CN112526803B - 摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像机。基于本发明，摄像机可以从水箱向镜头视窗供水，以支持对镜头视窗的清洗。当摄像机的机壳从镜头视窗处于拍摄位姿的第一支撑姿态切换为镜前开口腔处于蓄水位姿的第二支撑姿态时，从水箱供给的水可以贮存在镜前开口腔内，此时，利用超声波振子，可以使镜前开口腔内的水扰动，并且，超声波扰动下的水波可以将浮尘从镜头视窗脱离清除、并且可以完全消除对镜头视窗的接触式物理摩擦，从而实现非接触式清洗。而且，利用超声波振子实现的非接触式清洗还可以结合清洁刷实施物理清洗，并且，清洁刷与镜头视窗之间的湿润接触环境也可以减少镜头视窗的损伤和清洁刷的磨损。

Description

摄像机

技术领域

本发明涉及摄像机清洗技术，特别涉及可实现镜头视窗自清洗的一种摄像机。

背景技术

摄像机的镜头视窗的清洁度会影响成像质量，因而存在对镜头视窗的除尘需求。

若采用干燥式物理清扫对镜头视窗实施除尘，则，附着于镜头视窗的浮尘会扩散、甚至堆积至清扫工具的清扫范围之外，而不能从镜头视窗脱离清除，而且清扫工具与镜头视窗的干燥式接触容易对镜头视窗造成刮伤、并加速清扫工具的磨损。

可见，干燥式物理清扫对镜头视窗的除尘效果不佳，并且容易损伤镜头视窗。

由此，如何改善对镜头视窗的除尘效果、并减小对镜头视窗的损伤，成为现有技术中有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种摄像机，包括：

机壳；

成像模组，所述成像模组布置在所述机壳内；

镜头，所述镜头装设于所述机壳，所述镜头具有为所述成像模组提供成像视野的镜头视窗，并且，所述镜头还具有沿所述镜头视窗的外周封闭环绕形成镜前开口腔的视窗凸檐；

超声波振子，所述超声波振子装设于所述镜前开口腔内；

喷射元件，所述喷射元件装设于所述镜前开口腔内；

仰举机构，所述仰举机构支撑所述机壳，并且，所述仰举机构为所述机壳提供可切换的第一支撑姿态和第二支撑姿态，其中，当所述机壳处于所述第一支撑姿态时，所述镜头视窗处于朝向预设角度方向的拍摄位姿，当所述机壳处于所述第二支撑姿态时，所述镜头视窗处于所述镜前开口腔开口向上的蓄水位姿；

水箱，所述水箱装设于所述机壳；

供水元件，所述供水元件与所述水箱连通；

供水管路，所述供水管路自所述供水元件连通至所述喷射元件。

可选地，所述水箱具有集水口和供水口，所述供水元件与所述供水口连通，并且，所述水箱的所述集水口进一步装设有单向流通元件。

可选地，所述机壳具有通气腔，所述通气腔具有气体流通口，所述气体流通口装设有防尘网；所述摄像机进一步包括制冷元件，所述制冷元件具有冷凝面和散热面，其中，所述冷凝面布置在所述通气腔的内部，所述散热面暴露在所述通气腔的外部；所述水箱置于所述通气腔内，并且，所述集水口位于所述冷凝面的冷凝水滴落侧。

可选地，所述制冷元件的所述冷凝面进一步具有朝向所述水箱的所述集水口倾斜的引流翅片。

可选地，所述引流翅片包含多等间距分布的多个引流翅，每个所述引流翅的厚度为0.5-3mm，相邻的所述引流翅之间的间距为2-10mm，每个所述引流翅的翅展长度为10-50mm，并且，多个所述引流翅相比于所述冷凝面呈0-45度的倾斜角度。

可选地，所述制冷元件包括热电半导体制冷器TEC。

可选地，所述制冷元件的所述散热面进一步装设有散热器。

可选地，所述散热器装设有风扇。

可选地，所述第二支撑姿态为所述镜头视窗的光轴方向相比于竖直方向呈0-10度的角度姿态。

可选地，多个所述超声波振子沿所述镜头视窗的边缘等角分布。

可选地，所述摄像机进一步包括水位传感器以及处理器，所述水位传感器设置在所述水箱内，所述处理器用于：从所述成像模组接收图像；对接收到的图像进行污渍检测；当在图像中检测到污渍时，利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；当检测到所述水箱内的蓄水量不低于所述第二水量阈值时，驱动所述仰举机构将所述机壳切换为所述第二支撑姿态；当所述机壳从所述第一支撑姿态切换为所述第二支撑姿态时，启用所述供水元件和所述超声波振子；当启用所述供水元件和所述超声波振子的持续时间达到预设的第二时长时，停用所述供水元件和所述超声波振子、并驱动所述仰举机构将所述机壳切换回所述第一支撑姿态。

