LED探照灯及LED探照灯控制系统的制作方法

本专利申请涉及led照明技术领域，尤其涉及一种led探照灯及led探照灯控制系统。

背景技术：

led探照灯在船用领域使用，作为辅助观察的光源，对远处的物体进行照射，观察员利用望远镜或其他观察设备观测被照射物体。这样一方面在天气恶劣的环境下很难安全的进行观测，多个设备间的协同性难以统一，另一方面对观测目标的相对位置无法直观得出。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的是提供led探照灯及led探照灯控制系统，解决现有技术中led探照灯存在的无法清楚获取被照射物体与船体间相对位置的问题。

为实现以上及其它目的，本专利申请提供一种led探照灯，包括：灯具壳体，具有容纳空间；多个led光源模组及至少一个图像采集模组，设于所述容纳空间中，且led光源模组的照射方向和所述图像采集模组的采集方向相匹配。

于本专利申请的一实施例中，所述灯具壳体，其包括：框体，围成至少具有前、后两个开放侧的容纳空间；以及结合所述框体的后开放侧的后盖；所述多个led光源模组及至少一个图像采集模组，侧向相接地填设于所述容纳空间中，且均设置为从所述前开放侧出光及图像信号采集。

于本专利申请的一实施例中，与所述后开放侧结合的后盖，设有一或多个第一通风部，与所述前开放侧气流连通。

于本专利申请的一实施例中，所述灯具壳体，具有机械转动结构，设置成能以竖直方向为轴和/或水平方向为轴进行自转运动；所述led探照灯还包括：第一角度传感器，用于测量所述灯具壳体以竖直方向为轴进行自转运动的转动角度；第二角度传感器，用于测量所述灯具壳体以水平方向为轴进行自转运动的转动角度；控制器，连接于所述第一角度传感器、第二角度传感器及图像采集模组，用于获取所采集的转动角度数据；且用于调节所述图像采集模组至对被所述led探照灯所照射物体清晰对焦的状态，来据以计算所述图像采集模组与所照射物体间的距离值；并用于根据所述转动角度数据及距离值计算所照射物体与led探照灯间的相对位置。

于本专利申请的一实施例中，所述的led探照灯，包括：底座，设于所述灯具壳体下方；转动轴，向上凸设于所述底座且设置成能以竖直方向为轴作自转运动；一对承载臂，从所述旋转轴相对两侧伸出并向上延伸，所述一对承载臂分别设置有连接于所述框体侧面的连接件，以架设所述灯具壳体于所述一对承载臂之间；所述连接件一端固定连接于所述灯具壳体，其另一端连接于所述承载臂且能以水平方向为轴作自转运动。

于本专利申请的一实施例中，所述第一角度传感器设于所述转动轴，用于测量所述转动轴从预设位置转动至目标位置的转动角度；所述第二角度传感器设于所述连接件，用于测量连接件从预设位置转动至目标位置的转动角度。

于本专利申请的一实施例中，所述的led探照灯，包括：控制器，连接于所述第一角度传感器、第二角度传感器及图像采集模组，用于获取所采集的转动角度数据；且用于调节所述图像采集模组至对被所述led探照灯所照射物体清晰对焦，并计算所述图像采集模组与所照射物体间的距离值；并用于根据所述转动角度数据及距离值计算所照射物体与led探照灯间的相对位置。

于本专利申请的一实施例中，所述一对承载臂中的至少一个固定设有控制箱，所述控制器设置于所述控制箱中并通过线路与所述第一角度传感器、第二角度传感器及图像采集模组连接。

于本专利申请的一实施例中，所述的led探照灯，包括：显示装置，连接所述控制器，用于接收并通过图形显示所计算的所照射物体与led探照灯间的相对位置。

于本专利申请的一实施例中，所述的led探照灯，包括：显示装置，连接所述图像采集模组，用于接收并显示所采集的图像信号。

于本专利申请的一实施例中，所述灯具壳体材质导热率至少为100w/(m·k)。

于本专利申请的一实施例中，所述led探照灯，包括：安装板，设置于所述容纳空间内与框体固定连接，用于安装各所述led光源模组及图像采集模组。

为实现以上及其它目的，本专利申请还提供一种led探照灯控制系统，包括：一或多个led探照灯；其中，每个led探照灯包括：灯具壳体，具有容纳空间；多个led光源模组及至少一个图像采集模组，设于所述容纳空间中，且led光源模组的照射方向和所述图像采集模组的采集方向相匹配；控制终端，其包括：通信单元，连接于所述led探照灯，用于所述led探照灯和控制终端间的信号传输；处理单元，连接所述通信单元，用于对led探照灯传输来的所采集的图像信号进行处理以供显示、以及用于生成对所述led探照灯的控制信号；显示单元，连接所述处理器单元和/或所述通信单元，用于接收并显示来自所述led灯具的图像信号。

