CN113873133A - 一种摄像装置及摄像系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及摄像技术领域，特别涉及一种摄像装置及摄像系统。该摄像装置包括壳体、云台组件、摄像头、控制组件及电源组件。其中，壳体用于盛装云台组件、摄像头、控制组件及电源组件，且壳体周身设置有单向遮光镀膜以达到隐蔽的效果；控制组件与云台组件和摄像头电连接，控制组件用于控制所述云台组件旋转以带动所述摄像头旋转，以及用于处理所述摄像头采集到的图像数据，并通过网络模块与外部终端设备连接，进而将像头获取的视频推送到外部的终端设备。该申请提供的摄像装置及摄像系统部署简便，隐蔽性好，能够全方位多角度的监测环境，并通过无线网路将获得的数据传送至终端设备。

Description

一种摄像装置及摄像系统

技术领域

本申请涉及摄像技术领域，特别涉及一种摄像装置及摄像系统。

背景技术

现有技术中，网络摄像装置多为应用网络线缆或4G网络方式传输图像数据，因此对架设场景有较高要求，并且摄像装置仅能通过预设的监视孔采集数据，监视范围受限。

因此，目前亟待需要一种摄像装置及摄像系统来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种摄像装置及摄像系统，部署简便，隐蔽性好，能够全方位多角度的监测环境，并通过无线网络将获得的数据传送至终端设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种摄像装置，包括：

壳体，其内具有空腔，所述壳体的周身设置有透明区域，所述透明区域设置有单向滤光片；

云台组件，设置于所述空腔内，所述云台组件可沿水平方向和垂直方向旋转；

摄像头，设置于所述空腔内且朝向所述透明区域，所述摄像头与所述云台组件连接；

控制组件，设置于所述空腔内，并分别与所述云台组件和所述摄像头电连接，用于控制所述云台组件旋转以带动所述摄像头旋转，以及用于处理所述摄像头采集到的图像数据；

电源组件，设置于所述空腔内，并与所述控制组件电连接。

在一种可能的设计中，所述云台组件包括架体、第一舵机和第二舵机，所述架体用于支撑第一舵机、第二舵机和所述摄像头，所述第一舵机与所述架体可旋转连接，用于控制所述摄像头沿水平方向360°旋转，所述第二舵机与所述架体可旋转连接，用于控制所述摄像头沿垂直方向180°旋转。

在一种可能的设计中，所述控制组件包括网络模块，所述网络模块包括AP模式和STA模式；

在所述网络模块处于AP模式时，所述网络模块用于与外部的终端设备无线连接；

在所述网络模块处于STA模式时，所述网络模块用于与已有的局域网建立连接。

在一种可能的设计中，所述控制组件包括传输模块，所述传输模块用于提供基于WebSocket的网络点播服务，将所述摄像头获取的视频推送到外部的终端设备。

在一种可能的设计中，所述控制组件包括管理模块，所述管理模块通过无线网络基于HTTP协议对外提供管理和操纵页面，基于所述页面输入操控指令。

在一种可能的设计中，所述摄像头安装有红外夜视灯。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像系统，包括：

摄像装置，为如权利要求1-6中任一项所述的摄像装置；

终端设备，与所述摄像装置的控制组件通信连接。

在一种可能的设计中，所述控制组件包括网络模块，所述网络模块包括AP模式和STA模式；

在所述网络模块处于AP模式时，所述网络模块用于与所述终端设备无线连接；

通过在所述终端设备中预设的浏览页面输入所述网络模块在AP模式下的标识和密码，使所述网络模块处于STA模式。

在一种可能的设计中，所述控制组件包括传输模块，所述传输模块用于向所述终端设备提供基于WebSocket的网络点播服务，以将所述摄像头获取的视频推送到所述终端设备。