可选地，所述摄像机进一步包括：清洁刷，所述清洁刷装设于所述机壳，所述清洁刷的刷片探入在所述镜前开口腔内，并且所述清洁刷的刷片摆动范围覆盖所述镜头视窗。

可选地，所述摄像机进一步包括水位传感器以及处理器，所述水位传感器设置在所述水箱内，所述处理器用于：从所述成像模组接收图像；对接收到的图像进行污渍检测；当在图像中检测到污渍时，查询清洁刷清洗标志位、并利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；当查询到所述清洁刷清洗标志位为表示未利用清洁刷清洗的无效值、且检测到所述水箱内的蓄水量达到预设的第一水量阈值时，启用所述供水元件和所述清洁刷、并持续预设的第一时长，以及，将所述清洁刷清洗标志位置为表示已使用清洁刷清洗的有效值；当查询到所述清洁刷清洗标志位为表示已使用清洁刷清洗的有效值、且检测到所述水箱内的蓄水量达到预设的第二水量阈值时，驱动所述仰举机构将所述机壳切换为所述第二支撑姿态，待所述机壳从所述第一支撑姿态切换为第二支撑姿态后启用所述供水元件和所述超声波振子，当启用所述供水元件和所述超声波振子的持续时间达到预设的第二时长时，停用所述供水元件和所述超声波振子、并驱动所述仰举机构将所述机壳切换回所述第一支撑姿态，以及，将所述清洁刷清洗标志位置为表示未利用清洁刷清洗的无效值。

可选地，所述机壳具有通气腔，所述通气腔具有气体流通口，所述气体流通口装设有防尘网；所述摄像机进一步包括制冷元件，所述制冷元件具有冷凝面和散热面，其中，所述冷凝面布置在所述通气腔的内部，所述散热面暴露在所述通气腔的外部；所述摄像机进一步包括湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述通气腔内，所述处理器用于：利用所述湿度传感器输出的湿度信号检测所述通气腔内的空气湿度；当检测到所述通气腔内的空气湿度达到预定的湿度阈值时，利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；当检测到所述水箱内的蓄水量低于预设的第三水量阈值时，启用所述制冷元件；当在启用所述制冷元件后检测到所述水箱内的蓄水量上升至所述第三水量阈值时，停用所述制冷元件；其中，所述第三水量阈值不小于所述第一水量阈值与所述第二水量阈值之和。

基于上述实施例，摄像机可以从水箱向镜头视窗供水，以支持对镜头视窗的清洗。当摄像机的机壳从镜头视窗处于拍摄位姿的第一支撑姿态切换为镜前开口腔处于蓄水位姿的第二支撑姿态时，从水箱供给的水可以贮存在镜前开口腔内，此时，利用超声波振子，可以使镜前开口腔内的水扰动，并且，超声波扰动下的水波可以将浮尘从镜头视窗脱离清除、并且可以完全消除对镜头视窗的接触式物理摩擦，从而实现非接触式清洗。

而且，利用超声波振子实现的非接触式清洗还可以结合清洁刷实施物理清洗，并且，清洁刷与镜头视窗之间的湿润接触环境也可以减少镜头视窗的损伤和清洁刷的磨损。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围：

图1为本发明的一个实施例中用于清洗摄像机的集水机构的示例性结构示意图；

图2为适用于如图1所示的集水机构的集水控制方法的示例性流程示意图；

图3为应用如图1所示的集水机构的一种摄像机的示例性结构示意图；

图4为适用于如图3所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图；

图5为应用如图1所示的集水机构的另一种摄像机的示例性结构示意图；

图6为如图5所示的摄像机的清洗状态的示意图；

图7为适用于如图5所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图；

图8为应用如图1所示的集水机构的又一种摄像机的示例性结构示意图；

图9为如图8所示的摄像机的二级清洗状态的示意图；

图10为适用于如图8所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图。

附图标记说明

10 集水机构

11 通气腔

110 湿度传感器

12 制冷元件

13 引流翅片

14 散热器

15 风扇

16 水箱

160 水位传感器

17 供水元件

18 供水管路

19 喷射元件

20 机壳

200 镜头视窗

30 端面凸缘

40 清洁刷

41 电机

42 转轴

43 刷臂

44 刷片

50 视窗凸檐

500 水位面

60 超声波振子

70 仰举机构

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明的一个实施例中用于清洗摄像机的集水机构的示例性结构示意图。请参见图1，在该实施例中，用于清洗摄像机的集水机构10可以包括通气腔11、制冷元件12、水箱16、供水元件17以及供水管路18。

通气腔11用于循环收集空气，并且，通气腔11具有气体流通口。为了净化循环收集的空气，通气腔11的气体流通口可以进一步装设防尘网。

制冷元件12可以为例如TEC(Thermoelectric Cooler，热电半导体制冷器)等具有制冷功能的元件，用于通过制冷而使通气腔11循环收集空气中的水冷凝，并且，制冷元件12具有冷凝面和散热面，其中，冷凝面布置在通气腔11的内部，散热面暴露在通气腔11的外部。为了增强制冷元件12的冷凝效率，制冷元件12的散热面可以进一步装设散热器14，并且，若希望进一步提升制冷元件12的冷凝效率，则该散热器14可以装设有风扇15。

水箱16用于收集制冷元件12制冷产生的冷凝水，并且，水箱16置于通气腔11内。其中，水箱16具有集水口和供水口，集水口位于制冷元件12的冷凝面的冷凝水滴落侧。为了便于冷凝水的收集，制冷元件12的冷凝面可以进一步具有朝向水箱16的集水口倾斜的引流翅片13。例如，引流翅片13可以包含多等间距分布的多个引流翅，每个引流翅的厚度可以为0.5-3mm，相邻引流翅的间距可以为2-10mm，每个引流翅的翅展长度可以为10-50mm，并且，多个引流翅相比于制冷元件12的冷凝面可以呈0-45度的倾斜角度。