于本专利申请的一实施例中，所述灯具壳体，具有机械转动结构，设置成能以竖直方向为轴和/或水平方向为轴进行自转运动；每个所述led探照灯还包括：角度传感器单元，设于所述机械转动结构并电性连接于所述通信单元，用于测量灯具壳体以竖直方向为轴和/或水平方向为轴进行自转运动的角度；所述通信单元还用于接收和传输角度传感器单元反馈的数据信号；所述处理单元，还用于接收图像采集模组和角度传感器单元反馈的数据信号，生成所照射物体与led探照灯间的相对位置的数据信号。

于本专利申请的一实施例中，所述角度传感器单元包括：第一角度传感器，用于测量所述灯具壳体以竖直方向为轴进行自转运动的转动角度；第二角度传感器，用于测量所述灯具壳体以水平方向为轴进行自转运动的转动角度。

如上所述，本专利申请提供led探照灯及led探照灯控制系统，每个led探照灯包括：灯具壳体，具有容纳空间；多个led光源模组及至少一个图像采集模组，设于所述容纳空间中，且led光源模组的照射方向和所述图像采集模组的采集方向相匹配；通过在led探照灯设置图像采集模组，能够在恶劣天气或其它不方便采用人工望远镜观测的情况下，将被照射区域的图像信号反馈在显示设备上，且图像信号采集方向led光源模组的照射方向相匹配，从而在照射同时获得被照射物体图像信号，保证了观测的安全以及望远与照明设备间的协同性；进一步的，通过对led探照灯转动数据以及照射距离的反馈数据，能更方便快捷的得到被照射物体和led探照灯的相对位置。

附图说明

图1显示为本专利申请一实施例中led探照灯的立体结构示意图。

图2及图3显示为图1中led探照灯的正面及背面的结构示意图。

图4显示为本专利申请一实施例中led探照灯探测被照射物体相对位置的电路功能模块示意图。

图5显示为本专利申请一实施例中led探照灯控制系统的模块结构示意图。

元件标号说明

1框体

2led光源模组

3，3a图像采集模组

4底座

5转动轴

51承载臂

511连接件

6控制箱

7后盖

71第一通风部

8，8a角度传感器单元

9控制器

10控制终端

11通信单元

12显示单元

13处理单元

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本专利申请进行详细说明。本申请所指的led探照灯不仅包括通常所说的准直性好、光束发散角度小(参照行业标准)的led探照灯，也包括光束发散角度较大的led探照灯(业内也叫投光灯)。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利申请，但不以任何形式限制本专利申请。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利申请的保护范围。

本专利申请所提供的led探照灯，其设计思想是将led光源模组和图像采集模组集成在同一灯具内，且照射方向和图像信号采集方向相匹配，所述匹配未必是指方向相同或平行，只要能满足在照射时可以采集被照射物体的图像信号即可。

也就是说，本申请的主要特点是在于将led光源模组和图像采集模组集成在同一灯具内，以实现在照射物体时获取该物体的图像信号信息，进一步的，还可借此来计算以实现定位被照射物体的相对位置的技术方案。

因此，以下各实施例中所描述的各种结构特征(例如框体、后盖等)皆为优选，只是为了具体实现的优选方案，在实现以上目的的同时还能解决例如散热通风等技术问题，但并非是为了限定本申请的范围，

在一实施例中，如图1至图3所示，本专利申请提供led探照灯的一实施例，其灯具壳体包括：框体1、多个led光源模组2、至少一个图像采集模组3及后盖7。所述框体1，围成至少具有前、后两个开放侧的容纳空间，优选的，所述框体1所围成图形为多边形，例如图示的六边形等，则所述容纳空间为对应形状。为实现较好的散热效果，所述灯具壳体材质导热率至少为100w/(m·k)。

所述多个led光源模组2及至少一个图像采集模组3，侧向相接地填设于所述容纳空间中，且均设置为从所述前开放侧出光及图像信号采集。于本实施例中，所述led光源模组2和所述图像采集模组3均可为圆柱形，且尺寸优选为相同，并排插设于所述容纳空间中，而各led光源模组2和图像采集模组3之间的缝隙可用于散热通风；优选的，灯具壳体中可设置安装板(未图示)，其设置于所述容纳空间内与所述框体1固定连接，用于安装各所述led光源模组2及图像采集模组3，进一步优选的，所述安装板设有连通该第一通风部71及所述容纳空间前开放侧的一或多个第二通风部(未图示)，其可例如为镂空或孔等；另外，所述图像采集模组3可例如为摄像头等，用于拍摄采集视频、照片等图像信号信息。

