CN105323489B - 一种节能式摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能式摄像装置，包括支架、万向转动器、摄像头、控制箱；所述支架上设置有呈环形或弧形的摄像轨道，万向转动器设置在摄像轨道上，所述控制箱控制万向转动器在摄像轨道上的移动和万向转动器的转动，所述摄像头连接在万向转动器上，该摄像头与控制箱电连接。充分利用太阳能装置，不仅能够实现独立的供电，还能够实现能源的高效利用，其翻转太阳能板的设计能够根据不同太阳能电池片的不同特性，减少光照强度对太阳能板转换效率的影响，能够充分利用太阳能，同时通过各个供电的单元的配合，实现装置的节能和优化控制，其对市电的损耗比普通摄像装置降低20%；在夜间减少监控器的扫描速度，进一步节能，同时保证摄像头的适用性。

Description

一种节能式摄像装置

技术领域

本发明涉及一种节能式摄像装置。

背景技术

摄像头的工作原理：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D (模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。

现有的摄像头往往是通过很长的导线连接到后台电脑上，然后由后台电脑进行处理，这种方式不仅不具有及时的响应性，还会影响后台电脑的处理速度，后台，此外，现有的摄像装置往往都是定模式的扫视，无法根据实际情况进行出具处理后，进行定位扫描和跟踪，而且现有的摄像系统无法实现全方位扫描，存在很多摄像死角，容易遗漏重要的摄像点。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种节能式摄像装置，对现有的摄像头进行改进，使摄像头能够在摄像头处对摄像头采集到的图像进行预处理，扩大了能够实现对监控地点360度无死角监控，避免了监控的死角，更清晰的摄像监控，能够对监控图像的预处理，同时还能够动态捕捉动态目标，从而实现对动态目标的监控，节约了监控资源，避免无动态目标时，监控到的周围环境的信息重复存储，进而节约了储存资源；充分利用太阳能装置，不仅能够实现独立的供电，还能够实现能源的高效利用，其翻转太阳能板的设计能够根据不同太阳能电池片的不同特性，更有效的利用太阳能，减少光照强度对太阳能板转换效率的影响，能够充分利用太阳能，同时通过各个供电的单元的配合，实现装置的节能和优化控制，其对市电的损耗比普通摄像装置降低20%；在夜间减少监控器的扫描速度，进一步节能，同时保证摄像头的适用性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种节能式摄像装置，包括支架、万向转动器、摄像头、控制箱；所述支架上设置有呈环形或弧形的摄像轨道，万向转动器设置在摄像轨道上，所述控制箱控制万向转动器在摄像轨道上的移动和万向转动器的转动，所述摄像头连接在万向转动器上，该摄像头与控制箱电连接；所述支架上还设置有升降装置，该升降装置包括升降电机和升降轨道，该升降轨道固定到墙体或杆体上可用于控制支架的升降，升降电机控制支架的升降速度为50-70cm/min；支架上设置有供电装置，供电装置包括降压变压器、太阳能装置、蓄电池、稳压器；太阳能装置包括翻转器、太阳能板及光传感器，太阳能板的两面分别设置有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能片，该太阳能板的工作电压为12v；太阳能装置通过稳压器与控制箱相连，降压变压器的输入端与市电相连、输出端与控制箱相连；蓄电池设置在控制箱内并为控制箱供电。

更进一步，所述摄像头为红外摄像头，在该红外摄像头上设置有测距仪，该摄像头采用自动对焦系统，其最远对焦距离为30m。

更进一步，所述支架上设置有两个以上的万向转动器，各万向转动器分别与控制箱相连；控制箱控制各万向转动器独立转动并在摄像轨道上独立移动，万向转动器在横向或纵向上的移动速度为10-30r/min，万向转动器在摄像轨道上的移动速度为40-50cm/min。

更进一步，所述万向转动器包括相互连接的横向转动器和纵向转动器，横向转动器包括与控制箱相连的横向转动电机，纵向转动器包括与控制箱相连的纵向转动电机；横向转动电机和纵向转动电机分别通过齿轮控制摄像头横向0-180度范围内转动和纵向0-90度范围内转动。

更进一步，所述万向转动器下端通过滚动器与支架相连，该滚动器包括滚动电机，滚动电机与控制箱相连；滚动器用于控制万向转动器在摄像轨道上的移动。

更进一步，所述控制箱内设有MCU、储存器、模数转换器；模数转换器接收摄像头的模拟信号后翻译为数字信号，并将数字信号进行发送至MCU，MCU提取储存器中储存的数据与新接收的数字信号比较，根据比较结果执行储存器中储存的动作指令。

