CN209545714U - 一种基于超声波定位的精准化成像系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于超声波定位的精准化成像系统，设置有由六个超声波测距传感器构成的超声波测距网络、多个摄像装置和主控芯片；六个超声波传感器的探测端距离地面的高度相等，每个超声波探测器的输出端分别与主控芯片的数据输入接口连接，六个超声波传感器同时将探测数据输送至主控芯片，主控芯片与多个摄像装置双向信号连接；本实用新型利用超声波传感器确定目标对象所在位置后，再通过相应位置的摄像装置拍摄信号，只有对必要目标对象所在区域成像，具有拍摄定位精确、成本低廉的特点，数据资源占用空间少，查询管理方便的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全技术领域，特别是涉及一种基于超声波定位的精准化成像系统。
背景技术
安全监控是公安系统维护社会治安稳定的重要手段之一。目前的安全监控会对一些区域进行摄像监控。在摄像监控中，往往通过录播仪器进行不间断录像，无论是录像成本还是播放成本，占用的资源都相对多，费用较高，也不便于对有效信息的提取。
因此，针对现有技术不足，提供一种定成本较低、精度高的基于超声波定位的精准化成像系统以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于超声波定位的精准化成像系统，具有定位精确、成本低廉的特点。
本实用新型的目的通过以下技术措施实现。
提供一种基于超声波定位的精准化成像系统，设置有由六个超声波测距传感器构成的超声波测距网络、多个摄像装置和主控芯片；
六个超声波传感器的探测端距离地面的高度相等，每个超声波探测器的输出端分别与主控芯片的数据输入接口连接，六个超声波传感器同时将探测数据输送至主控芯片，主控芯片与多个摄像装置双向信号连接；
六个超声波传感器探测的目标对象距离数据发送至主控芯片，主控芯片查找收到的距离数据中最小的两个作为区域距离参数，以发送区域距离参数的两个超声波传感器所在的位置作为目标对象所在的区间位置，主控芯片向目标对象所在区域的摄像装置发出拍摄信号，摄像装置根据拍摄信号进行拍摄并将拍摄图片发送至主控芯片。
优选的，摄像装置与超声波传感器的探测端的安装位置相同。
优选的，摄像装置为摄像头或者录像机。
优选的，主控芯片的型号为STC15W4K32S4_LQFP64L，超声波测距传感器型号为HC-SR04。
优选的，六个超声波测距传感器控制芯片分别为芯片U1、芯片U2、芯片 U3、芯片U4、芯片U5和芯片U6，芯片U1的引脚2与主控芯片的引脚5连接，芯片U1的引脚3与主控芯片的引脚6连接，芯片U2的2脚与主控芯片的引脚 7连接，芯片U2的3脚与主控芯片的引脚8连接，芯片U3的引脚2与主控芯片的引脚15连接，芯片U3的引脚3与主控芯片的引脚16连接，芯片U4的引脚2与主控芯片的引脚47连接，芯片U4的引脚3与主控芯片的引脚48连接，芯片U5的引脚3与主控芯片的引脚45连接，芯片U5的引脚3与主控芯片的引脚46连接，芯片U6的引脚3与主控芯片的引脚34连接，芯片U6的引脚2 与主控芯片的引脚33连接。
优选的，所述的基于超声波定位的精准化成像系统，还设置有按键单元、显示单元和电源单元，显示单元、按键单元分别与主控芯片连接，电源单元为主控芯片、按键单元、显示单元供电；
主控芯片的引脚40与显示单元的RST_LCD引脚连接，主控芯片的引脚39 与显示单元的CLK_LCD引脚连接，主控芯片的引脚38与显示单元的SID_LCD 引脚连接，主控芯片的引脚37与显示单元的CS_LCD引脚连接；主控芯片的引脚23～26分别与按键单元的四个按键连接端KEY01～KEY04连接。
优选的，每个超声波测距传感器距离地面的高度为2.1—3.0米。
优选的，六个超声波测距传感器处于正六边形的六个定点位置。
另一优选的，六个超声波测距传感器呈矩阵排列。
另一优选的，六个超声波测距传感器以其中一个为圆心，另外五个为同心圆分布且另外五个呈等间隔分布。
