CN1173554C - 遥控网络型数字摄像平台 - Google Patents

Abstract

遥控网络型数字摄像平台，其红外遥控手机发出远红外线经遥控信号接收译码电路与控制单片机连接；控制单片机分别与矩阵式键盘电路、多路选择电路、摄像头、RS232接口电路连接，摄像头分别与RS232接口电路、视频解码连接，RS232接口电路与计算机连接；控制单片机与光电耦合器、逆变器、EL发光板顺序连接，控制单片机并分别与水平旋转电路、仰俯电路连接；多路选择电路分别与音频输入端口、视频输入端口、音频输出端口、视频输出端口连接；电源分别与控制单片机、矩阵式键盘电路、逆变器、EL发光板、摄像头、多路选择电路、水平旋转电路、仰俯电路、调谐器、视频解码、MPEG2压缩、USB控制电路、音频模拟多路调制连接。

Description

遥控网络型数字摄像平台

                                 技术领域

本发明属于摄影器具类，尤其涉及摄像平台的遥控控制。

                                 背景技术

目前，数字摄像平台具有数字图像输出，并且具有网上交互点播及实时播放功能。但对于网上会议及网上教学的使用上有诸多不便，其中最主要的是摄像头在对准被摄物方面，得用人手搬动，因此它适用视场范围变动不是很大的地方。网上教学或网上会议，有时需要经常变动被摄物，例如：黑板、讲课老师或者学生、会议发言人或者会议场景等。针对此种情况，国外公司研发以音声跟踪系统，图像识别系统。但这些方法也有局限性，而且技术复杂，价格昂贵。如以美国Polycom公司为代表的网络教学用摄像机是声控跟踪装置，摄像头一直跟踪着说话人。而以色列的产品则是在会场上谁的声音最大就跟踪谁。日本SONY公司是先把被跟踪的人或图像提前输入到计算机里并记忆存储，然后利用图像识别软件对摄入的图像进行识别，实现跟踪。这一方法需要摄像头不停地扫描，计算机不停地识别不停地跟踪。以上两个方法在现场不需要人去操作摄像机，来实现自动跟踪，所需要的技术是复杂的。不仅如此，声音也容易受外界干拢；图像识别需要提前输入又带来麻烦和不便。若是临时需要把摄像头对准无音的场景、黑板或没有提前输入的图像，则还需要人为去操作。

                                发明内容

本发明的目的是提供一种遥控网络型数字摄像平台，解决上述难题，以满足网络型数字摄像平台方便操作的需要。

本发明的目的是这样实现的：遥控网络型数字摄像平台，其红外遥控手机发出远红外线经遥控信号接收译码电路与控制单片机连接；控制单片机分别与矩阵式键盘电路、多路选择电路、摄像头、RS232接口电路连接，摄像头分别与RS232接口电路、视频解码连接，RS232接口电路与计算机连接；控制单片机与光电耦合器、逆变器、EL发光板顺序连接，控制单片机并分别与水平旋转电路、仰俯电路连接；多路选择电路分别与音频输入端口、视频输入端口、音频输出端口、视频输出端口连接；电源分别与控制单片机、矩阵式键盘电路、逆变器、EL发光板、摄像头、多路选择电路、水平旋转电路、仰俯电路、调谐器、视频解码、MPEG2压缩、USB控制电路、音频模拟多路调制连接。

由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：

1，由红外遥控手机发出远红外线，能方便调节摄像头的水平旋转和仰俯角度，使摄像头在平面0-360度范围内可调旋转，和在0-60度内上仰、下俯自由调节。调节时方便、灵活、快捷、可靠性高，使摄像头稳定调节到所需的摄像角度或位置，获得最佳的摄像效果。

2，由红外遥控手机发出远红外线，经遥控控制USB控制电路，能摄取声音及彩色图像适合接驳目前的电视机及计算机、投影机等显示设备。所输出的信号适合网上传递，并可以应用到网上远程教学，网上会议，网上发布信息等场所。并输出25帧/秒图像(PAL制)；30帧/秒(NTSC制)，其分辨率可达DVD级。还可利用计算机，对摄取的图像进行编辑和制作动态E-Mail。