并且，水箱16的集水口可以进一步装设有单向流通元件，例如单向阀，以确保收集的冷凝水不会由于集水机构10的偏斜或振动而溢出。

供水元件17可以选用水泵，并且，供水元件17可以与水箱16的供水口连通。供水管路18可以自供水元件17连通至摄像机的镜头视窗200的边缘处布置的喷射元件19(例如喷雾器)，例如，该喷射元件19可以设置在从镜头视窗200的边缘处凸出的端面凸缘30、并且该喷射元件19的喷射口可以朝向镜头视窗200所在的方位，即，喷射元件19的喷射范围覆盖镜头视窗200。

在该实施例中，供水元件17布置在通气腔11内，并且，供水管路18从通气腔11穿出、并途径摄像机的机壳20到达镜头视窗200的边缘处的喷射元件19，但实际应用中，供水元件17的布设位置并不是必须在通气腔11之内，而是也可以布置在通气腔11的外部；同理，供水管路18也可以布设在机壳20的外部。

基于上述实施例，可以利用制冷元件12收集空气中的冷凝水，并且可以利用供水元件17将收集的冷凝水向镜头视窗200供给，以支持对镜头视窗200的清洗。而且，冷凝水近似于不合杂质和酸碱度的中性纯净水，因而供水回路中不易出现堵塞和腐蚀现象。

在实际应用中，上述实施例可以实现无需人工干预、也不依赖于例如降雨等随机式外部条件的自动集水。具体地，集水机构10可以进一步包括湿度传感器110、水位传感器160、以及处理器(图中未示出)。其中，湿度传感器110可以设置在通气腔11内，用于检测通气腔11内收集的空气是否包含期望的水分含量；水位传感器160可以设置在水箱16内，用于检测水箱16内的蓄水量是否足够。

处理器可以与湿度传感器110和水位传感器160信号连接，并且，该处理器既可以是摄像机的CPU，或者也可以是独立于摄像机的CPU的额外的处理器。该处理器可以用于：

利用湿度传感器110输出的湿度信号检测通气腔11内的空气湿度；

当检测到通气腔11内的空气湿度达到预定的湿度阈值时，利用水位传感器160输出的水位信号检测水箱16内的蓄水量；

当检测到水箱16内的蓄水量低于预设的水量阈值时，启用制冷元件12、并利用水位传感器160输出的水位信号监测水箱16内的蓄水量变化；

当监测到水箱16内的蓄水量上升至水量阈值时，停用制冷元件12。

并且，对于进一步设置散热器14和风扇15的情况，该处理器可以在启用制冷元件12的同时进一步启用风扇15、并在停用制冷元件的同时停用风扇15。

图2为适用于如图1所示的集水机构的集水控制方法的示例性流程示意图。请参见图2，该实施例中的集水控制方法可以包括：

S210：利用湿度传感器输出的湿度信号检测通气腔内的空气湿度，即，检测通气腔内的空气湿度是否达到预定的湿度阈值；

若检测到通气腔内的空气湿度达到湿度阈值，则跳转至S220；

若检测到通气腔内的空气湿度未达到湿度阈值，则表示当前的空气湿度水平不适于集水、或者集水效率不高，并且返回本步骤继续检测空气湿度。

S220：当检测到通气腔内的空气湿度达到预定的湿度阈值时，利用水位传感器输出的水位信号检测水箱内的蓄水量，即，检测水箱内的蓄水量是否低于预设的水量阈值；

若检测到水箱内的蓄水量低于预设的水量阈值，则跳转至S230；

若检测到水箱内的蓄水量不低于预设的水量阈值，则表示当前的蓄水量足够清洗，可以暂不通过集水补充水量，并且返回S210继续检测空气湿度。

S230：当检测到水箱内的蓄水量低于预设的水量阈值时，启用制冷元件、并利用水位传感器输出的水位信号监测水箱内的蓄水量变化。

对于集水机构进一步设置散热器和风扇的情况，本步骤可以进一步启用风扇。

S240：当监测到水箱内的蓄水量上升至水量阈值时，停用制冷元件。

对于集水机构进一步设置散热器和风扇的情况，本步骤可以进一步停用风扇。

并且，本步骤之后，可以返回S210继续检测空气湿度。

上述实施例提供的集水机构既可以结合清洁刷实施的物理清扫实现对镜头视窗200的除尘、也可以结合超声波振子实施非接触式清洗实现对镜头视窗200的除尘，并且，无论集水机构实现哪一种除尘方式，上述的集水控制方法都可以兼容。下文中将结合后续实施例对结合方案进行详细说明。

图3为应用如图1所示的集水机构的一种摄像机的示例性结构示意图。请参见图3，以集水机构10结合清洁刷实施的物理清扫实现除尘为例，该摄像机可以包括机壳20、装设于机壳20的集水机构10、布置在机壳11内的成像模组、以及装设于机壳20的镜头，其中，镜头具有为成像模组提供成像视野的镜头视窗200。

仍参见图3，该实施例中的摄像机还可以包括清洁刷40，该清洁刷40装设于机壳11，并且，该清洁刷40的刷片44的摆动范围覆盖镜头视窗200。具体地，清洁刷40可以包括装设于机壳11的电机41、与电机41的输出轴同轴连接的转轴42、装设于转轴42的刷臂43，刷片44装设在刷臂43的末端、并且可移动地悬置在镜头视窗200的视野范围内。

基于上述实施例，集水机构10供给的冷凝水有助于清洁刷40将浮尘从镜头视窗200脱离清除，并且由于冷凝水而形成的湿润的接触环境还可以减少镜头视窗200的损伤和清洁刷40的磨损。