由上述方案可知，本实施例提供了一种摄像装置及摄像系统，该摄像装置包括壳体、云台组件、摄像头、控制组件及电源组件。其中，壳体用于盛装云台组件、摄像头、控制组件及电源组件，且壳体周身设置有单向遮光镀膜以达到隐蔽的效果；控制组件与云台组件和摄像头电连接，控制组件用于控制所述云台组件旋转以带动所述摄像头旋转，以及用于处理所述摄像头采集到的图像数据，并通过网络模块与外部终端设备连接，进而将像头获取的视频推送到外部的终端设备。该申请提供的摄像装置及摄像系统部署简便，隐蔽性好，能够全方位多角度的监测环境，并通过无线网路将获得的数据传送至终端设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的摄像装置示意图；

图2是本发明实施例提供的云台组件结构示意图；

图3是本发明实施例提供的网页预览效果；

图4是本发明实施例提供的摄像系统示意图；

附图标记：

1-壳体；

11-空腔；

12-遮光镀膜；

2-云台组件；

21-架体；

22-第一舵机；

23-第二舵机；

24-基座；

3-摄像头；

4-控制组件；

5-电源组件；

6-底板。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

相关技术中，网络摄像装置多为应用网络线缆或4G网络的方式传输图像数据，对架设场景有较高要求，并且摄像装置仅能通过预设的监视孔采集数据，监视范围受限，对隐蔽性要求高的场所，摄像装置的布置更加受限。

为了解决该技术问题，可以考虑采用无线网络摄像装置，并增设云台组件以带动摄像头旋转，从而实现全方位多角度的监测周围环境。

如图1所示，其为本申请实施例提供的摄像装置，该摄像装置包括壳体1、云台组件2、摄像头3、控制组件4和电源组件5，其中，

壳体1内具有空腔11，壳体的周身设置有透明区域，透明区域设置有单向遮光镀膜12；透明区域有利于摄像头3监控壳体外的环境，单向遮光镀膜12既能遮挡外界强光，又能保证网络摄像机发出的光点不被外界发现，提高摄像装置的隐蔽性。

云台组件2设置于空腔11内，云台组件2可沿水平方向和垂直方向旋转；

摄像头3设置于空腔11内且朝向透明区域，摄像头3与云台组件2连接，摄像头3可跟随云台组件2沿水平方向和垂直方向旋转，从而实现全方位多角度的监测周围环境；

控制组件4，设置于空腔11内，并分别与云台组2件和摄像头3电连接，用于控制云台组件2旋转以带动摄像头3旋转，以及用于处理摄像头3采集到的图像数据；

电源组件5，设置于空腔11内，并与控制组件4电连接。

本申请提供的摄像装置通过在壳体内设置单向透光膜12，可以提高摄像装置的隐蔽性，通过设置云台组件2和控制组4件，可以利用控制组件4控制云台组件2旋转，进而带动摄像头3旋转以增大监测范围。综上可知，本申请提供的摄像装置部署简便，隐蔽性好，能够全方位多角度的监视周边环境。

需要说明的是，本申请提供的摄像装置还包括一个带有多个螺栓孔的塑料底板6，底板6的尺寸大于控制组件4和云台组件2底座的尺寸，以用于连接控制组件4和云台组件2，从而提高摄像装置的稳固性。壳体1包括侧壁，杯顶和杯底，从杯底向杯顶方向，壳体内依次设置电源组件5、控制组件4、底板6和云台组件2。杯底与电源组件5、电源组件5与控制组件4、控制组件4与底板6以及底板6与云台组件2之间的固定方式本申请不做具体限定，例如可以采用螺栓连接、卡槽连接或者胶带固定等方式，只要保证两两之间固定牢固且易于拆装即可。本申请不对壳体1的形状做具体限定，例如壳体1可以做成花盆状，杯顶布置花朵以用于伪装，只要壳体1具有足够空间盛装摄像装置且能够稳定放置即可。

