CN117031867A - 一种监控摄像机镜头自动除冰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于摄像机镜头清洁技术领域，尤其是涉及一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，包括如下步骤：镜头无冰时，监控摄像机采集视界内清晰正常的图像并截图，得到基准图像轮廓数据，存储在智能分析模块中，形成图像分析条件数据库；镜头无冰时，激光发射器向镜头发射激光，激光接收器接收由镜头外表面反射回来的激光，得到基准激光接收量数据，发送到智能分析模块形成激光分析条件数据库。发明采用图像变化特征对比，通过实时的提取监控视频的截图照片，与预存的图片进行线条扭曲度对比，如果发现实时采集的图片发生异常的线条扭曲，接收器接收的激光量增加，可以大幅度提高判定结冰的准确率。

Description

一种监控摄像机镜头自动除冰的方法

技术领域

本发明涉及摄像机镜头清洁技术领域，尤其涉及一种监控摄像机镜头自动除冰的方法。

背景技术

在寒冷环境中，尤其是东北地区冬季长期在零度以下的室外环境，监控摄像机镜头表面容易结冰，引起监控图像变形、清晰度下降，降低监控摄像机使用寿命，严重时会对镜头结构造成不可逆的损坏。现有解决方式为温度感应器联动镜头加热电阻圈，由于结冰在温度影响上并不大，因此现有方法的判断准确度不高，而仅用加热圈也只能加热镜头外圈区域，镜头中心区域除冰很难彻底。

现有的摄像机镜头除冰采用的是人工巡视，现场清理，但是结冰情况不易甄别，人工手动清理容易损坏镜头镀层，监控摄像机除冰准确率及效率较差，为此，我们提出一种监控摄像机镜头自动除冰的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的监控摄像机除冰准确率及效率较差的问题，而提出的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1、一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，包括如下步骤：

S1、镜头无冰时，监控摄像机采集视界内清晰正常的图像并截图，得到基准图像轮廓数据，存储在智能分析模块中，形成图像分析条件数据库；

S2、镜头无冰时，激光发射器向镜头发射激光，激光接收器接收由镜头外表面反射回来的激光，得到基准激光接收量数据，发送到智能分析模块形成激光分析条件数据库；

S3、监控使用过程中，智能分析模块定时的提取采集到的实时视频截图，智能分析模块将实时视频截图与图像分析条件数据库内的基准图像轮廓数据进行比对，对结冰进行初判断。

S4、初判断为镜头结冰时，激光发射器向镜头发射激光，激光接收器接收由镜头外表面反射回来的激光，并转换成实时激光量数据返回给智能分析模块，智能分析模块将实时激光量数据与基准激光接收量数据进行比对，得到是否结冰的结论。