在实际应用中，上述实施例中的摄像机可以实现无需人工干预、也不依赖于例如降雨等随机式外部条件的自动集水及清洗。即，集水机构10可以进一步包括湿度传感器110、水位传感器160、以及处理器(图中未示出)，该处理器优选摄像机的CPU，以实现摄像机的自清洁控制。

具体地，该处理器可以按照如图2所示的方式实现自动集水控制，并将图2所示流程中的水量阈值赋值为不小于预设的第一水量阈值Thre1，其中，第一水量阈值Thre1可以设定为不少于喷射元件19持续喷射第一时长T1所需的水量。并且，该处理器还可以实现清洗控制、并进一步用于：

从成像模组接收图像；

对接收到的图像进行污渍检测；

当在图像中检测到污渍时，利用水位传感器160输出的水位信号检测水箱16内的蓄水量；

当检测到水箱内的蓄水量达到第一水量阈值Thre1时，启用供水元件17和清洁刷40；

当启用供水元件17和清洁刷40的持续时间达到预设的第一时长T1时，停用清洁刷40和供水元件17。

图4为适用于如图3所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图。请参见图4，该实施例中的清洗控制方法可以包括：

S410：从成像模组接收图像、并对接收到的图像进行污渍检测，即，检测图像中是否存在表示污渍的图形区域；

若检测到污渍，则跳转至S420，否则返回本步骤继续接收图像并检测。

S420：当在图像中检测到污渍时，利用水位传感器输出的水位信号检测水箱内的蓄水量，即，检测水箱内的蓄水量是否达到预设的第一水量阈值Thre1；

若蓄水量达到第一水量阈值Thre1，则表示蓄水量足够清洗、并跳转至S430；

若蓄水量未达到第一水量阈值Thre1，则返回本步骤进行等待，直至根据如图2所示的集水控制流程触发集水、并使蓄水量足够清洗。

S430：当检测到水箱内的蓄水量达到第一水量阈值Thre1时，启用供水元件和清洁刷。

S440：当启用供水元件和清洁刷的持续时间达到第一时长T1时，停用清洁刷和供水元件。

本步骤之后，可以返回S410继续检测。

图5为应用如图1所示的集水机构的另一种摄像机的示例性结构示意图。图6为如图5所示的摄像机的清洗状态的示意图。请参见图5并结合图6，以集水机构结合超声波实施非物理接触式的除尘为例，该摄像机可以包括机壳20、装设于机壳20的集水机构10、布置在机壳11内的成像模组、以及装设于机壳20的镜头，其中，镜头具有为成像模组提供成像视野的镜头视窗200。

从图5和图6中可以看出，镜头还具有视窗凸檐50，该视窗凸檐50沿镜头视窗200的外周封闭环绕形成镜前开口腔。其中，镜前开口腔可以看作是视窗凸檐50形成的环形筒腔一端被镜头视窗200封闭、另一端开口的半开放式腔体，或者，也可以看作是以镜头视窗200为底面、并以视窗凸檐50为环形周壁的有底开口腔。

并且，该实施例中的摄像机还包括超声波振子60，超声波振子60装设于镜前开口腔内。例如，多个(如2～8个)超声波振子60可以沿镜头视窗的边缘等角分布。

另外，喷射元件19也可以装设于镜前开口腔内。

如图5和图6所示的摄像机还包括仰举机构70，该仰举机构70支撑机壳20，并且，仰举机构70为机壳20提供可切换的第一支撑姿态(如图5所示的姿态以及如图6中的虚线部分所示的姿态)和第二支撑姿态(如图6中实现部分所示的姿态)，其中：

当机壳20处于第一支撑姿态时，镜头视窗200处于朝向预设角度方向的拍摄位姿(图5和图6以预设角度方向为水平方向为例)，此时可以实现摄像机对目标场景的正常拍摄；

当机壳20处于第二支撑姿态时，镜头视窗200处于镜前开口腔开口向上的蓄水位姿，此时，只要供水元件17向喷射元件19供给水箱16中储蓄的冷凝水，即可镜前开口腔内蓄水，从而，超声波振子60可以触发镜前开口腔内的蓄水振动，以实现对镜头视窗200的非接触式清洗。

为了避免水箱16中储蓄的冷凝水在机壳20处于第二支撑姿态时从集水口倒流而出，在该实施例中，需要在集水机构10的水箱16的集水口装设单向流通元件。

请特别参见图6，该实施例以机壳20沿水平方向的图示姿态表示第一支撑姿态，并以机壳20沿竖直方向的图示姿态表示第二支撑姿态，但可以理解的是，第一支撑姿态可以是相对于水平方向偏斜第一偏移角度±α的任意角度姿态，第二支撑姿态可以是镜头视窗的光轴方向相对于竖直方向偏斜第二偏移角度±β的指定角度姿态。

如前文所述，第一支撑姿态旨在使镜头视窗200处于拍摄位姿，即，第一支撑位姿关注的是如何镜头视窗200朝向拍摄目标所在的角度，并且，镜头视窗200的拍摄位姿可以理解为可调节的角度范围。

例如，摄像机可以采用PTZ(方位角、仰角、变倍倍率)空间坐标系来标定目标位置，PTZ坐标系包括在水平方向上的方位角坐标(Pan)和竖直方向上的仰角坐标(Tile)，这两个角度坐标可以称为PT角度坐标；并且，成像模组中还包括镜群组和图像传感器，摄像机的聚焦可以认为是调节镜群组相对于图像传感器的位置，以使镜群组的焦点落在图像传感器上，其中，焦点是指平行光线经镜群组中的镜头折射后汇聚的点，聚焦的调节可以确定改变机芯视野的变倍倍率(Zoom)。此时，镜头视窗200的拍摄位姿，即，相对于水平方向上下偏斜第一偏移角度±α，可以理解为仰角坐标(Tile)的预设角度范围内的角度集合。

