避免因过道灯熄灭（光照强度也会骤降）等情况而引起的误判。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，包括外机和内机，外机包括摄像头、光强度传感器、激光发射器和外机处理器，内机包括内机处理器，光强度传感器、摄像头和激光发射器分别与外机处理器相连，外机处理器与内机处理器之间通过无线通信网络相连；

所述的光强度传感器用于采集环境光强度数据，激光发射器设置于摄像头的正下方高度h处，外机处理器内设置有光强度分析模块和测距模块，光强度分析模块用于将环境光强度数据的变化曲线与预设阈值曲线进行比对，测距模块用于根据激光镭射点对焦角度Ɵ和高度h计算目标与激光发射器之间的距离D，D=h/tanƟ，所述的激光发射器在光强度分析模块识别到环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线时，由外机处理器输出触发信号激活；所述的外机处理器结合光强度分析模块和测距模块的结果控制摄像头的激活，当环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线，且测距模块测得的目标与激光发射器之间的距离D小于或等于第一预设距离阈值时，外机处理器输出触发信号激活所述摄像头。

所述的摄像头安装于猫眼孔内，摄像头为广角光学防抖自动旋转摄像头，广角光学防抖自动旋转摄像头包括镜头、光学防抖移动镜片和图像采集芯片，图像采集芯片为红外拍摄图像采集芯片。

所述的镜头包括第一物镜、第二物镜、活动圆环和电磁线圈，第一物镜设于第二物镜前端，第一物镜通过活动圆环安装在镜头筒内，电磁线圈的一端固定安装在活动圆环上，另一端固定安装在镜头筒的内壁上，所述的电磁线圈与外机处理器电连接，外机处理器控制电磁线圈的通电状态，电磁线圈在磁力作用下驱动活动圆环活动，达到旋转镜头的目的。

所述的外机处理器内设置有图像分析模块和电磁线圈通电驱动模块，图像分析模块用于根据图像采集芯片采集到的图像信息判断拍摄目标的方位，电磁线圈通电驱动模块用于根据图像分析模块所得的拍摄目标方位信息生成相应的电磁线圈通电驱动信号，达到根据拍摄目标方位自动旋转镜头的目的。

所述激光发射器的发射状态为间歇性发出镭射，镭射发射时间小于0.1s，间隔时间大于0.1s，一个发射周期为0.2s。

所述激光发射器的镭射出光口镜片上设置有标尺。

所述的外机处理器还包括距离分析模块，距离分析模块用于将测距模块测得的距离D与第二预设距离阈值进行比对，当距离D小于或等于第二预设距离阈值时，启动门铃呼叫系统，外机处理器向内机处理器发送门铃呼叫信号，内机处理器输出触发信号激活呼叫喇叭。

基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，还包括自定义移动设备，所述自定义移动设备与内机处理器通信连接，自定义移动设备用于远程显示摄像头所采集的图像，并实现与外机的远程无线对讲，同时实现语音简讯信息的播报。

本发明的有益效果是：

1）设置辅助测距激光发射器，摄像头根据激光镭射点对焦角度和摄像头与激光发射器的高度差计算目标与激光发射器之间的距离，并根据该距离判断访客是否正在接近房门，当访客靠近房门时自动开启门铃呼叫系统，使用智能、方便。镭射发射时间小于0.1S，间隔时间大于0.1S，一个周期0.2S左右，该发射方式能够确保人眼对镭射发射时间不敏感，防止镭射灼射眼睛。激光发射器的镭射出光口镜片上加入标尺，该设计在确保对焦的同时，可快速计算出移动目标距离。

结合判断光强度的变化情况和目标距离，在光强度骤降且目标距离较近时激活摄像头，避免因过道灯熄灭（光照强度也会骤降）等情况而引起的误判，判断准确度比仅依赖光强度检测的控制方法更高、更可靠。

2）采用具有红外拍摄功能的CCD/CMOS传感器，在光照充足及低光照度下均可有效采集图像数据，解决了普通摄像头在低光照度下无法有效采集图像数据的难题；采用光学防抖镜头，提升成像清晰度。

3）可通过外机处理器控制电磁线圈的通电状态，电磁线圈在磁力作用下驱动活动圆环活动，达到旋转镜头的目的；同时外机处理器内置有图像分析模块和电磁线圈通电驱动模块，能够自动判断拍摄目标的方位，并自动生成相应的电磁线圈通电驱动信号，达到根据拍摄目标方位自动旋转镜头的目的，能主动进行对焦抓拍，有3°的物理旋动角，且采用广角凸透镜使本品实际有效采集范围达170°，能够有效、完整地采集目标图像。