本实用新型的基于超声波定位的精准化成像系统，设置有由六个超声波测距传感器构成的超声波测距网络、多个摄像装置和主控芯片；六个超声波传感器的探测端距离地面的高度相等，每个超声波探测器的输出端分别与主控芯片的数据输入接口连接，六个超声波传感器同时将探测数据输送至主控芯片，主控芯片与多个摄像装置双向信号连接；六个超声波传感器探测的目标对象距离数据发送至主控芯片，主控芯片查找收到的距离数据中最小的两个作为区域距离参数，以发送区域距离参数的两个超声波传感器所在的位置作为目标对象所在的区间位置，主控芯片向目标对象所在区域的摄像装置发出拍摄信号，摄像装置根据拍摄信号进行拍摄并将拍摄图片发送至主控芯片。本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统，利用超声波传感器确定目标对象所在位置后，再通过相应位置的摄像装置拍摄信号，只有对必要目标对象所在区域成像，具有拍摄定位精确、成本低廉的特点，数据资源占用空间少，查询管理方便的特点。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的结构示意图。
图2是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统中超声波测距网络的分布示意图。
图3是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的部分电路图。
图4是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的电源单元的电路图。
图5是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的显示单元的电路图。
图6是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的按键单元的电路图。
图7是本实用新型一种基于超声波定位的精准化成像系统的目标对象位置识别原理图。
在图1至图7中，包括：
超声波测距传感器100。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1。
一种基于超声波定位的精准化成像系统，如图1至图7所示，设置有由六个超声波测距传感器100构成的超声波测距网络、多个摄像装置、主控芯片，还设置有按键单元、显示单元和电源单元。
六个超声波传感器的探测端距离地面的高度相等，每个超声波探测器的输出端分别与主控芯片的数据输入接口连接，六个超声波传感器同时将探测数据输送至主控芯片，主控芯片与多个摄像装置双向信号连接。显示单元、按键单元分别与主控芯片连接，电源单元为主控芯片、按键单元、显示单元供电。
六个超声波传感器探测的目标对象距离数据发送至主控芯片，主控芯片查找收到的距离数据中最小的两个作为区域距离参数，以发送区域距离参数的两个超声波传感器所在的位置作为目标对象所在的区间位置，主控芯片向目标对象所在区域的摄像装置发出拍摄信号，摄像装置根据拍摄信号进行拍摄并将拍摄图片发送至主控芯片。
本实用新型利用六个距离地面高度相等的超声波传感器，六个超声波传感器同时发射声波寻找目标对象，获得目标对象距离每个超声波传感器的位置。根据各个超声波传感器得到的目标对象距离关系，可以判断目标对象距离哪些超声波传感器距离近，从而可以据此判断目标对象的空间位置。此空间位置信息作为摄像装置成像的依据，能够针对性地成像，避免现有技术中盲目图像采集造成的资源浪费及分析处理数据多的缺陷。
为了便于拍摄，摄像装置与超声波传感器的探测端的安装位置可选择相同，便于根据目标对象选择相应位置的摄像装置成像。当然，也可以设置摄像装置与超声播传感器探测端所在的位置不同，具体可以根据实际需要灵活选择。
摄像装置可为摄像头或者录像机或者其它成像设备，在此不再一一赘述。
具体的，本实施例中，主控芯片的型号为STC15W4K32S4_LQFP64L。超声波测距传感器100型号为HC-SR04。
如图3所示，六个超声波测距传感器100控制芯片分别为芯片U1、芯片 U2、芯片U3、芯片U4、芯片U5和芯片U6，芯片U1的引脚2与主控芯片的引脚5连接，芯片U1的引脚3与主控芯片的引脚6连接，芯片U2的2脚与主控芯片的引脚7连接，芯片U2的3脚与主控芯片的引脚8连接，芯片U3的引脚2与主控芯片的引脚15连接，芯片U3的引脚3与主控芯片的引脚16连接，芯片U4的引脚2与主控芯片的引脚47连接，芯片U4的引脚3与主控芯片的引脚48连接，芯片U5的引脚3与主控芯片的引脚45连接，芯片U5的引脚3 与主控芯片的引脚46连接，芯片U6的引脚3与主控芯片的引脚34连接，芯片 U6的引脚2与主控芯片的引脚33连接。主控芯片的引脚1-5、51-64可以作与摄像装置信号传输的连接端，以进行成像信号的收发。