3，产品结构简单，功能多样，使用遥控操作方便；且价格低廉，家庭、学校、企事业单位广为适用，市场前景广阔，经济和社会效益显著。

                                   附图说明

图1是本发明的一种遥控控制网络型数字摄像平台的原理示意框图；

图2是本发明的一种遥控控制网络型数字摄像头的原理结构示意图；

图3是本发明的一种遥控控制网络型数字摄像平台中的USB控制电路的原理示意框图。

图中：

1，控制单片机     2，矩阵式键盘电路   3，遥控信号接收译码电路  4，光电耦合器

5，逆变器         6，EL发光板         7，摄像头                8，RS232接口电路

9，多路选择电路   10，音频输入端口    11，视频输入端口         12，音频输出端口

13，视频输出端口  14，红外遥控手机    15，光耦A                16，电机驱动电路A

17，光耦B         18，电机驱动电路B   19，水平旋转电机         20，小齿轮

21，中心轴        22，仰俯齿轮付      23，仰俯电机             24，水平旋转齿轮付

25，水平旋转电路  26，仰俯电路        27，调谐器               28，视频解码

29，MPEG2压缩     30，USB控制电路     31，音频模拟多路调制     32，计算机

33，电源

                                     具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施作如下详述：

在图1中，遥控网络型数字摄像平台的红外遥控手机14发出远红外线，经遥控信号接收译码电路3与控制单片机1连接；控制单片机1分别与矩阵式键盘电路2、多路选择电路9、摄像头7、RS232接口电路8连接。摄像头7分别与RS232接口电路8、视频解码28连接，RS232接口电路8与计算机32连接。控制单片机1与光电耦合器4、逆变器5、EL发光板6顺序连接。控制单片机1并分别与水平旋转电路25、仰俯电路26连接；多路选择电路9分别与音频输入端口10、视频输入端口11、音频输出端口12、视频输出端口13连接；电源33分别与控制单片机1、矩阵式键盘电路2、逆变器5、EL发光板6、摄像头7、多路选择电路9、水平旋转电路25、仰俯电路26连接。其中，红外遥控手机14，用于发出调控摄像头7的摄像角度，和调控网络型数字摄像平台的音、像、色彩、编辑等信号；及对摄像头7进行自动聚焦、摄头电源、图像镜像、图像冻结、菜单选择等控制。并通过光电耦合器4、逆变器5、EL发光板6，进行顶光源和底光源控制。还通过多路选择电路9对音视频信号进行选通的遥控控制；可采用HANBOM CVP2001——REMOTE CONTROL型号，其主要芯片为PT2248。

控制单片机1，用于接收来自遥控信号接收译码电路3、矩阵式键盘电路2的控制信号，及将摄像头7输出的图象视频信号经过处理输送至多路选择电路9，并实现对水平旋转电路25、仰俯电路26、EL发光板6等的功能控制；可采用型号为AT89C51的微处理器芯片，其工作电源5V，使用片内程序存贮器，存贮器容量为4M，使用内部振荡电路的振荡频率为11.592MHZ。

矩阵式键盘电路2，用于手控输入调控摄像头7的摄像角度，和调控网络型数字摄像平台的音、像、色彩、编辑等信号，及对摄像头7进行自动聚焦、摄像头电源、图像镜像、图像冻结、菜单选择等控制。并通过光电耦合器4、逆变器5、EL发光板6，电路进行顶光源和底光源控制。还通过多路选择电路9对音视频信号进行选通控制；可采用薄膜开关式键盘。

遥控信号接收译码电路3，用于接收遥控手机的信号并将信号送至控制单片机1；其主要芯片型号为RT2250。

光电耦合器4，用于控制单片机1与逆变器5之间隔离，消除逆变器5的电路对控制单片机1的干扰，主要芯片为4N25。

逆变器5，用于输入DC12V，输出AC110V给EL发光板6供电，频率为1KHZ。

EL发光板6，用于摄像头7所需顶光源、底光源的发射和控制；可采用电致发光材料，顶光源2W，底光源8W。

摄像头7，用于摄取人、物、景等图像；包括机芯及外壳，机芯指标如下：

CCD：795*596

最低照度0.5LUV

信噪比大于50db

光学变焦：16倍

数字变焦：2～8倍

最大相对孔径：F1.9～2.4

视角：41.76°～0.56°(水平)：31.3°～0.42°(垂直)。

RS232接口电路8，用于串行通信接口，对摄像头7的工作状态和工作参数的控制可通过红外遥控手机14、矩阵式键盘电路2、遥控信号接收译码电路3，也可通过计算机32来实现；可采用MAX232CP型号的接口芯片。