S5、判定结冰后，智能分析模块会向加热环和加热膜供电，对镜头从外圈到中心进行全面加热化冰。

优选的，所述智能分析模块内置有存储芯片，所述基准图像轮廓数据和基准激光接收量数据存储在存储芯片内，所述基准图像轮廓数据和基准激光接收量数据的存储方式为循环覆盖；

单独的存储芯片，可以保证存储和提取的速度，基准图像轮廓数据和基准激光接收量数据的存储方式为循环覆盖，可以防止数据过多导致存储芯片存满无法存取新的数据。

优选的，在进行监控工作时，智能分析模块会定时的抽取采集到的视频截图，定时间隔可以预设为十分钟、三十分钟或一个小时中的一个，采集到的截图即为实时视频截图；

进行定时的截图，定时间隔可以预设为十分钟、三十分钟或一个小时中的一个，采集到的截图即为实时视频截图，低温天气可以人为缩短取样时间，可以保证采样的实时性。

优选的，所述激光发射器和激光接收器置于镜头同侧，所述激光发射器和激光接收器被包裹保护，所述激光发射器的激光束将镜头覆盖；

激光发射器和激光接收器置于镜头同侧，并且激光发射器的激光束将镜头覆盖，进行无死角结冰监控。

优选的，对比实时视频截图与图像分析条件数据库，当视界内相同物品、相同位置的线条发生变形，变形角度超过百分之五，便预判定镜头结冰；

通过变形角度阈值的设置，在超过阈值时预判定镜头结冰，提高判定的灵敏性。

优选的，激光分析条件数据库内预存的基准激光接收量数据与实时激光接收数据比对，实时接收激光接收数据超过基准激光接收量数据百分之十到百分之三十，判定镜头结冰；

通过激光接收量阈值的设置，在超过阈值时直接判定镜头结冰，提高判定的灵敏性。

优选的，根据基准图像轮廓数据、基准激光接收量数据两种条件数据库，图像分析与激光分析先后实施，进行双段结合的综合式判断；

图像分析与激光分析先后实施，进行双段结合的综合式判断，可以提高判断精确程度，避免误判，并且激光后置使用，避免频发使用激光对镜头的取样清晰程度造成影响。

优选的，所述加热膜设置在镜头外表面，所述加热膜将镜头表面全覆盖，所述加热膜采用具有导电涂层的视觉透明基板；

在进行加热时，加热膜将镜头表面全覆盖，可以对镜头中心的区域进行加热，保证融冰效率，并且加热膜采用具有导电涂层的视觉透明基板，可以避免影响镜头正常采样。

优选的，加热同时激光发射器和激光接收器持续的工作，当智能分析模块判定镜头冰层彻底消失时，将停止加热环和加热膜的供电，自动停止工作；

为提高加热的自动程度，在加热同时激光发射器和激光接收器持续的工作，当智能分析模块判定镜头冰层彻底消失时，将停止加热环和加热膜的供电。

优选的，所述镜头外侧外圈安装一套加热环，所述加热环位于加热膜圆周外沿处，所述加热环与加热膜电性导通；

为简化电路设计，加热环位于加热膜圆周外沿处，加热环与加热膜均具有导电涂层，可以进行串联供电，不必在镜头位置布置导线，减少遮挡和释放安装空间。

与现有技术相比，本一种监控摄像机镜头自动除冰的方法的优点在于：

1、以往采用温度感应方式判断是否结冰，但结冰带来的镜头及机体温度变化影响很小，且不能感应镜头自身温度的降低，是室外温度导致还结冰导致，因此判断准确率不高，本发明采用图像变化特征对比，通过实时的提取监控视频的截图照片，与预存的图片进行线条扭曲度进行对比，如果发现实时采集的图片发生异常的线条扭曲，会启动激光发射器和接收器，如果出现接收器接收的激光量增加，则可以综合分析出镜头结冰的情况，可以大幅度提高判定结冰的准确率；

2、本发明增加了导电透明加热膜，大幅度提高除冰程度，以往只在外圈加热，镜头导热性差，加热环功率小，因此对镜头内圈冰层影响小、除冰耗时长，很难彻底清除中心冰层，而本方案中全覆盖的加热膜，完全覆盖镜头外侧区域，处于冰层和镜头之间，可以直接加热冰层，包括中心区域也能得到有效的温度提升，彻底去除镜头全区域冰层，并且加热膜采用导电涂层的视觉透明基板，不影响监控图像采集的清晰度。

附图说明

图1为本发明的产品结构示意图；

图2为本发明的镜头无冰状态下对激光反射的原理图；

图3为本发明的镜头有冰状态下对激光反射的原理图；

图4为本发明的除冰系统的运行流程图。

图中：1、智能分析模块；2、激光发射器；3、激光接收器；4、加热环；5、加热膜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，本发明提供一种实施例：本发明根据图像和光性能两种条件数据分析判断镜头是否结冰，利用加热环和加热膜两种装置除冰。

在进一步的实施例中，在镜头无冰时，镜头采集的图像清晰正常，利用监控录像，制得视界内物品的轮廓截图，将采集的图像截图得到基准图像轮廓数据，将采集的基准图像轮廓数据存储形成图像分析条件数据库，并且图像分析条件数据库可以通过远程发出指令，在无冰情况下进行人为控制的重新采样更新，新的截图会直接覆盖旧的截图，防止存储芯片存满导致无法更新，镜头有冰时，相同的物体图像会产生变形、清晰度下降等情况，比如图片线条扭曲、图像局部或完全模糊，在进行监控工作时，智能分析模块1会定时的抽取采集到的视频截图，定时间隔可以预设为十分钟、三十分钟或者一个小时，将采集到的截图作为实时参照，与预先制成的图像分析条件数据库内容进行比对分析，如果对比发现实时参照图像内相同物品、相同位置的线条相比图像分析条件数据库内预存的相同物品、相同位置的线条发生变形，变形角度超过百分之五，便可预判定镜头结冰。

