CN117475589A - 一种基于多光谱的本安摄像机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多光谱的本安摄像机,包括外壳和主控板,外壳的一侧对称安装有可见光镜头和红外热成像镜头;主控板安装于外壳的内部,主控板上安装有中央处理器和图像编码器;外壳的内壁安装有红外热成像传感器和可见光传感器,红外热成像传感器和可见光传感器的信号输出端均与主控板的信号输入端连接;本发明使用时,可见光传感器和红外热成像传感器的数据输入到主控板上的中央处理器中,通过可见光数据和红外热成像数据的视频融合为一个视频数据,用户通过设置温度报警阈值,一旦环境中有超过温度阈值的温度,中央处理器控制信号隔离器发出控制信号至声光报警器以及网络后台中。
Description
技术领域
本发明涉及矿用摄像技术领域,具体为一种基于多光谱的本安摄像机。
背景技术
本安型摄像机主要用于煤矿灾害事故勘查取证和日常地质编录,也可用于井下和地面影像拍摄,仪器便于携带,能提供高分辨率的数码照,同时,本安摄像机适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下,为了能在煤矿井下安全使用,本安摄像机往往会在外部设置防护外壳。
然而,现有的矿用本安摄像机,是采用单可见光方式,主要由可见光镜头、可见光传感器、图像处理和隔离电源模块组成,在环境光照条件好的情况下尚可使用,在光照条件不好,或者有灰尘雾霾的时候将无法看清目标情况,甚至在有补光灯的情况下效果也无法看清相关细节,同时现有的本安摄像机无法实现环境温度的测量,无法实现异常报警,从而无法及时处理安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多光谱的本安摄像机,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于多光谱的本安摄像机,包括外壳和主控板,所述外壳的一侧对称安装有可见光镜头和红外热成像镜头;
所述主控板安装于所述外壳的内部,所述主控板上安装有中央处理器和图像编码器;
所述外壳的内壁安装有红外热成像传感器和可见光传感器,所述红外热成像传感器和所述可见光传感器的信号输出端均与所述主控板的信号输入端连接;
所述可见光镜头通过可见光波段聚焦到可见光传感器上,所述红外热成像镜头通过红外波段聚焦到红外热成像传感器上;
所述主控板的信号输出端安装有信号隔离器,所述信号隔离器的控制信号输出端连接有声光报警器。
优选的,所述外壳的内部设置有电源隔离器,所述电源隔离器用于为所述主控板提供电路输出。
优选的,所述信号隔离器的信号输出端连接视频显示器。
优选的,所述声光报警器通过螺栓安装于所述外壳的外部。
其中,所述外壳采用不锈钢外壳;电源采用隔离电源模块;电容的容值的要求、电源要加稳压管等,避免因软硬件问题产生的内部故障而产生火花,此外,即使内部有火花,通过结构、信号的隔离实现了对外面环境的零干扰。
优选的,所述外壳的后表面安装有连接板,所述连接板的外部设有腰型槽。
优选的,所述外壳的顶部嵌装有顶盖。
本发明的另一个目的在于提供一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其包括如下步骤:
S1:可见光成像和红外热成像数据经采集输入到主控板的处理器中;
S2:可见光成像数据和红外热成像数据经过处理融合为一个视频数据;
S3:融合后的数据经处理后显示出每个像素点的温度值;
S4:图像上的温度值与设置的阈值进行对比;
S5:如果某处温度超过阈值,则提示报警,主控将报警信号经过隔离器传输给声光报警器或者网络后台中心。
进一步的,所述S5步骤中,提示报警方式包括图像化数据,能够清晰的展示报警异常点。
进一步的,可见光数据和红外热成像数据经过算法处理融合为一个视频数据的方法有两种:
其一,可见光镜头和红外热成像镜头视场角接近时,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将像元数据进行算法叠加,即可以得到融合后的视频数据;
所述可见光镜头和红外热成像镜头视场角接近为可见光镜头和红外热成像镜头的水平视场角比为1:0.9~1.1。
其二,可见光镜头和红外热成像镜头视场角相差较大时,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将视场角较大的镜头采集的成像数据进行裁剪,使得视场角相近,再通过像元数据进行算法叠加,即可以得到融合后的视频数据;
可见光镜头和红外热成像镜头视场角相差较大为可见光镜头和红外热成像镜头的水平视场角比大于1:0.9或小于1:1.1。
进一步的,可见光镜头的视场角大于热成像镜头的视场角;
进一步的,所述像元数据为可见光传感器和红外热传感器的像元数据。
进一步的,所述融合后的数据经处理后显示出每个像素点的温度值通过如下方式实现:
通过校温将热成像数据输出每个像素带温度值的数据,该数据与可见光成像数据进行叠加,显示出融合后带温度值的图像数据。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明使用时,可见光传感器和红外热成像传感器的数据输入到主控板上的中央处理器中,通过可见光数据和红外热成像数据的视频融合为一个视频数据,将该视频数据经过主控板上的图像编码器编码处理后会显示当前环境的温度值,能够有效地将目标图像进行记录,且通过红外成像能直观地找到画面中更多细节,用户通过设置温度报警阈值,一旦环境中有超过温度阈值的温度,中央处理器控制信号隔离器发出控制信号至声光报警器以及网络后台中,使本装置能够及时地对摄像区域的异常温度进行排查,以更早地处理安全隐患。
附图说明
图1为本发明的基于多光谱的本安摄像机的连接示意图;
图2为本发明的基于多光谱的本安摄像机中的结构框图;
图3为本发明的基于多光谱的本安摄像机中外壳的结构示意图;
图4为本发明的实施例:可见光成像(左);融合后带温度值的图像数据(右);
图5为本发明的实施例带温度值的成像数据及其设置参数;
图6为本发明融合后带温度值的图像数据(放大图)。
图中:1、可见光镜头;2、红外热成像镜头;3、红外热成像传感器;4、可见光传感器;5、主控板;6、电源隔离器;7、信号隔离器;8、声光报警器;9、外壳;10、图像编码器;11、中央处理器;12、腰型槽;13、顶盖;14、连接板。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3,本发明提供一种技术方案:一种基于多光谱的本安摄像机,包括:外壳9、主控板5、可见光镜头1和红外热成像镜头2。
其中,可见光镜头1和红外热成像镜头2对称安装在外壳9的一侧,主控板5安装于外壳9的内部,主控板5上安装有中央处理器11和图像编码器10;外壳9的内壁安装有红外热成像传感器3和可见光传感器4,红外热成像传感器3和可见光传感器4的信号输出端均与主控板5的信号输入端连接,使用时,可见光镜头1通过可见光波段聚焦到可见光传感器4上,红外热成像镜头2通过红外波段聚焦到红外热成像传感器3上,通过可见光传感器4和红外热成像传感器3的数据输入到主控板5上的中央处理器11中,通过可见光数据和红外热成像数据的视频融合为一个视频数据;
其中,可见光镜头1通过可见光波段聚焦到可见光传感器4上,红外热成像镜头2通过红外波段聚焦到红外热成像传感器3上;主控板5的信号输出端安装有信号隔离器7,信号隔离器7的控制信号输出端连接有声光报警器8,视频数据经过主控板5上的图像编码器10编码处理后,通过网络对外传输显示,同时能将红外热成像数据中的测温值显示出来,每个像素都会显示摄像范围内当前环境的温度值,用户通过设置温度报警阈值,一旦环境中有超过温度阈值的温度,中央处理器11控制信号隔离器7发出控制信号至声光报警器8以及网络后台中,供后台人员以及现场人员接收报警信息。
其中,外壳9的内部设置有电源隔离器6,电源隔离器6用于为主控板5提供电路输出;信号隔离器7的信号输出端连接视频显示器,后台人员通过视频显示器能够直观地观测到图像;声光报警器8通过螺栓安装于外壳9的外部;外壳9的后表面安装有连接板14,连接板14的外部设有腰型槽12,利用连接板14上的腰型槽12搭配固定件能够将外壳9安装在矿井内墙壁以及立杆中;外壳9的顶部嵌装有顶盖13,顶盖13能够对外壳9的顶部进行密封,并在进行拆卸时单独拆卸顶盖13。
一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其包括如下步骤:
S1:可见光成像和红外热成像数据经采集输入到主控板的处理器中;
S2:可见光成像数据和红外热成像数据经过处理融合为一个视频数据;
S3:融合后的数据经处理后显示出每个像素点的温度值;
S4:图像上的温度值与设置的阈值进行对比;
S5:如果某处温度超过阈值,则提示报警,主控将报警信号经过隔离器传输给声光报警器或者网络后台中心。
所述S5步骤中,提示报警方式包括图像化数据,能够清晰的展示报警异常点。
进一步的,可见光数据和红外热成像数据经过算法处理融合为一个视频数据的方法有两种:
其一,可见光镜头和红外热成像镜头视场角接近时,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将像元数据进行算法叠加,即可以得到融合后的视频数据;红外热像的镜头采用7mm的,水平视场角为24度;可见光的镜头采用10mm时,水平视场角为24.2度,两者接近,进行图像融合叠加。
其二,可见光镜头和红外热成像镜头视场角相差较大时,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将视场角较大的镜头采集的成像数据进行裁剪,使得视场角相近,再通过像元数据进行算法叠加,即可以得到融合后的视频数据;比如红外热像的镜头采用7mm的,水平视场角为24度;可见光的镜头采用8mm时,水平视场角为35.4度,两者不接近,则截取可见光的24度的视场角里的图像,进行图像融合叠加。
进一步的,可见光镜头的视场角大于热成像镜头的视场角;