由于上述结构，对现有的摄像头进行改进，使摄像头能够在摄像头处对摄像头采集到的图像进行预处理，扩大了能够实现对监控地点360度无死角监控，避免了监控的死角，同时在通过摄像头高度的控制，提高摄像头的视野同时还能通过降低摄像头的高度，更清晰的摄像监控，控制箱内的智能处理单元，能够对监控图像的预处理，同时还能够动态捕捉动态目标，从而实现对动态目标的监控，节约了监控资源，避免无动态目标时，监控到的周围环境的信息重复存储，进而节约了储存资源。

更进一步，其控制系统包括：

控制单元，包括控制箱，控制箱内设有MCU、储存器、模数转换器；模数转换器接收摄像头的模拟信号后翻译为数字信号，并将数字信号进行发送至MCU，MCU提取储存器中储存的数据与新接收的数字信号比较，根据比较结果执行储存器中储存的动作指令；在MCU内存在模拟时间计数器，该模拟时间计数器用于记录时间；

摄像单元，包括摄像头、测距仪、万向转动器，摄像头采用自动对焦系统，该摄像头为交直流通用的红外摄像头，测距仪并列固定在摄像头上，万向转动器包括相互连接的横向转动器和纵向转动器，横向转动器包括与控制箱相连的横向转动电机，纵向转动器包括与控制箱相连的纵向转动电机；横向转动电机和纵向转动电机分别控制摄像头横向0-180度转动和纵向0-90度范围内转动；

位置控制单元，包括支架、升降装置、滚动器；升降装置设置在支架上，升降装置包括升降电机和升降轨道，该升降电机控制支架在升降轨道上以63cm/min的速度升降动作；两个以上的万向转动器分别通过滚动器连接到支架的环形的摄像轨道上，滚动器包括有滚动电机，该滚动电机与控制箱相连，滚动电机控制万向转动器沿摄像轨道移动；

供电单元，包括供电装置，供电装置包括降压变压器、太阳能装置、蓄电池、稳压器；太阳能装置包括翻转器、太阳能板及光传感器，太阳能板的两面分别设置有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能片，该太阳能板的工作电压为12v；太阳能装置通过稳压器与控制箱相连，降压变压器的输入端与市电相连、输出端与控制箱相连；蓄电池设置在控制箱内并为控制箱供电；

控制单元分别与摄像单元、位置控制单元、及供电单元相连，位置控制单元和摄像单元配合对指定区域扫描，当一摄像头扫描到动态物体时，先对该动态物体进行对焦，摄像头对动态物体跟踪拍摄，然后控制支架上的相邻的另一摄像头移动至与前摄像头并列，控制两摄像头对动态物体跟踪拍摄；摄像头所采集的数据经MCU储存到储存器中。

由于上述系统，能够实现监控地点的全方位监控，同时不会出现监控的死角，其转动装置能够保证摄像头的能够任意移动同时在支架上面设置两个以上的摄像头，能够有利于实现双摄像头监控，这种方式，不仅能够有利于屏幕显示时，能够实现3d显示，还能够提高摄像的准确性，提高摄像效果，另外，采用自动对焦系统与升降装置，滚动器、万向转动器相互配合，有利于将摄像头调整至最优的监控位置，实现对动态目标的清晰监控，提高设备的利用率和监控图像的质量。其控制单元能够对动态目标进行锁定，其锁定的系统经过计算能够实现装置快速精确的实现动态目标锁定，并删除无效的监控图像，节约了存储资源。

更进一步，其控制系统的供电控制方法：

（1）、在MCU内设置模拟时间计数器并设定变压器切换时间点、太阳能切换时间点和翻转时间点；

（2）、在光传感器感应到光照强度小于1250Lx时，MCU控制由输出电压为12v的降压变压器供电，并降低升降装置10%的升降速度、滚动器13%的移动速度、及万向转动器14.6%的转动速度；

（3）、当光照强度为1250-1750Lx时，MCU检测到光传感器的信号强度达到设定值并同时模拟时间计数器达到变压器切换时间点，MCU控制翻转器动作使太阳能板的薄膜太阳能片的一侧朝上；MCU控制有蓄电池和太阳能板共同供电；