镜头无冰时，激光发射器2向镜头发射激光，激光发射器2至少有四个发射端，可以保证多激光同时检测，保证整个镜头被激光覆盖，激光接收器3接收由镜头外表面反射回来的激光，形成基准激光接收量数据，发送到智能分析模块1形成激光分析条件数据库，镜头有冰时，镜头外表面透明度降低，冰层也会将原来折射到空气中的激光漫反射回一部分，折射到外界的激光会减少，导致反射回来的激光会增加，激光接收器3接收到实时的激光信号，形成实时激光接收数据，发送到智能分析模块1，将激光分析条件数据库内预存的基准激光接收量数据与实时激光接收数据进行比对，如果实时接收激光接收数据超过基准激光接收量数据百分之十到百分之三十，则判定镜头结冰。

根据以上两种条件数据库，进行双段结合的综合式判断，智能分析模块1可以准确分析判断镜头是否产生结冰现象。

镜头外侧外圈安装一套加热环，镜头外侧表面贴合一层导电透明加热膜5，可通电加热镜头，构成除冰装置，透明加热膜5是具有导电涂层的视觉透明基板，当电流流过涂层时，会产生热量，透明加热膜5可提供必要的温度，以延长LCD(液晶显示器)在寒冷环境(例如，从0℃到-40℃以下)的工作温度以及防雾，防冰和光学和光学显示器除冰。

当智能分析模块1根据两种分析条件库判定镜头外表面结冰时，会向加热环4和加热膜5供电，对镜头从外圈到中心进行全面加热化冰，当智能分析模块1判定镜头冰层彻底消失时，将停止加热环4和加热膜5的供电，从而停止除冰操作，由此达到对监控摄像机镜头准确判断结冰并彻底除冰的目的。

本发明中涉及到供电模块、智能电路、运算程序和电子元器件以及控制模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、镜头无冰时，监控摄像机采集视界内清晰正常的图像并截图，得到基准图像轮廓数据，存储在智能分析模块(1)中，形成图像分析条件数据库；

S2、镜头无冰时，激光发射器(2)向镜头发射激光，激光接收器(3)接收由镜头外表面反射回来的激光，得到基准激光接收量数据，发送到智能分析模块(1)形成激光分析条件数据库；

S3、监控使用过程中，智能分析模块(1)定时的提取采集到的实时视频截图，智能分析模块(1)将实时视频截图与图像分析条件数据库内的基准图像轮廓数据进行比对，对结冰进行初判断。

S4、初判断为镜头结冰时，激光发射器(2)向镜头发射激光，激光接收器(3)接收由镜头外表面反射回来的激光，并转换成实时激光量数据返回给智能分析模块(1)，智能分析模块(1)将实时激光量数据与基准激光接收量数据进行比对，得到是否结冰的结论。

S5、判定结冰后，智能分析模块(1)会向加热环(4)和加热膜(5)供电，对镜头从外圈到中心进行全面加热化冰。

2.根据权利要求1所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，所述智能分析模块(1)内置有存储芯片，所述基准图像轮廓数据和基准激光接收量数据存储在存储芯片内，所述基准图像轮廓数据和基准激光接收量数据的存储方式为循环覆盖。

3.根据权利要求2所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，在进行监控工作时，智能分析模块(1)会定时的抽取采集到的视频截图，定时间隔可以预设为十分钟、三十分钟或一个小时中的一个，采集到的截图即为实时视频截图。

4.根据权利要求3所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，所述激光发射器(2)和激光接收器(3)置于镜头同侧，所述激光发射器(2)和激光接收器(3)被包裹保护，所述激光发射器(2)的激光束将镜头覆盖。

5.根据权利要求1所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，对比实时视频截图与图像分析条件数据库，当视界内相同物品、相同位置的线条发生变形，变形角度超过百分之五，便预判定镜头结冰。

6.根据权利要求5所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，激光分析条件数据库内预存的基准激光接收量数据与实时激光接收数据比对，实时接收激光接收数据超过基准激光接收量数据百分之十到百分之三十，判定镜头结冰。

7.根据权利要求6所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，根据基准图像轮廓数据、基准激光接收量数据两种条件数据库，图像分析与激光分析先后实施，进行双段结合的综合式判断。

8.根据权利要求1所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，所述加热膜(5)设置在镜头外表面，所述加热膜(5)将镜头表面全覆盖，所述加热膜(5)采用具有导电涂层的视觉透明基板。

9.根据权利要求8所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，加热同时激光发射器(2)和激光接收器(3)持续的工作，当智能分析模块(1)判定镜头冰层彻底消失时，将停止加热环和加热膜的供电，自动停止工作。

10.根据权利要求9所述的一种监控摄像机镜头自动除冰的方法，其特征在于，所述镜头外侧外圈安装一套加热环(4)，所述加热环(4)位于加热膜(5)圆周外沿处，所述加热环(4)与加热膜(5)电性导通。