多路选择电路9，用于控制单片机1对音频、视频输出进行控制；可采用CD4052型号的芯片。

音频输入端口10、视频输入端口11，用于输入音频、视频信号；可采用通用型的输入端口。

音频输出端口12、视频输出端口13，用于输出音频、视频信号；可采用通用型的输出端口。

水平旋转电路25、仰俯电路26，分别用于摄像头7进行水平方位的左右移动，和仰俯角度上下移动的调节，以摄取所需的图像。

电源33：用于将220V市电变换为交流24V交流电和+5、+12V直流电源，前者供给仰俯电机23和水平旋转电机19使用，后者+5V、+12V直流电源分别供给控制单片机1，及摄像头7、各集成芯片、元器件使用；其内的开关电源型号为D35A，主要芯片为4N35。

计算机32，用于对输入的音、视频信号进行编辑、压缩、存储、播放等操作，以及网络传送。对计算机配置的要求应具有：

带USB口的奔腾300MHZ，

RAM128MB，

4GB硬盘空间(可记录速度为4MB/S的编码信号两小时)，

DMA支持媒体存取，

多媒体音频。

在图2中，遥控网络型数字摄像平台的红外遥控手机14发出远红外线，经遥控信号接收译码电路3与控制单片机1连接。控制单片机1分别与水平旋转电路25、仰俯电路26连接。

仰俯电路26由光耦A15、电机驱动电路A16、仰俯电机23顺序连接构成。

水平旋转电路25由光耦B17、电机驱动电路B18、水平旋转电机19顺序连接构成。

仰俯齿轮付22，由金属材料制成的中心轴21设置于水平旋转齿轮付22的中心孔内，用于带动摄像头7上下摆头，可摄取0°～60°内所有有声、无声的人物及物体和场景。仰俯齿轮付22可设置为半园的扇形齿轮，和装置在仰俯电机23输出轴上的小齿轮组成。扇形齿轮的上端与一个即能走线安装摄像头7又方便的托板联接。为运动平稳无噪音，扇形齿轮采用ABS塑料制成，仰俯电机23输出轴上的小齿轮采用黄铜制作。ABS塑料与黄铜材料制成相配的齿形运行起来噪声低。仰俯电机23可采用~24V、4W交流电动机。

水平旋转电机19的输出轴上设置有小齿轮20，小齿轮20与水平旋转齿轮付24的内齿相配连接。小齿轮20、水平旋转齿轮付22，用于驱动摄像头7在小于水平360°方向范围内作来回摆动，摄取有声、无声的人物及物体和场景。水平旋转齿轮付22的内圆面上设置有内齿形，可采用ABS塑料压制成型。小齿轮20采用黄铜材料加工成型。水平旋转电机19可选用~24V，4W交流电动机。

上述中，控制单片机1、红外遥控手机14、遥控信号接收译码电路3、水平旋转电路25、仰俯电路26已在图1中说明，故在此省略。

光耦A15、光耦B17：用于控制单片机1和电机驱动电路的隔离；可采用型号为4N25的芯片。

电机驱动电路A16、电机驱动电路B18，用于消除驱动电路对控制单片机1的干扰；主要元件为直流继电器，型号为G5V-1-GP。光电耦合器输出信号控制继电器线圈，吸合继电器触点来控制电机。

在图3中，遥控控制网络型数字摄像平台中的USB控制电路，其红外遥控手机14发出远红外线，经遥控信号接收译码电路3、控制单片机1、多路选择电路9，与音频输出端口12、视频输出端口13连接；用于对USB控制电路的控制。