还需要说明的是，控制组件4包括控制板和芯片，控制板与摄像头3通过15针长排线连接，以便于对摄像头3进行角度调整；控制板与摄像头3通过MIPI CSI协议进行通讯，控制板通过PWM驱动云台组件2，控制板可以运行armhf架构的Linux嵌入式操作系统。控制板主控芯片优选ARM主控芯片，进一步优选为ARM v8系列芯片，并且芯片上集成VideoCore图形处理单元，用于处理摄像头3采集到的图像数据，以达到降噪和数字增益的效果。

还需要说明的是，本申请不对电源组件5的电池类型做具体限定，可以是锂电池、铅酸电池、钠硫电池或液流电池等。例如可以采用电源容量为10000mAh，电压为3.7V，带有过充过放保护的锂电池，以保证网络摄像机可以在24小时内连续工作，提高摄像装置的稳定性。另外，控制组件4的控制板上设置有Micro USB接口，壳体1与该接口对应位置处设有开槽，以便于在电源组件5缺电时使用；电源组件5与控制组件4通过控制板上的电源输入正负极连接点使用导线进行电连接。

在一些实施方式中，如图2所示，云台组件2包括架体21、第一舵机22和第二舵机23，架体21用于支撑第一舵机22、第二舵机23和摄像头3，第一舵机22与架体21可旋转连接，用于带动摄像头3沿水平方向360°旋转，第二舵机23与架体21可旋转连接，用于带动摄像头3沿垂直方向180°旋转(上下各90°)。第一舵机22与架体21之间、第二舵机23与架体21之间均通过可旋转的转轴连接，进而带动摄像头3的旋转，实现全方位多角度的监视周围环境。

在本实施例中，架体21还包括基座24，云台组件2通过该基座24与底板6可拆卸固定连接，以防止摄像装置晃动。需要说明的是，架体21顶部的一侧安装有固定模块用于固定摄像头3，固定模块可以用螺丝与摄像头3固定，由此可将不同型号的摄像头固定于摄像装置内部，防止外界震动等因素造成摄像头翻倒，提高装置的稳定性。

在一些实施方式中，控制组件4包括有线和无线网络模块，无线网络模块同时支持AP模式和STA模式；有线网络模块主要用于在无线网络模块故障时调试时使用，但也可用于控制摄像装置和预览画面，控制组件4的控制板上预留有RJ45接口，壳体1与该接口对应位置处设有开槽。

在网络模块处于AP模式时，网络模块用于与外部的终端设备无线连接；即在AP模式下，可使本申请的摄像装置自身作为WiFi热点，并接受其他终端设备进行连接并进行控制；

在网络模块处于STA模式时，网络模块用于与已有的局域网建立连接，即在STA模式下，可将本申请的摄像装置与已有的局域网进行连接，并通过局域网上的另一终端设备控制该摄像装置。

在本实施例中，摄像装置初始启动时运行在AP模式下，所有持有无线网络标识和密码的终端设备均可连接到摄像装置的浏览器控制界面，无需安装任何浏览器插件就可以在控制界面实时查看摄像头3捕捉到的场景，浏览器端将重新打包H.264数据包，重组后解码为独立帧并通过HTML5 Canvas技术进行渲染。控制界面允许终端设备同时对摄像头3进行四个方向的角度调整。通过在AP模式浏览页面下输入已有无线局域网的标志和密码，可以使该装置调整为STA模式，自动加入已存在的无线局域网，并在该局域网广播所实时拍摄的视频数据；在建立网络连接后，启动服务器组件可以向同网络的其他设备提供控制界面。