附图说明

图1为本发明测距原理图；

图2为本发明正常情况下镜头结构示意图；

图3为本发明自动对焦情况下镜头结构示意图；

图中，1-光学防抖移动镜片，2-图像采集芯片，3-第一物镜，4-第二物镜，5-活动圆环，6-电磁线圈，7-镜头筒，8-拍摄目标。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，包括外机和内机，外机包括摄像头、光强度传感器、激光发射器和外机处理器，内机包括内机处理器，光强度传感器、摄像头和激光发射器分别与外机处理器相连，外机处理器与内机处理器之间通过无线通信网络相连；

所述的光强度传感器用于采集环境光强度数据，所述激光发射器的发射状态为间歇性发出镭射，镭射发射时间小于0.1s，间隔时间大于0.1s，一个发射周期为0.2s。

如图1所示，激光发射器设置于摄像头的正下方高度h处，外机处理器内设置有光强度分析模块和测距模块，光强度分析模块用于将环境光强度数据的变化曲线与预设阈值曲线进行比对，测距模块用于根据激光镭射点对焦角度Ɵ和高度h计算目标与激光发射器之间的距离D，D=h/tanƟ，所述的激光发射器在光强度分析模块识别到环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线时，由外机处理器输出触发信号激活；所述的外机处理器结合光强度分析模块和测距模块的结果控制摄像头的激活，当环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线，且测距模块测得的目标与激光发射器之间的距离D小于或等于第一预设距离阈值时，外机处理器输出触发信号激活所述摄像头，避免因过道灯熄灭（光照强度也会骤降）等情况而引起的误判，比仅依赖光强度检测的控制方法更可靠。

作为优选，所述激光发射器的镭射出光口镜片上加入标尺，该设计在确保对焦的同时，可快速计算出移动物体距离。

所述的摄像头安装于猫眼孔内，摄像头为广角光学防抖自动旋转摄像头，广角光学防抖自动旋转摄像头包括镜头、光学防抖移动镜片1和图像采集芯片2，图像采集芯片2为红外拍摄图像采集芯片。

如图2和图3所示，镜头包括第一物镜3、第二物镜4、活动圆环5和电磁线圈6，第一物镜3设于第二物镜4前端，第一物镜3通过活动圆环5安装在镜头筒7内，电磁线圈6的一端固定安装在活动圆环5上，另一端固定安装在镜头筒7的内壁上，所述的电磁线圈6与外机处理器电连接，外机处理器控制电磁线圈6的通电状态，电磁线圈6在磁力作用下驱动活动圆环5活动，达到旋转镜头的目的（实际操作达3°的旋转角）。如图2，为拍摄目标8在正前方时镜头的结构示意图；如图3，为拍摄目标8不在正前方，经过自动对焦后镜头的结构示意图。

为了实现自动旋转镜头，所述的外机处理器内设置有图像分析模块和电磁线圈通电驱动模块，图像分析模块用于根据图像采集芯片2采集到的图像信息判断拍摄目标的方位，电磁线圈通电驱动模块用于根据图像分析模块所得的拍摄目标方位信息生成相应的电磁线圈通电驱动信号，达到根据拍摄目标方位自动旋转镜头的目的，解决传统电子猫眼视角有限，且对焦时间长的缺点。该装置将自动电子对焦与机械对焦相结合，能主动进行对焦抓拍高速移动的目标。

基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，还包括自定义移动设备，所述自定义移动设备与内机处理器通信连接，自定义移动设备用于远程显示摄像头所采集的图像，并实现与外机的远程无线对讲，同时实现语音简讯信息的播报。

所述的外机处理器还包括距离分析模块，距离分析模块用于将测距模块测得的距离D与第二预设距离阈值进行比对，当距离D小于或等于第二预设距离阈值（可设置为50CM）时，启动门铃呼叫系统，外机处理器向内机处理器发送门铃呼叫信号，内机处理器输出触发信号激活呼叫喇叭，自动开启门铃呼叫系统，并将摄像头采集信息即时传输到室内无线设备缓冲存储器以及默认显示设备上。室内主人可就近另选取相应电子设备查看图像，进行来访验证工作。当主人不在时，摄像头将室外图像采集图像信息缓存并通过网络设备发送至主人设定的移动设备上，提醒家中有人来访，并提供相应的视频截图信息供主人查看。

进一步的，在门孔洞上设置无线对讲机系统，在门铃呼叫完毕后，自动启动无线对讲系统，将采集的语音信息发送至室内设定的应答电子设备上进行存储和播放，主人可根据实际需要另选取设备进行应答，构成语音对讲系统。由室内主人结合上述图像信息进行验证工作。