请参阅图3，所述后盖7，结合于所述框体1的后开放侧；所述后盖7，设有一或多个第一通风部71，与所述前开放侧气流连通，两者间可例如通过各led光源模组2和图像采集模组3之间的缝隙来导流，所述第一通风部71例如镂空或孔等，优选为如图所示，呈现沿直线排列设置的态样；另外优选的，所述第一通风部71可有多个，且一一对位于各led光源模组2和/或图像采集模组3中的至少部分设置。

于本专利申请的一实施例中，为实现所述led探照灯的横向转动和纵向转动，以实现对不同方位的物体的照射，所述的led探照灯包括机械转动结构。

以下通过一具体实施例介绍所述机械转动结构，所述的led探照灯还包括：底座4、转动轴5、一对承载臂51、及连接件511；所述底座4，设于所述灯具壳体下方，并且所述底座4可固定于船体上的预定位置，例如甲板、船舷等；所述转动轴5，向上凸设于所述底座4且设置成能以竖直方向为轴作自转运动，即如图1中a箭头方向所示的横向转动。

所述一对承载臂51，从所述旋转轴相对两侧伸出并向上延伸。优选的，如图所示，所述一对承载臂51，是相对所述旋转轴对称的，两者间留有空间，用于设置所述灯具壳体。

进一步的，所述一对承载臂51分别设置有连接于所述框体1侧面的连接件511，所述连接件511一端固定连接于所述灯具壳体，其另一端连接于所述承载臂51且能以水平方向为轴作自转运动，以架设所述灯具壳体于所述一对承载臂51之间，且所述灯具壳体可进行如图1中b箭头所示方向的纵向转动，上述两种转动方式优选可通过电机控制，亦可通过手动控制，进一步优选的，可配合转动阻尼器或转动卡合结构等来实现转动后的定位。

优选的，如图4所示，本专利申请能提供测量led探照灯与被照射物体间相对位置的技术方案，包括：相连的角度传感器单元8以及控制器9。

优选的，所述角度传感器单元包括第一角度传感器和第二角度传感器，均连接于所述控制器9。

于本专利申请的一实施例中，所述第一角度传感器可设在所述转动轴5，用于测量所述转动轴5从预设位置转动(横向转动)至目标位置的转动角度；所述第二角度传感器可设于所述连接件511，用于测量连接件511从预设位置转动至目标位置(纵向转动)的转动角度。

所述控制器9，连接于所述角度传感器8及图像采集模组3，用于获取所采集的数据信号(即转动角度数据)；且用于调节所述图像采集模组3至对被所述led探照灯所照射物体清晰对焦，获得物体与led探照灯距离的方法，例如可以结合对焦清晰时候的焦距来计算所述图像采集模组3与所照射物体间的距离值，也可以选择配置激光测距的模块以获得更为精确的数值；这样所述控制器9或者外部计算机设备可以建立坐标系，结合所述转动角度数据及距离值通过解析几何的算法来计算所照射物体与led探照灯间的相对位置，并通过空间坐标数据备注或进一步以图像信号的形式表示在显示设备上。

举例来说，定义led探照灯所在位置的空间坐标为(x，y，z，)，为方便计算，将led探照灯的位置定义为坐标原点，即(0，0，0)，照射被照射物体后，led探照灯的水平转角为α，仰角为θ，物体距离为l，即获得了被照射物体的球坐标(α，θ，l)位置，当然也可以选择进一步换算成直角坐标(lcosθcosα，lcosθsinα，lsinθ)来表示物体所在的相对位置，通过计算机的显示，操作人员即可轻易了解led探照灯所在船体和被照射物体间的相对位置，这一信息对于例如救援、打捞、航行等活动来说是非常有参考价值的。

优选的，于一实施例中，如图1所示，所述一对承载臂51中的至少一个固定设有控制箱6，所述控制器9可设置于所述控制箱6中，例如集成在固定于所述控制箱6的pcb板上，并通过线路与所述角度传感器单元8及图像采集模组3连接。

于本专利申请的一实施例中，所述的led探照灯，包括：显示装置，连接所述图像采集模组3，用于接收并显示所采集的图像信号；所述显示装置可装载于电子终端，例如为手机、平板电脑、电脑、笔记本电脑等电子终端的显示屏等，用于展示所采集的图像信号；以及/或者，所述显示装置可连接所述控制器9，将所计算的所述led探照灯和被照射物体之间的相对位置的空间坐标以图形形式呈现给用户。