而第二支撑姿态旨在使镜前开口腔保持可贮水姿态，即，第二支撑位姿关注的是尽可能避免水从镜前开口腔内倾洒而出。在实际应用中，镜前开口腔内积蓄的水量优选地满足将超声波振子60全部没入即可，而不是必须充满镜前开口腔内的全部空间，即，镜前开口腔内的水位只要位于超声波振子60的端部之上即可，而不是必须达到镜前开口腔的开口面，因此，即便第二支撑姿态相对于竖直方向偏斜第二偏移角度±β，也有可能在保持超声波振子60全部没入水中的情况下避免水的倾洒。另外，第二支撑姿态的作用是利用超声波振子60产生的超声波驱动水的波动实现对镜头视窗200的非接触式清洗，因此，第二支撑姿态可以理解为一个指定的角度，而不是必须设定为可调节的角度范围。相应地，β可以为相对于α具有更小约束范围的角度值，例如β可以取0～10度的角度范围内的任意值。

在实际应用中，作为驱动机壳20在第一支撑姿态和第二支撑姿态之间切换的仰举机构70，其可以是调节摄像机在PTZ坐标系中的PT角度坐标的PT支架，此时，第二支撑姿态可以设定为90度或趋近于90度的仰角坐标(Tile)，而第一支撑姿态可以设定为小于第二支撑姿态的仰角坐标(Tile)取值的角度范围。

基于上述实施例，集水机构10供给的冷凝水可以被储蓄在镜头视窗200的镜前开口腔内，相应地，利用超声波扰动下的水波将浮尘从镜头视窗200脱离清除、并且可以避免对镜头视窗200的接触式物理摩擦。

在实际应用中，上述实施例中的摄像机可以实现无需人工干预、也不依赖于例如降雨等随机式外部条件的自动集水及清洗。即，集水机构10可以进一步包括湿度传感器110、水位传感器160、以及处理器(图中未示出)，该处理器优选摄像机的CPU，以实现摄像机的自清洁控制。

具体地，该处理器可以按照如图2所示的方式实现自动集水控制，并且将图2所示流程中的水量阈值赋值为不小于预设的第二水量阈值Thre2，其中，第二水量阈值Thre2可以设置为足以使镜前开口腔内积蓄的水量将超声波振子60全部没入。该处理器还可以实现清洗控制、并进一步用于：

从成像模组接收图像；

对接收到的图像进行污渍检测；

当在图像中检测到污渍时，利用水位传感器160输出的水位信号检测水箱16内的蓄水量；

当检测到水箱16内的蓄水量不低于第二水量阈值Thre2时，驱动仰举机构70将机壳20从第一支撑姿态切换为第二支撑姿态；

当机壳20从第一支撑姿态切换为第二支撑姿态时，启用供水元件17和超声波振子60；

当启用供水元件17和超声波振子60的持续时间达到预设的第二时长T2时，停用供水元件17和超声波振子60、并驱动仰举机构70将机壳20切换回第一支撑姿态。

图7为适用于如图5所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图。请参见图7，该实施例中的清洗控制方法包括：

S710：当机壳处于第一支撑姿态时，从成像模组接收图像、并对接收到的图像进行污渍检测，即，检测图像中是否存在表示污渍的图形区域；

若在图像中检测到污渍，则跳转至S720；

若在图像中未检测到污渍，则返回本步骤继续检测。

S720：当在图像中检测到污渍时，利用水位传感器输出的水位信号检测水箱内的蓄水量，即，检测水箱内的蓄水量是否达到预设的第二水量阈值Thre2；

若水箱内的蓄水量达到第二水量阈值Thre2，则跳转至S730；

若水箱内的蓄水量未达到第二水量阈值Thre2，则返回本步骤进行等待，直至根据如图2所示的集水控制流程触发集水、并使蓄水量足够清洗。

S730：当检测到水箱内的蓄水量达到第二水量阈值时，驱动仰举机构将机壳从第一支撑状态切换为第二支撑姿态。

S740：当机壳从第一支撑姿态切换为第二支撑姿态时，启用供水元件和超声波振子。

本步骤中，可以启用供水元件，并以预设的时延延迟启用超声波振子。例如，可以先启用供水元件，并等待足以使镜前开口腔内积蓄的水量将超声波振子全部没入的时延后再启用超声波振子。

S750：当启用供水元件和超声波振子的持续时间达到预设的第二时长T2时，停用供水元件和超声波振子、并驱动仰举机构将所述机壳切换回第一支撑姿态。

本步骤中，可以先停用供水元件和超声波振子，再驱动仰举机构将机壳切换回第一支撑姿态。或者，本步骤也可以先驱动仰举机构将机壳切换回第一支撑姿态，并在切换的过程中停用供水元件和超声波振子，以避免镜前腔开口槽内驻留的水中所混入的浮尘在回切至第一支撑姿态之前又重新附着在镜头视窗。

在本步骤之后，可以返回S710继续检测。

图8为应用如图1所示的集水机构的又一种摄像机的示例性结构示意图。图9为如图8所示的摄像机的二级清洗状态的示意图。请参见图8和图9，以集水机构结合清洁刷和超声波实施的两级除尘为例，该摄像机可以包括机壳20、装设于机壳20的集水机构10、布置在机壳11内的成像模组、以及装设于机壳20的镜头，其中，镜头具有为成像模组提供成像视野的镜头视窗200。