进一步的,所述像元数据为可见光传感器和红外热传感器的像元数据。
进一步的,所述融合后的数据经处理后显示出每个像素点的温度值通过如下方式实现:
通过校温将热成像数据输出每个像素带温度值的数据,该数据与可见光成像数据进行叠加,显示出融合后带温度值的图像数据,见图4-6。
根据上述技术方案对本方案工作步骤进行总结梳理:本发明使用时,可见光镜头1通过可见光波段聚焦到可见光传感器4上,红外热成像镜头2通过红外波段聚焦到红外热成像传感器3上,通过可见光传感器4和红外热成像传感器3的数据输入到主控板5上的中央处理器11中,通过可见光数据和红外热成像数据的视频融合为一个视频数据,将该视频数据经过主控板5上的图像编码器10编码处理后,通过网络对外传输显示,同时能将红外热成像数据中的测温值显示出来,每个像素都会显示摄像范围内当前环境的温度值,用户通过设置温度报警阈值,一旦环境中有超过温度阈值的温度,中央处理器11控制信号隔离器7发出控制信号至声光报警器8以及网络后台中,声光报警器8接收控制信号后进行警示,同时后台管理人员能够接收声光报警或者网络后台的报警后,使本装置能够及时地对摄像区域的异常温度进行排查,以更早地处理安全隐患。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于多光谱的本安摄像机,包括外壳(9)和主控板(5),所述外壳(9)的一侧对称安装有可见光镜头(1)和红外热成像镜头(2),其特征在于:
所述主控板(5)安装于所述外壳(9)的内部,所述主控板(5)上安装有中央处理器(11)和图像编码器(10);
所述外壳(9)的内壁安装有红外热成像传感器(3)和可见光传感器(4),所述红外热成像传感器(3)和所述可见光传感器(4)的信号输出端均与所述主控板(5)的信号输入端连接;
所述可见光镜头(1)通过可见光波段聚焦到可见光传感器(4)上,所述红外热成像镜头(2)通过红外波段聚焦到红外热成像传感器(3)上;
所述主控板(5)的信号输出端安装有信号隔离器(7),所述信号隔离器(7)的控制信号输出端连接有声光报警器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱的本安摄像机,其特征在于:所述外壳(9)的内部设置有电源隔离器(6),所述电源隔离器(6)用于为所述主控板(5)提供电路输出。
3.根据权利要求1所述的一种基于多光谱的本安摄像机,其特征在于:所述信号隔离器(7)的信号输出端连接视频显示器。
4.根据权利要求1所述的一种基于多光谱的本安摄像机,其特征在于:所述声光报警器(8)通过螺栓安装于所述外壳(9)的外部。
5.根据权利要求1所述的一种基于多光谱的本安摄像机,其特征在于:所述外壳(9)的后表面安装有连接板(14),所述连接板(14)的外部设有腰型槽(12)。
6.根据权利要求5所述的一种基于多光谱的本安摄像机,其特征在于:所述外壳(9)的顶部嵌装有顶盖(13)。
7.根据权利要求1所述的一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1:可见光和红外热成像数据经采集输入到主控板的处理器中;
S2:可见光数据和红外热成像数据经过算法处理融合为一个视频数据;
S3:融合后的数据经过处理可以显示出每个像素点的温度值;
S4:图像上的温度值与设置的阈值进行对比;
S5:如果某处温度超过阈值,则提示报警,主控将报警信号经过隔离器传输给声光报警器或者网络后台中心。
8.根据权利要求7所述一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其特征在于:所述可见光数据和红外热成像数据经过算法处理融合为一个视频数据的方法为:可见光镜头和红外热成像镜头水平视场角比为1:0.9~1.1,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将像元数据进行算法叠加,得到融合后的视频数据。
9.根据权利要求7所述一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其特征在于:所述可见光数据和红外热成像数据经过算法处理融合为一个视频数据的方法为:所述可见光镜头和红外热成像镜头水平视场角比大于1:0.9或小于1:1.1时,采集到可见光成像数据和红外热成像数据后,将视场角较大的镜头采集的成像数据进行裁剪,使得视场角相近,再通过像元数据进行算法叠加得到融合后的视频数据。
10.根据权利要求7所述一种基于多光谱的本安摄像机的使用方法,其特征在于:所述融合后的数据经处理后显示出每个像素点的温度值通过如下方式实现:通过校温将热成像数据输出每个像素带温度值的数据,该数据与可见光成像数据进行叠加,显示出融合后带温度值的图像数据。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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