在一些实施方式中，控制组件4包括传输模块，传输模块用于提供基于WebSocket的网络点播服务，将摄像头3获取的视频推送到外部的终端设备。

在本实施例中，传输模块将采集到的原始视频流进行YUV格式采样并进行H.264Baseline标准编码压缩后，经由内部服务器向无线局域网内提供HTTP服务，并使用WebSockets协议将编码压缩后的视频数据推送给浏览器客户端。需要说明的是，使用无线推送的视频流能够以低延迟流式加载到现有网络浏览器上，这主要是因为当前JavaScript实现在浏览器中几乎是通用的，且解码器速度较快，即使在相对较小的平台上也能顺畅运行，甚至在iPhone和Android手机上也可以运行，因此采用JavaScript实现客户端对传输视频流的解码，可实现对不同终端设备的广泛支持。用户启动网络浏览器并访问内部服务器绑定的地址后，就会开始显示来自摄装置的信号。在摄像装置带宽饱和之前，可以从多个终端设备的浏览器上同时访问该URL。

在一些实施方式中，如图3所示，控制组件4包括管理模块，管理模块通过无线网络基于HTTP协议对外提供管理和操纵页面，基于该页面(即控制面板)输入操控指令。

在本实施例中，终端设备可以通过局域网浏览器操控控制面板中的按钮对第一舵机和第二舵机发送控制指令，控制组件4通过计算用户按住按钮的时长调制PWM方波以旋转对应角度，同时支持对俯仰角度的准确角度控制。除此之外，用户可以根据需要设置摄像头从0到360度和360度到0度的往复巡航，用户指令通过AJAX方式异步传送到服务器组件端。

在一些实施方式中，摄像头安装有红外夜视灯，以保证在夜晚光线较差的情况下也能有较好的监视效果。在本实施例中，摄像装置的图像采集模块可以选用未安装红外滤光片的Sony IMX219图像传感器。

如图4所示，本申请还提供了一种摄像系统，该摄像系统包括：

摄像装置，为上述实施方式中任一种实施方式的摄像装置；

终端设备，与摄像装置的控制组件通信连接，用于控制上述摄像装置，并获取摄像装置监测到的图像或视频数据。

本申请提供的摄像系统，由于采用了上述摄像装置，可以保证该摄像系统部署简便，隐蔽性好，能够全方位多角度的监视周边环境，并通过无线网路将获得的数据传送至终端设备。

在一些实施方式中，控制组件4包括网络模块，网络模块包括AP模式和STA模式；

在网络模块处于AP模式时，网络模块用于与终端设备无线连接；即在AP模式下，可使本申请的摄像装置自身作为WiFi热点，并接受其他终端设备进行连接并进行控制；

通过在终端设备中预设的浏览页面输入网络模块在AP模式下的标识和密码，使网络模块处于STA模式，即在STA模式下，可将本申请的摄像装置与已有的局域网进行连接，并通过局域网上的另一终端设备控制该摄像装置。

在一些实施方式中，控制组件4包括传输模块，传输模块用于向终端设备提供基于WebSocket的网络点播服务，以将摄像头3获取的视频推送到终端设备。

下面以一个具体实施例说明该摄像系统各模块的工作原理：

网络模块，摄像装置初始启动时运行在AP模式下，所有持有无线网络标识和密码的终端设备均可连接到摄像装置的浏览器控制界面，无需安装任何浏览器插件就可以在控制界面实时查看摄像头3捕捉到的场景，浏览器端将重新打包H.264数据包，重组后解码为独立帧并通过HTML5 Canvas技术进行渲染。控制界面允许终端设备同时对摄像头3进行四个方向的角度调整。通过在AP模式浏览页面下输入已有无线局域网的标志和密码，可以使该装置调整为STA模式，自动加入已存在的无线局域网，并在该局域网广播所获得的视频数据；在建立网络连接后，启动服务器组件以向同网络的其他设备提供控制界面。

服务器组件，服务器组件的启动步骤为：初始化第一端口上的WebSockets服务器、在第二端口上初始化HTTP服务器、初始化视频采集模块、初始化广播线程、生成后台转换进程、启动WebSockets线程、启动HTTP服务器线程和启动广播线程。

服务器主线程构造了所有必要的对象，可将其中的几个对象封装在后台线程中(如HTTP服务器和主WebSockets服务器等)，配置视频采集组件并开始录制。之后，封装于后台中的对象将等待用户指令，最后有序地关闭并退出。