仍参见图8，该实施例中的摄像机还可以包括清洁刷40，该清洁刷40装设于机壳11，并且，该清洁刷40的刷片44的摆动范围覆盖镜头视窗200。

并且，从图8和图9中可以看出，镜头还具有视窗凸檐50，该视窗凸檐50沿镜头视窗200的外周封闭环绕形成镜前开口腔。该实施例中的镜前开口腔可以与如图5所示实施例中的镜前开口腔相同或者基本相同。另外，该实施例中的摄像机还包括超声波振子60，超声波振子60装设于镜前开口腔内，喷射元件19也装设于镜前开口腔内。

如图8和图9所示的摄像机还包括仰举机构70，该仰举机构70支撑机壳20，并且，仰举机构70为机壳20提供可切换的第一支撑姿态(如图8所示的姿态以及如图9中的虚线部分所示的姿态)和第二支撑姿态(如图9中实现部分所示的姿态)，该实施例中的第一支撑姿态和第二支撑姿态可以与如图5所示实施例中的第一支撑姿态和第二支撑姿态相同或者基本相同，其中：

当机壳20处于第一支撑姿态时，镜头视窗200处于朝向预设角度方向的拍摄位姿(图5和图6以预设角度方向为水平方向为例)，此时可以实现摄像机对目标场景的正常拍摄，或者，也可以启用清洁刷40和供水元件17、并利用冷凝水将浮尘从镜头视窗200脱离清除；

当机壳20处于第二支撑姿态时，镜头视窗200处于镜前开口腔开口向上的蓄水位姿，此时，只要供水元件17向喷射元件19供给水箱16中储蓄的冷凝水，即可镜前开口腔内蓄水，从而，超声波振子60可以触发镜前开口腔内的蓄水振动，以实现对镜头视窗200的非接触式清洗。

为了避免水箱16中储蓄的冷凝水在机壳20处于第二支撑姿态时从集水口倒流而出，在该实施例中，需要在集水机构10的水箱16的集水口装设单向流通元件。

基于上述实施例，可以选择性地启用清洁刷40、并利用集水机构10供给的冷凝水将浮尘从镜头视窗200脱离清除，或者将集水机构10供给的冷凝水储蓄在镜头视窗200的镜前开口腔内、利用超声波扰动下的水波将浮尘从镜头视窗200脱离清除。

在实际应用中，上述实施例中的摄像机可以实现无需人工干预、也不依赖于例如降雨等随机式外部条件的自动集水及清洗。即，集水机构10可以进一步包括湿度传感器110、水位传感器160、以及处理器(图中未示出)，该处理器优选摄像机的CPU，以实现摄像机的自清洁控制。并且，考虑到利用超声波的非物理接触式清洗，需要将机壳20切换至使镜头视窗200偏离目标拍摄场景的第二支撑姿态，因此，为了兼顾拍摄的连贯性，可以设置基于清洁刷的物理清扫优先基于超声波的非物理接触式清洗。即，当基于清洁刷40的物理清扫没能有效清洁镜头视窗200(例如由于清洁刷40的刷片44在长时间使用后脏污等原因)时，再启用基于超声波的非物理接触式清洗，此时作为二级清洗的超声波非物理接触式清洗，不但可以清洁镜头视窗200，而且还可以清洗清洁刷40的刷片44。

具体地，该处理器可以按照如图2所示的方式实现自动集水控制，并将图2所示流程中的水量阈值赋值为不小于预设的第三水量阈值Thre3，其中，第三水量阈值Thre3可以设定为不小于前述实施例中的第一水量阈值Thre1和第二水量阈值Thre2之和。

并且，该处理器还可以实现清洗控制、并进一步用于：

从成像模组接收图像；

对接收到的图像进行污渍检测；

当在图像中检测到污渍时，查询清洁刷清洗标志位、并利用水位信号检测水箱内的蓄水量；

当查询到清洁刷清洗标志位为表示尚未利用清洁刷40清洗的无效值、且检测到水箱16内的蓄水量达到第一水量阈值Thre1时，启用供水元件17和清洁刷40、并持续预设的第一时长T1，以及，将清洁刷清洗标志位置为表示已使用清洁刷40清洗的有效值；

当查询到清洁刷清洗标志位为表示已使用清洁刷40清洗的有效值、且检测到水箱16内的蓄水量达到第二水量阈值Thre2时，驱动仰举机构70将机壳20切换为第二支撑姿态，待机壳20从第一支撑姿态切换为第二支撑姿态后启用供水元件17和超声波振子60，当启用供水元件17和超声波振子60的持续时间达到预设的第二时长T2时，停用供水元件17和超声波振子60、并驱动仰举机构70将机壳20切换回第一支撑姿态，以及，将清洁刷清洗标志位置为表示未曾利用清洁刷清洗的无效值。