在上述实施例中，所述led探照灯可以集成控制器9而在本地实现与被照射物体间相对位置的定位，进而将信息传输至例如所述显示装置加以显示；然而，在其它实施例中，所述信息处理的过程亦可在非本地完成。

举例来说，如图5所示，本专利申请还提供一种led探照灯控制系统，本实施例与前述实施例的差别主要体现在led探照灯中无需设置所述控制器9，而采用led探照灯以外的控制终端10来对其进行控制或定位计算。

所述系统包括：一或多个所述led探照灯；其中，每个led探照灯包括：灯具壳体，具有容纳空间；多个led光源模组及至少一个图像采集模组3，设于所述容纳空间中，且led光源模组的照射方向和所述图像采集模组3的采集方向相匹配。较优的，所述灯具壳体，具有机械转动结构，设置成能以竖直方向为轴和/或水平方向为轴进行自转运动。

所述led探照灯控制系统还包括控制终端10，其包括：通信单元11、显示单元12及处理单元13。

通信单元11，连接于所述led探照灯，用于所述led探照灯和控制终端10间的信号传输；具体来说，led探照灯与控制终端10之间的信号包括图像采集模组3采集到的图像信号以及控制终端10对led探照灯的控制信号，例如对led探照灯的开关、亮度、颜色以、色温等照明参数的控制信号和图像采集模组3调焦、光圈等图像信号采集的控制信号、以及控制led探照灯转动的控制信号。

于本实施例中，所述控制终端10例如为手机、平板电脑、pc等，所述通信单元11包括例如有线或无线网卡，通过有线或(如rj45接口的网线)无线网络(如wifi、2g/3g/4g/5g移动通信网络等)来获取所述led探照灯传来的信号。

进一步的，为了实现定位被照射物体的目的，每个所述led探照灯包括角度传感器单元8a，设于所述机械转动结构并电性连接于所述通信单元11，用于测量灯具壳体以竖直方向为轴和/或水平方向为轴进行自转运动的角度，相应的，角度传感器单元8a反馈的数据信号也通过通信单元11传输至控制终端10。

所述角度传感器单元8a可与之前实施例中的角度传感器单元8相同，参考前述实施例即可了解其具体应用。

所述处理单元13，连接所述通信单元11，用于对led探照灯传输来的所采集的图像信号进行处理以供显示、以及用于生成对所述led探照灯的控制信号.。如前所述，所述控制信号例如为对led探照灯的开关、亮度、颜色以、色温等照明参数的控制信号和图像采集模组3调焦、光圈等图像信号采集的控制信号、以及控制led探照灯转动的控制信号；以对所述led探照灯转动的控制为例来讲，所述led探照灯可以是通过可程控的电机驱动来进行前述的自转运动，所述控制终端10还可以连接所述电机，通过通信单元传输指令至所述电机，从而控制所述led探照灯的运动，例如对led探照灯的照射方向进行调整等，但需说明的是，亦可采用其它方式来进行所述led探照灯运动，例如手动等，并非以此为限。

所述显示单元12，连接所述处理器单元13和/或所述通信单元11，用于接收并显示来自led灯具的图像信号；当角度传感器单元所输出信号为能直接在显示单元12显示的格式时，则显示单元12直接与通信单元11相连接而显示图像信号而如图5所示；在其它实施例中，若需要所述控制器进行例如图像处理需或以图形方式显示被照射物体的相对位置时候，则所述显示单元连接所述通信单元和处理器单元或仅连接处理器单元，具体的，所述相对位置的图形显示方式例如为通过雷达图、电子地图等方式显示；所述显示单元12原理类似于前述实施例中的显示装置，例如为显示屏等。

在其它实施例中，也可根据实际需求仅考虑被照射物体的两维坐标(例如不考虑led探照灯的仰角)，相应地省略第二角度传感器单元和对竖直方向维度的考虑，而建立的坐标系即为平面坐标系。

综上所述，本专利申请提供一种led探照灯，包括：灯具壳体，具有容纳空间；多个led光源模组及至少一个图像采集模组，设于所述容纳空间中，且led光源模组的照射方向和所述图像采集模组的采集方向相匹配；通过在led探照灯设置图像采集模组，能够在恶劣天气或其它不方便采用人工望远镜观测的情况下，将被照射区域的图像信号反馈在显示设备上，且图像信号采集方向led光源模组的照射方向相匹配，从而在照射同时获得被照射物体图像信号，保证了观测的安全以及望远与照明设备间的协同性；进一步的，通过对led探照灯转动数据以及照射距离的反馈数据，能更方便快捷的得到被照射物体和led探照灯的相对位置。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利申请的权利要求所涵盖。