（4）、当光照强度为1750-2800Lx时，MCU检测光传感器的信号强度达到设定值且模拟时间计数器达到翻转时间点，控制翻转器动作将太阳能板的晶体硅太阳电池片的一侧朝上，并控制太阳能板单独供电，断开降压变压器的供电；

（5）、当光照强度大于2800Lx，且蓄电池电量低于30%时，MCU控制太阳能板为蓄电池充电，若光照强度降低为2800Lx以下，控制降压变压器为蓄电池供电，并切断太阳能板对蓄电池的用电。

由于上述方法，根据光照强度和季节以及地理位置的影响，充分利用太阳能装置，不仅能够实现独立的供电，还能够实现能源的高效利用，其翻转太阳能板的设计能够根据不同太阳能电池片的不同特性，更有效的利用太阳能，减少光照强度对太阳能板转换效率的影响，能够充分利用太阳能，同时通过各个供电的单元的配合，实现装置的节能和优化控制，其对市电的损耗比普通摄像装置降低20%；在夜间减少监控器的扫描速度，进一步节能，同时保证摄像头的适用性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本装置结构简单、安装方便，能够实现360度无死角监控，监控范围广，监控效果好。

2、能够对录像的图像进行预处理，排除多余冗余或重复图像对储存器的存储资源的占用，提高存储设备的利用率。同时节约了查找有用信息的时间。

3、通过摄像头高度的控制，提高摄像头的视野同时还能通过降低摄像头的高度，更清晰的摄像监控，控制箱内的智能处理单元，能够对监控图像的预处理，同时还能够动态捕捉动态目标，从而实现对动态目标的监控，节约了监控资源，避免无动态目标时，监控到的周围环境的信息重复存储，进而节约了储存资源。

附图说明

图1是本发明中节能式摄像装置结构图；

图中标记：1-支架，2-滚动器，3-万向转动器，4-摄像头，5-控制箱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施例1：

如图1所示，本发明的一种节能式摄像装置，包括支架1、万向转动器3、摄像头、控制箱5；支架1上设置有呈环形或弧形的摄像轨道，万向转动器3设置在摄像轨道上，控制箱5控制万向转动器3在摄像轨道上的移动和万向转动器3的转动，摄像头连接在万向转动器3上，该摄像头与控制箱5电连接。

支架1上设置有两个以上的万向转动器3，各万向转动器3分别与控制箱5相连；控制箱5控制各万向转动器3独立转动并在摄像轨道上独立移动，万向转动器3在横向或纵向上的移动速度为10-30r/min，万向转动器3在摄像轨道上的移动速度为40-50cm/min。

万向转动器3包括相互连接的横向转动器和纵向转动器，横向转动器包括与控制箱5相连的横向转动电机，纵向转动器包括与控制箱5相连的纵向转动电机；横向转动电机和纵向转动电机分别通过齿轮控制摄像头横向0-180度范围内转动和纵向0-90度范围内转动。

万向转动器3下端通过滚动器2与支架1相连，该滚动器2包括滚动电机，滚动电机与控制箱5相连；滚动器2用于控制万向转动器3在摄像轨道上的移动。

支架上设置有供电装置，供电装置包括降压变压器、太阳能装置、蓄电池、稳压器；太阳能装置包括翻转器、太阳能板及光传感器，太阳能板的两面分别设置有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能片，该太阳能板的工作电压为12v；太阳能装置通过稳压器与控制箱相连，降压变压器的输入端与市电相连、输出端与控制箱相连；蓄电池设置在控制箱内并为控制箱供电。

控制箱5内设有MCU、储存器、模数转换器；模数转换器接收摄像头的模拟信号后翻译为数字信号，并将数字信号进行发送至MCU，MCU提取储存器中储存的数据与新接收的数字信号比较，根据比较结果执行储存器中储存的动作指令。

支架1上还设置有升降装置，该升降装置包括升降电机和升降轨道，该升降轨道固定到墙体或杆体上可用于控制支架1的升降，升降电机控制支架1的升降速度为50-70cm/min。