在USB控制电路中，音频输出端口12、视频输出端口13分别与调谐器27连接。调谐器27并与视频解码28、MPEG2压缩29、USB控制电路30、计算机32顺序连接。调谐器27与音频模拟多路调制31连接，摄像头7与视频解码28连接。

其中，红外遥控手机14、遥控信号接收译码电路3、控制单片机1、多路选择电路9，摄像头7、音频输出端口12、视频输出端口13、计算机32已在图1中说明，故在此省略。

调谐器27，用于TV调节。TV调谐器有两个制式，分别是PAL制及NTSC制，还设有FM孔，通过它接收调频及电视的射频信号，及将转换的视频信号送至视频解码28，并把转换的模拟单声道音频和模拟调频立体声音频信号，送至音频模拟多路调制31。可采用FM1236的型号，其工作电源5V，视频范围为49.75MHZ至863.25MHZ，FM带宽为87.50MHZ至108.00MHZ。

视频解码28，用于把来自摄像头7，或TV调谐器27的模拟视频信号变换成数字音频数据流；可采用SAA7114型号的芯片(DECODER、VIDEO、PAL/NTSC，3.3V)。

MPEG2压缩29，用于按照ISO/IEC13188-1数据流标准格式进行压缩，其压缩比是可变的，并且是损失非常小的。其采用的芯片是SM2210。(CODEC，VIDEO，MPEG-2，28.322MHZ，3.8V/1.8V)

USB控制电路30，用于键盘、鼠标、扫描仪、网眼、数字相机等与计算机32相连接，输入数据量不大或静态的图像。目前公布的USB标准有USB1.0版本(低速)，USB1.1版本(全速)，USB2.0版本(高速)。USB2.0版本所支持的速率很高，最高速率可达480MB./S。USB1.1版本所支持的速率(12M/S)达到DVD的水平。

其芯片可采用：EZ-USBFX(MICROCONTROL，USB，48MHZ，3.3V)。

音频模拟多路调制31，用于对来自TV调谐器27的模拟单声道音频和模拟调频立体声音频信号，经USB控制电路30选通控制后送入计算机32进行处理；可采用型号为14052的芯片。

Claims (3)

1.一种遥控网络型数字摄像平台，其特征在于，红外遥控手机发出远红外线经遥控信号接收译码电路与控制单片机连接；控制单片机分别与矩阵式键盘电路、多路选择电路、摄像头、RS232接口电路连接，摄像头分别与RS232接口电路、视频解码连接，RS232接口电路与计算机连接；控制单片机与光电耦合器、逆变器、EL发光板顺序连接，控制单片机并分别与水平旋转电路、仰俯电路连接；多路选择电路分别与音频输入端口、视频输入端口、音频输出端口、视频输出端口连接；电源分别与控制单片机、矩阵式键盘电路、逆变器、EL发光板、摄像头、多路选择电路、水平旋转电路、仰俯电路、调谐器、视频解码、MPEG2压缩、USB控制电路、音频模拟多路调制连接；所述的控制单片机用于接收来自遥控信号接收译码电路或矩阵式键盘电路的控制信号，及将摄像头输出的图象视频信号经过处理输送至多路选择电路，并实现对水平旋转电路、仰俯电路、EL发光板的功能控制；所述的矩阵式键盘电路用于手控输入调控摄像头的摄像角度，和调控网络型数字摄像平台的音、像、色彩、编辑等信号，及对摄像头进行自动聚焦、摄像头电源、图像镜像、图像冻结、菜单选择控制；所述的多路选择电路用于对对音频、视频输出进行选通控制；所述的RS232接口电路用于串行通信，由计算机通过RS232接口电路实现对摄像头的工作状态和工作参数的控制。

2.根据权利要求1所述的一种遥控网络型数字摄像平台，其特征在于，仰俯电路由光耦A、电机驱动电路A、仰俯电机顺序连接构成，仰俯电机驱动仰俯齿轮，从而连动摄像头作仰俯转动。

3.根据权利要求1所述的一种遥控网络型数字摄像平台，其特征在于，水平旋转电路由光耦B、电机驱动电路B、水平旋转电机顺序连接构成，水平旋转电机驱动水平旋转齿轮，从而连动摄像头作水平旋转。

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