型号为HC-SR04超声波测距传感器100，通过引脚3接收来自主控芯片的触发信号，根据触发信息触发超声波，并通过引脚2接收回响信号，超声波测距传感器100的发射时间和接收到回响信号之间的时间间隔乘以声速再除以2 得到的结果就是超声波测距传感器100的探测端与目标对象之间的间隔。
主控芯片的引脚40与显示单元的RST_LCD引脚连接，主控芯片的引脚39 与显示单元的CLK_LCD引脚连接，主控芯片的引脚38与显示单元的SID_LCD 引脚连接，主控芯片的引脚37与显示单元的CS_LCD引脚连接；主控芯片的引脚23～26分别与按键单元的四个按键连接端KEY01～KEY04连接。按键单元为本领域公知常识，在此不再赘述。
显示单元可以为液晶显示屏，液晶显示屏的种类和型号属于本领域公知常识，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，如可以选LCD-6102型号的液晶显示屏等，在此不再赘述。
电源单元设置有型号为TPS54331的芯片U9，电容C21、电容C22、电容 C8、电阻R7一端和芯片U9的引脚2均接24V点位，电阻R7的另一端、电阻 R8的一端与芯片U9的引脚3连接，电容C23的一端与芯片U9的引脚4连接，电容C23的另一端、电阻R8的另一端、电容C21、电容C22、电容C8的另一端接地，芯片U9的引脚1与电容C9的一端连接，电容C9的另一端、芯片U8的引脚8、二极管D3的负极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端、电容 C26的一端、电容C27的一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端作为+5V 点位输出，电阻R5另一端与电阻R10一端连接，电阻R10另一端、电阻R11 一端与芯片U9的引脚5连接，电容C24一端、电容C25一端与芯片U9的引脚 6连接，电容C24另一端与电阻R9一端连接，电阻R9另一端、电容C25另一端、电阻R11另一端、电容C27另一端、电容C27另一端、电容C26另一端、二极管D3正极、芯片U9的引脚7均接地。电源单元为整个装置供电。需要说明的是，电源单元的具体构成不限于本实施例的情况，也可以根据需要灵活选择。
具体的，每个超声波测距传感器100距离地面的高度为2.1—3.0米，以距离地面2.2米位置更佳，此高度既能获得好的视角，而且不会导致计算量太大。
本实施例的基于超声波定位的精准化成像系统，六个超声波测距传感器100 处于正六边形的六个定点位置，如图1所示。
本实施例的基于超声波定位的精准化成像系统，其工作过程是这样的：用户通过按键、显示屏等进行设置，开启后，主控芯片输出控制信号至六个超声波测距传感器，六个超声波测距传感器根据控制信息发出超声波并接收超声波。六个超声波测距传感器将探测信息输送至主控芯片，主控芯片根据六个超声波测距传感器发送的距离信息，判断两组距离目标对象距离最近的数值，目标对象处于两组数值对应的超声波测距传感器附近。如图7所示，由于六个超声波测距传感器探测端的高度相等，人的身高固定，每个探测端与人头顶之间的纵向高度相等，探测端距离人之间间隔越大，相应的斜线边就越长，超声波测距传感器探测端距离人之间的距离就远。因此通过所探测的距离最近的两组超声波测距传感器的位置就可以判断出目标对象所在的位置。主控芯片查找收到的距离数据中最小的两个作为区域距离参数，以发送区域距离参数的两个超声波传感器所在的位置作为目标对象所在的区间位置，主控芯片向目标对象所在区域的摄像装置发出拍摄信号，摄像装置根据拍摄信号进行拍摄并将拍摄图片发送至主控芯片。
本实用新型能够针对性地成像，避免现有技术中盲目图像采集造成的资源浪费及分析处理数据多的缺陷。具有精准度高、成本低廉的特点。
实施例2。
一种基于超声波定位的精准化成像系统，其它结构与实施例1相同，不同之处在于：六个超声波测距传感器呈矩阵排列。本实用新型利用超声波测距网络进行目标对象定位装置，具有定位精确、成本低廉的特点。
实施例3。