摄像头为红外摄像头，在该红外摄像头上设置有测距仪，该摄像头采用自动对焦系统，其最远对焦距离为30m。

由于上述结构，对现有的摄像头进行改进，使摄像头能够在摄像头处对摄像头采集到的图像进行预处理，扩大了能够实现对监控地点360度无死角监控，避免了监控的死角，同时在通过摄像头高度的控制，提高摄像头的视野同时还能通过降低摄像头的高度，更清晰的摄像监控，控制箱5内的智能处理单元，能够对监控图像的预处理，同时还能够动态捕捉动态目标，从而实现对动态目标的监控，节约了监控资源，避免无动态目标时，监控到的周围环境的信息重复存储，进而节约了储存资源。

具体实施例2：

根据实施例1的节能式摄像装置的控制系统包括：

控制单元，包括控制箱5，控制箱5内设有MCU、储存器、模数转换器；模数转换器接收摄像头的模拟信号后翻译为数字信号，并将数字信号进行发送至MCU，MCU提取储存器中储存的数据与新接收的数字信号比较，根据比较结果执行储存器中储存的动作指令；在MCU内存在模拟时间计数器，该模拟时间计数器用于记录时间；

摄像单元，包括摄像头、测距仪、万向转动器3，摄像头采用自动对焦系统，该摄像头为交直流通用的红外摄像头，测距仪并列固定在摄像头上，万向转动器3包括相互连接的横向转动器和纵向转动器，横向转动器包括与控制箱5相连的横向转动电机，纵向转动器包括与控制箱5相连的纵向转动电机；横向转动电机和纵向转动电机分别控制摄像头横向0-180度转动和纵向0-90度范围内转动；

位置控制单元，包括支架1、升降装置、滚动器2；升降装置设置在支架1上，升降装置包括升降电机和升降轨道，该升降电机控制支架1在升降轨道上以63cm/min的速度升降动作；两个以上的万向转动器3分别通过滚动器2连接到支架1的环形的摄像轨道上，滚动器2包括有滚动电机，该滚动电机与控制箱5相连，滚动电机控制万向转动器3沿摄像轨道移动；

供电单元，包括供电装置，供电装置包括降压变压器、太阳能装置、蓄电池、稳压器；太阳能装置包括翻转器、太阳能板及光传感器，太阳能板的两面分别设置有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能片，该太阳能板的工作电压为12v；太阳能装置通过稳压器与控制箱5相连，降压变压器的输入端与市电相连、输出端与控制箱5相连；蓄电池设置在控制箱5内并为控制箱5供电；

控制单元分别与摄像单元、位置控制单元、及供电单元相连，位置控制单元和摄像单元配合对指定区域扫描，当一摄像头扫描到动态物体时，先对该动态物体进行对焦，摄像头对动态物体跟踪拍摄，然后控制支架1上的相邻的另一摄像头移动至与前摄像头并列，控制两摄像头对动态物体跟踪拍摄；摄像头所采集的数据经MCU储存到储存器中。

由于上述系统，能够实现监控地点的全方位监控，同时不会出现监控的死角，其转动装置能够保证摄像头的能够任意移动同时在支架1上面设置两个以上的摄像头，能够有利于实现双摄像头监控，这种方式，不仅能够有利于屏幕显示时，能够实现3d显示，还能够提高摄像的准确性，提高摄像效果，另外，采用自动对焦系统与升降装置，滚动器2、万向转动器3相互配合，有利于将摄像头调整至最优的监控位置，实现对动态目标的清晰监控，提高设备的利用率和监控图像的质量。其控制单元能够对动态目标进行锁定，其锁定的系统经过计算能够实现装置快速精确的实现动态目标锁定，并删除无效的监控图像，节约了存储资源。

具体实施例3：

根据实施例2的节能式摄像装置的控制系统，其供电控制方法：

（1）、在MCU内设置模拟时间计数器并设定变压器切换时间点、太阳能切换时间点和翻转时间点；

（2）、在光传感器感应到光照强度小于1250Lx时，MCU控制由输出电压为12v的降压变压器供电，并降低升降装置10%的升降速度、滚动器213%的移动速度、及万向转动器314.6%的转动速度；

（3）、当光照强度为1250-1750Lx时，MCU检测到光传感器的信号强度达到设定值并同时模拟时间计数器达到变压器切换时间点，MCU控制翻转器动作使太阳能板的薄膜太阳能片的一侧朝上；MCU控制有蓄电池和太阳能板共同供电；

（4）、当光照强度为1750-2800Lx时，MCU检测光传感器的信号强度达到设定值且模拟时间计数器达到翻转时间点，控制翻转器动作将太阳能板的晶体硅太阳电池片的一侧朝上，并控制太阳能板单独供电，断开降压变压器的供电；