图10为适用于如图8所示的摄像机的清洗控制方法的示例性流程示意图。请参见图10，该实施例中的清洗控制方法可以包括：

S1010：当机壳处于第一支撑姿态时，从成像模组接收图像、并对接收到的图像进行污渍检测，即，检测图像中是否存在表示污渍的图形区域；

若在图像中检测到污渍，则跳转至S1020；

若在图像中未检测到污渍，则返回本步骤继续检测。

S1020：当在图像中检测到污渍时，查询清洁刷清洗标志位，以检测当前污渍出现之前是否曾使用清洁刷。

若查询到清洁刷清洗标志位为表示未利用清洁刷清洗的无效值，则表示当前污渍出现之前未曾使用清洁刷，因而可以跳转到S1030执行一级清洗；

若查询到清洁刷清洗标志位为表示已使用清洁刷清洗的有效值，则表示当前污渍出现之前已使用了清洁刷，因而可以跳转到S1040执行二级清洗。

S1030：利用水箱内的水位传感器输出的水位信号检测水箱内的蓄水量，即，检测水箱内的蓄水量是否达到预设的第一水量阈值。

若蓄水量达到第一水量阈值Thre1，则表示蓄水量足够清洗、并跳转至S1031；

若蓄水量未达到第一水量阈值Thre1，则返回本步骤进行等待，直至根据如图2所示的集水控制流程触发集水、并使蓄水量足够清洗。

S1031：当查询到清洁刷清洗标志位为表示未利用清洁刷清洗的无效值、且检测到水箱内的蓄水量达到第一水量阈值Thre1时，启用供水元件和清洁刷并持续预设的第一时长T1。

S1032：当启用供水元件和清洁刷的持续时间达到第一时长T1时，停用清洁刷和供水元件，并将清洁刷清洗标志位置为表示已使用清洁刷清洗的有效值。

其中，将清洁刷清洗标志位置为表示已使用清洁刷清洗的有效值的置位操作，也可以在本步骤完成之前、S1031开始启用供水元件和清洁刷之后的任意时刻执行。并且，本步骤之后，可以返回S1020继续检测。

S1040：利用水位传感器输出的水位信号检测水箱内的蓄水量，即，检测水箱内的蓄水量是否达到预设的第二水量阈值Thre2；

若水箱内的蓄水量达到预设的第二水量阈值Thre2，则跳转至S1041；

若水箱内的蓄水量未达到预设的第二水量阈值Thre2，则返回本步骤进行等待，直至根据如图2所示的集水控制流程触发集水、并使蓄水量足够清洗。

S1041：当查询到清洁刷清洗标志位为表示已使用清洁刷清洗的有效值、且检测到水箱内的蓄水量达到第二水量阈值时，驱动仰举机构将机壳从第一支撑状态切换为第二支撑姿态。

S1042：当机壳从第一支撑姿态切换为第二支撑姿态时，启用供水元件和超声波振子并持续预设的第二时长T2。

本步骤中，可以启用供水元件，并以预设的时延延迟启用超声波振子。例如，可以先启用供水元件，并等待足以使镜前开口腔内积蓄的水量将超声波振子全部没入的时延后再启用超声波振子。

S1043：当启用供水元件和超声波振子的持续时间达到预设的第二时长T2时，停用供水元件和超声波振子、并驱动仰举机构将所述机壳切换回第一支撑姿态，以及，将清洁刷清洗标志位置为表示未利用清洁刷清洗的无效值。

本步骤中，可以先停用供水元件和超声波振子，再驱动仰举机构将机壳切换回第一支撑姿态。或者，本步骤也可以先驱动仰举机构将机壳切换回第一支撑姿态，并在切换的过程中停用供水元件和超声波振子，以避免镜前腔开口槽内驻留的水中所混入的浮尘在回切至第一支撑姿态之前又重新附着在镜头视窗。

并且，将清洁刷清洗标志位置为表示未利用清洁刷清洗的无效值的置位操作，也可以在本步骤完成之前、S1042开始启用供水元件和清洁刷之后的任意时刻执行。

本步骤之后，可以返回S1010继续检测。

基于前述实施例可以理解的是，基于超声波振子60的超声波清洗机制依赖于从第一支撑姿态到第二支撑姿态的切换和反向回切、以及供水元件17向镜前开口腔的供水，当水箱12内的水采用其它方式收集时，并不会影响超声波清洗的实现。也就是，基于超声波振子60的超声波清洗机制可以不受集水机构的原理限制。

相应地，作为一种扩展变形，摄像机只要包括以下的元件，即可实现超声波清洗：

机壳20；

布置在机壳20内的成像模组；

装设于机壳20的镜头，该镜头具有为成像模组提供成像视野的镜头视窗200，并且，该镜头还具有沿镜头视窗200的外周封闭环绕形成镜前开口腔的视窗凸檐50；

装设于镜前开口腔内的超声波振子60；

装设于镜前开口腔内的喷射元件19；

支撑机壳20的仰举机构70，该仰举机构为机壳20提供可切换的第一支撑姿态和第二支撑姿态，其中，当机壳20处于第一支撑姿态时，镜头视窗200处于朝向预设角度方向的拍摄位姿，当机壳20处于第二支撑姿态时，镜头视窗200处于镜前开口腔开口向上的蓄水位姿；

装设于机壳的水箱16；

与水箱连通16的供水元件17；以及

自供水元件17连通至喷射元件19的供水管路。

并且，具有上述扩展变形结构的摄像机，不排斥例如基于制冷元件12集水或雨水收集的任何集水方式，并且也不排斥进一步引入基于清洁刷的物理清洗机制。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种摄像机，其特征在于，包括：