当主人不在时，无线设备缓冲器将语音简讯信息发送至设定的移动设备端，由主人进行查阅和回复相应应答信息至门铃对讲系统。

猫眼内机具有无线功能，与路由器等网络装置相连，通过网络与对应的设备相连。当外部信号触发时，猫眼系统被唤醒工作模式，及时采集实时信息进行转发，并将采集信息进行存储。有异常信号产生时，将采集异常的图像信息及语音信号进行回访或转发至异常处理物业部门，及时处置异常信息。

特别的，所述的内机上还设置有一键报警按键，触发一键报警按键时，直接拨打报警电话或直接向物管中心发送报警信息。当发生异常情况，需要及时报警时，可通过设置键值不同，单独或同时拨打报警电话，并自动接通录制的语音：110，XXX小区XX单元楼XX号发生异常情况，需要你们处理。连续播报多遍。或直接与物管中心进行通话，自动接通录制的语音：XX物管，这里是XXX小区XX单元楼XXX号，需要你们的服务。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：包括外机和内机，外机包括摄像头、光强度传感器、激光发射器和外机处理器，内机包括内机处理器，光强度传感器、摄像头和激光发射器分别与外机处理器相连，外机处理器与内机处理器之间通过无线通信网络相连；

所述的光强度传感器用于采集环境光强度数据，激光发射器设置于摄像头的正下方高度h处，外机处理器内设置有光强度分析模块和测距模块，光强度分析模块用于将环境光强度数据的变化曲线与预设阈值曲线进行比对，测距模块用于根据激光镭射点对焦角度Ɵ和高度h计算目标与激光发射器之间的距离D，D=h/tanƟ，其中，所述激光镭射点对焦角度Ɵ是指：激光发射器照射至对象的直线与发射的激光照射至对象上的点与摄像头镜面中心之间的连线之间的形成的锐角；

所述的激光发射器在光强度分析模块识别到环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线时，由外机处理器输出触发信号激活；所述的外机处理器结合光强度分析模块和测距模块的结果控制摄像头的激活，当环境光强度数据的变化曲线超出预设阈值曲线，且测距模块测得的目标与激光发射器之间的距离D小于或等于第一预设距离阈值时，外机处理器输出触发信号激活所述摄像头。

2.根据权利要求1所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述的摄像头安装于猫眼孔内，摄像头为广角光学防抖自动旋转摄像头，广角光学防抖自动旋转摄像头包括镜头、光学防抖移动镜片（1）和图像采集芯片（2），图像采集芯片（2）为红外拍摄图像采集芯片。

3.根据权利要求2所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述的镜头包括第一物镜（3）、第二物镜（4）、活动圆环（5）和电磁线圈（6），第一物镜（3）设于第二物镜（4）前端，第一物镜（3）通过活动圆环（5）安装在镜头筒（7）内，电磁线圈（6）的一端固定安装在活动圆环（5）上，另一端固定安装在镜头筒（7）的内壁上，所述的电磁线圈（6）与外机处理器电连接，外机处理器控制电磁线圈（6）的通电状态，电磁线圈（6）在磁力作用下驱动活动圆环（5）活动，达到旋转镜头的目的。

4.根据权利要求3所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述的外机处理器内设置有图像分析模块和电磁线圈通电驱动模块，图像分析模块用于根据图像采集芯片（2）采集到的图像信息判断拍摄目标的方位，电磁线圈通电驱动模块用于根据图像分析模块所得的拍摄目标方位信息生成相应的电磁线圈通电驱动信号，达到根据拍摄目标方位自动旋转镜头的目的。

5.根据权利要求1所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述激光发射器的发射状态为间歇性发出镭射，镭射发射时间小于0.1s，间隔时间大于0.1s，一个发射周期为0.2s。

6.根据权利要求1所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述激光发射器的镭射出光口镜片上设置有标尺。

7.根据权利要求1所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：所述的外机处理器还包括距离分析模块，距离分析模块用于将测距模块测得的距离D与第二预设距离阈值进行比对，当距离D小于或等于第二预设距离阈值时，启动门铃呼叫系统，外机处理器向内机处理器发送门铃呼叫信号，内机处理器输出触发信号激活呼叫喇叭。

8.根据权利要求1所述的基于光强度和距离检测触发摄像的智能猫眼系统，其特征在于：还包括自定义移动设备，所述自定义移动设备与内机处理器通信连接，自定义移动设备用于远程显示摄像头所采集的图像，并实现与外机的远程无线对讲，同时实现语音简讯信息的播报。