视频采集模块在初始化时，将自动在后台启动一个FFmpeg avconv转换进程，该进程被配置为期望接受YUV420格式的原始视频数据，并将其编码为H.264Baseline Profile。未编码的视频数据通过写方法被送入输出，该类将数据送入后台FFmpeg进程。

广播线程类实现了一个后台线程，该线程不断地从后台转换进程中读取编码后的H.264数据，并将其广播到所有连接的网络套接字。在没有连接到WebSockets的情况下，会直接丢弃数据。若FFmpeg进程没有提供更多可用数据，线程会检查转换进程是否已经结束，如果结束，则终止广播。

终端设备浏览器以JavaScript软解码的方式渲染在浏览器页面上，可以在不依赖外部插件的情况下直观显示360度范围的全景监控视频。终端设备通过局域网浏览器操控控制面板中的按钮对第一舵机和第二舵机发送控制指令，控制组件4通过计算用户按住按钮的时长调制PWM方波以旋转对应角度，同时支持对俯仰角度的准确角度控制。除此之外，用户可以根据需要设置摄像头从0到359度和359度到0度的往复巡航，用户指令通过AJAX方式异步传送到服务器组件端。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，其内具有空腔(11)，所述壳体(11)的周身设置有透明区域，所述透明区域设置有单向遮光镀膜(12)；

云台组件(2)，设置于所述空腔(11)内，所述云台组件(2)可沿水平方向和垂直方向旋转；

摄像头(3)，设置于所述空腔(11)内且朝向所述透明区域，所述摄像头与所述云台组件(2)连接；

控制组件(4)，设置于所述空腔(11)内，并分别与所述云台组件(2)和所述摄像头(3)电连接，用于控制所述云台组件(2)旋转以带动所述摄像头(3)旋转，以及用于处理所述摄像头(3)采集到的图像数据；

电源组件(5)，设置于所述空腔(11)内，并与所述控制组件(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述云台组件(2)包括架体(21)、第一舵机(22)和第二舵机(23)，所述架体(21)用于支撑第一舵机(22)、第二舵机(23)和所述摄像头(3)，所述第一舵机(22)与所述架体(21)可旋转连接，用于带动所述摄像头(3)沿水平方向360°旋转，所述第二舵机(23)与所述架体(21)可旋转连接，用于带动所述摄像头(3)沿垂直方向180°旋转。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述控制组件(4)包括网络模块，所述网络模块包括AP模式和STA模式；

在所述网络模块处于AP模式时，所述网络模块用于与外部的终端设备无线连接；

在所述网络模块处于STA模式时，所述网络模块用于与已有的局域网建立连接。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述控制组件(4)包括传输模块，所述传输模块用于提供基于WebSocket的网络点播服务，将所述摄像头(3)获取的视频推送到外部的终端设备。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述控制组件(4)包括管理模块，所述管理模块通过无线网络基于HTTP协议对外提供管理和操纵页面，基于所述页面输入操控指令。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像头(3)安装有红外夜视灯。

7.一种摄像系统，其特征在于，包括：

摄像装置，为如权利要求1-6中任一项所述的摄像装置；

终端设备，与所述摄像装置的控制组件通信连接。

8.根据权利要求7所述的摄像系统，其特征在于，所述控制组件(4)包括网络模块，所述网络模块包括AP模式和STA模式；

在所述网络模块处于AP模式时，所述网络模块用于与所述终端设备无线连接；

通过在所述终端设备中预设的浏览页面输入所述网络模块在AP模式下的标识和密码，使所述网络模块处于STA模式。

9.根据权利要求7所述的摄像系统，其特征在于，所述控制组件(4)包括传输模块，所述传输模块用于向所述终端设备提供基于WebSocket的网络点播服务，以将所述摄像头(3)获取的视频推送到所述终端设备。

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