机壳；

成像模组，所述成像模组布置在所述机壳内；

镜头，所述镜头装设于所述机壳，所述镜头具有为所述成像模组提供成像视野的镜头视窗，并且，所述镜头还具有沿所述镜头视窗的外周封闭环绕形成镜前开口腔的视窗凸檐；

超声波振子，所述超声波振子装设于所述镜前开口腔内；

喷射元件，所述喷射元件装设于所述镜前开口腔内；

仰举机构，所述仰举机构支撑所述机壳，并且，所述仰举机构为所述机壳提供可切换的第一支撑姿态和第二支撑姿态，其中，当所述机壳处于所述第一支撑姿态时，所述镜头视窗处于朝向预设角度方向的拍摄位姿，当所述机壳处于所述第二支撑姿态时，所述镜头视窗处于所述镜前开口腔开口向上的蓄水位姿；

水箱，所述水箱装设于所述机壳；

供水元件，所述供水元件与所述水箱连通；

供水管路，所述供水管路自所述供水元件连通至所述喷射元件。

2.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述水箱具有集水口和供水口，所述供水元件与所述供水口连通，并且，所述水箱的所述集水口进一步装设有单向流通元件。

3.根据权利要求2所述的摄像机，其特征在于，

所述机壳具有通气腔，所述通气腔具有气体流通口，所述气体流通口装设有防尘网；

所述摄像机进一步包括制冷元件，所述制冷元件具有冷凝面和散热面，其中，所述冷凝面布置在所述通气腔的内部，所述散热面暴露在所述通气腔的外部；

所述水箱置于所述通气腔内，并且，所述集水口位于所述冷凝面的冷凝水滴落侧。

4.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于，所述制冷元件的所述冷凝面进一步具有朝向所述水箱的所述集水口倾斜的引流翅片。

5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述引流翅片包含等间距分布的多个引流翅，每个所述引流翅的厚度为0.5-3mm，相邻的所述引流翅之间的间距为2-10mm，每个所述引流翅的翅展长度为10-50mm，并且，多个所述引流翅相比于所述冷凝面呈0-45度的倾斜角度。

6.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于，所述制冷元件包括热电半导体制冷器TEC。

7.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于，所述制冷元件的所述散热面进一步装设有散热器。

8.根据权利要求7所述的摄像机，其特征在于，所述散热器装设有风扇。

9.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述第二支撑姿态为所述镜头视窗的光轴方向相比于竖直方向呈0-10度偏斜的角度姿态。

10.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，多个所述超声波振子沿所述镜头视窗的边缘等角分布。

11.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述摄像机进一步包括水位传感器以及处理器，所述水位传感器设置在所述水箱内，所述处理器用于：

从所述成像模组接收图像；

对接收到的图像进行污渍检测；

当在图像中检测到污渍时，利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；

当检测到所述水箱内的蓄水量不低于预设的第二水量阈值时，驱动所述仰举机构将所述机壳切换为所述第二支撑姿态；

当所述机壳从所述第一支撑姿态切换为所述第二支撑姿态时，启用所述供水元件和所述超声波振子；

当启用所述供水元件和所述超声波振子的持续时间达到预设的第二时长时，停用所述供水元件和所述超声波振子、并驱动所述仰举机构将所述机壳切换回所述第一支撑姿态。

12.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述摄像机进一步包括：

清洁刷，所述清洁刷装设于所述机壳，所述清洁刷的刷片探入在所述镜前开口腔内，并且所述清洁刷的刷片摆动范围覆盖所述镜头视窗。

13.根据权利要求12所述的摄像机，其特征在于，所述摄像机进一步包括水位传感器以及处理器，所述水位传感器设置在所述水箱内，所述处理器用于：

从所述成像模组接收图像；

对接收到的图像进行污渍检测；

当在图像中检测到污渍时，查询清洁刷清洗标志位、并利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；

当查询到所述清洁刷清洗标志位为表示未利用清洁刷清洗的无效值、且检测到所述水箱内的蓄水量达到预设的第一水量阈值时，启用所述供水元件和所述清洁刷、并持续预设的第一时长，以及，将所述清洁刷清洗标志位置为表示已使用清洁刷清洗的有效值；

当查询到所述清洁刷清洗标志位为表示已使用清洁刷清洗的有效值、且检测到所述水箱内的蓄水量达到预设的第二水量阈值时，驱动所述仰举机构将所述机壳切换为所述第二支撑姿态，待所述机壳从所述第一支撑姿态切换为第二支撑姿态后启用所述供水元件和所述超声波振子，当启用所述供水元件和所述超声波振子的持续时间达到预设的第二时长时，停用所述供水元件和所述超声波振子、并驱动所述仰举机构将所述机壳切换回所述第一支撑姿态，以及，将所述清洁刷清洗标志位置为表示未利用清洁刷清洗的无效值。

14.根据权利要求13所述的摄像机，其特征在于，

所述机壳具有通气腔，所述通气腔具有气体流通口，所述气体流通口装设有防尘网；

所述摄像机进一步包括制冷元件，所述制冷元件具有冷凝面和散热面，其中，所述冷凝面布置在所述通气腔的内部，所述散热面暴露在所述通气腔的外部；

所述摄像机进一步包括湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述通气腔内，所述处理器进一步用于：

利用所述湿度传感器输出的湿度信号检测所述通气腔内的空气湿度；

当检测到所述通气腔内的空气湿度达到预定的湿度阈值时，利用所述水位传感器输出的水位信号检测所述水箱内的蓄水量；

当检测到所述水箱内的蓄水量低于预设的第三水量阈值时，启用所述制冷元件；

当在启用所述制冷元件后检测到所述水箱内的蓄水量上升至所述第三水量阈值时，停用所述制冷元件；

其中，所述第三水量阈值不小于所述第一水量阈值与所述第二水量阈值之和。

Images