（5）、当光照强度大于2800Lx，且蓄电池电量低于30%时，MCU控制太阳能板为蓄电池充电，若光照强度降低为2800Lx以下，控制降压变压器为蓄电池供电，并切断太阳能板对蓄电池的用电。

由于上述方法，根据光照强度和季节以及地理位置的影响，充分利用太阳能装置，不仅能够实现独立的供电，还能够实现能源的 高效利用，其翻转太阳能板的设计能够根据不同太阳能电池片的不同特性，更有效的利用太阳能，减少光照强度对太阳能板转换效率的影响，能够充分利用太阳能，同时通过各个供电的单元的配合，实现装置的节能和优化控制，其对市电的损耗比普通摄像装置降低20%；在夜间减少监控器的扫描速度，进一步节能，同时保证摄像头的适用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种节能式摄像装置的控制系统的供电控制方法，所述节能式摄像装置的控制系统包括：

控制单元，包括控制箱，控制箱内设有MCU、储存器、模数转换器；模数转换器接收摄像头的模拟信号后翻译为数字信号，并将数字信号进行发送至MCU，MCU提取储存器中储存的数据与新接收的数字信号比较，根据比较结果执行储存器中储存的动作指令；在MCU内存在模拟时间计数器，该模拟时间计数器用于记录时间；

摄像单元，包括摄像头、测距仪、万向转动器，摄像头采用自动对焦系统，该摄像头为交直流通用的红外摄像头，测距仪并列固定在摄像头上，万向转动器包括相互连接的横向转动器和纵向转动器，横向转动器包括与控制箱相连的横向转动电机，纵向转动器包括与控制箱相连的纵向转动电机；横向转动电机和纵向转动电机分别控制摄像头横向0-180度转动和纵向0-90度范围内转动；

位置控制单元，包括支架、升降装置、滚动器；升降装置设置在支架上，升降装置包括升降电机和升降轨道，该升降电机控制支架在升降轨道上以63cm/min的速度升降动作；两个以上的万向转动器分别通过滚动器连接到支架的环形的摄像轨道上，滚动器包括有滚动电机，该滚动电机与控制箱相连，滚动电机控制万向转动器沿摄像轨道移动；

供电单元，包括供电装置，供电装置包括降压变压器、太阳能装置、蓄电池、稳压器；太阳能装置包括翻转器、太阳能板及光传感器，太阳能板的两面分别设置有晶体硅太阳电池片和薄膜太阳能片，该太阳能板的工作电压为12v；太阳能装置通过稳压器与控制箱相连，降压变压器的输入端与市电相连、输出端与控制箱相连；蓄电池设置在控制箱内并为控制箱供电；

控制单元分别与摄像单元、位置控制单元、及供电单元相连，位置控制单元和摄像单元配合对指定区域扫描，当一摄像头扫描到动态物体时，先对该动态物体进行对焦，摄像头对动态物体跟踪拍摄，然后控制支架上的相邻的另一摄像头移动至与前摄像头并列，控制两摄像头对动态物体跟踪拍摄；摄像头所采集的数据经MCU储存到储存器中；

其特征在于，所述控制方法包括：

（1）、在MCU内设置模拟时间计数器并设定变压器切换时间点、太阳能切换时间点和翻转时间点；

（2）、在光传感器感应到光照强度小于1250Lx时，MCU控制由输出电压为12v的降压变压器供电，并降低升降装置10%的升降速度、滚动器13%的移动速度、及万向转动器14.6%的转动速度；

（3）、当光照强度为1250-1750Lx时，MCU检测到光传感器的信号强度达到设定值并同时模拟时间计数器达到变压器切换时间点，MCU控制翻转器动作使太阳能板的薄膜太阳能片的一侧朝上；MCU控制有蓄电池和太阳能板共同供电；

（4）、当光照强度为1750-2800Lx时，MCU检测光传感器的信号强度达到设定值且模拟时间计数器达到翻转时间点，控制翻转器动作将太阳能板的晶体硅太阳电池片的一侧朝上，并控制太阳能板单独供电，断开降压变压器的供电；

（5）、当光照强度大于2800Lx，且蓄电池电量低于30%时，MCU控制太阳能板为蓄电池充电，若光照强度降低为2800Lx以下，控制降压变压器为蓄电池供电，并切断太阳能板对蓄电池的用电。