一种基于超声波定位的精准化成像系统，其它结构与实施例2相同，不同之处在于：六个超声波测距传感器以其中一个为圆心，另外五个为同心圆分布且另外五个呈等间隔分布。本实用新型利用超声波测距网络进行目标对象定位装置，具有定位精确、成本低廉的特点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：设置有由六个超声波测距传感器构成的超声波测距网络、多个摄像装置和主控芯片；
六个超声波传感器的探测端距离地面的高度相等，每个超声波探测器的输出端分别与主控芯片的数据输入接口连接，六个超声波传感器同时将探测数据输送至主控芯片，主控芯片与多个摄像装置双向信号连接；
六个超声波传感器探测的目标对象距离数据发送至主控芯片，主控芯片查找收到的距离数据中最小的两个作为区域距离参数，以发送区域距离参数的两个超声波传感器所在的位置作为目标对象所在的区间位置，主控芯片向目标对象所在区域的摄像装置发出拍摄信号，摄像装置根据拍摄信号进行拍摄并将拍摄图片发送至主控芯片。
2.根据权利要求1所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：摄像装置与超声波传感器的探测端的安装位置相同。
3.根据权利要求1或2所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：摄像装置为摄像头或者录像机。
4.根据权利要求3所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：主控芯片的型号为STC15W4K32S4_LQFP64L，超声波测距传感器型号为HC-SR04。
5.根据权利要求4所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：六个超声波测距传感器控制芯片分别为芯片U1、芯片U2、芯片U3、芯片U4、芯片U5和芯片U6，芯片U1的引脚2与主控芯片的引脚5连接，芯片U1的引脚3与主控芯片的引脚6连接，芯片U2的2脚与主控芯片的引脚7连接，芯片U2的3脚与主控芯片的引脚8连接，芯片U3的引脚2与主控芯片的引脚15连接，芯片U3的引脚3与主控芯片的引脚16连接，芯片U4的引脚2与主控芯片的引脚47连接，芯片U4的引脚3与主控芯片的引脚48连接，芯片U5的引脚3与主控芯片的引脚45连接，芯片U5的引脚3与主控芯片的引脚46连接，芯片U6的引脚3与主控芯片的引脚34连接，芯片U6的引脚2与主控芯片的引脚33连接。
6.根据权利要求5所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：还设置有按键单元、显示单元和电源单元，显示单元、按键单元分别与主控芯片连接，电源单元为主控芯片、按键单元、显示单元供电；
主控芯片的引脚40与显示单元的RST_LCD引脚连接，主控芯片的引脚39与显示单元的CLK_LCD引脚连接，主控芯片的引脚38与显示单元的SID_LCD引脚连接，主控芯片的引脚37与显示单元的CS_LCD引脚连接；主控芯片的引脚23～26分别与按键单元的四个按键连接端KEY01～KEY04连接。
7.根据权利要求6所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：每个超声波测距传感器距离地面的高度为2.1—3.0米。
8.根据权利要求7所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：六个超声波测距传感器处于正六边形的六个定点位置。
9.根据权利要求7所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：六个超声波测距传感器呈矩阵排列。
10.根据权利要求7所述的基于超声波定位的精准化成像系统，其特征在于：六个超声波测距传感器以其中一个为圆心，另外五个为同心圆分布且另外五个呈等间隔分布。
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| CN113064174A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-07-02 | 塔里木大学 | 一种棉株顶尖器官精准定位设备 |
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