一种无人机用紫外双光拍摄系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无人机摄像技术领域，具体涉及一种无人机用紫外双光拍摄系统。
【背景技术】
[0002]在高压设备出现故障电离放电时，根据电场强度(或高压差)的不同，会产生电晕、闪络或电弧。电离过程中，空气中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量即放电时，会辐射出光波和声波，还有臭氧、紫外线、微量的硝酸等。紫外成像技术，就是利用放电产生的紫外线信号，经处理后成像并与可见光图像叠加，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。紫外成像技术，就是利用特殊的仪器接收放电产生的紫外线信号，经处理后成像并与可见光图像叠加，达到确定电晕的位置和强度的目的，从而为进一步评价设备的运行情况提供依据。由于电晕一般在正弦波的波峰或波谷产生，且高压设备的电晕在放电初期总是不连续、瞬间即逝的，紫外成像仪根据电晕的这个特性，在观测电晕时，有两种模式供选择。一种是活动模式，实时观察设备的放电情况，并实时显示一个与一定区域内紫外线光子总量成比例关系的数值，便于定量分析和比较分析。另一种是集成模式，将一定时间区域内(该区域长短可调)的紫外线光子显示并保留在屏幕上，按照先进先出(FIFO)和动态平均的算法实时更新。该模式下若正确调节仪器，可清楚地看到设备放电区域的形状和大小。
[0003]目前，随着无人机造价降低，无人机逐渐进入民用领域，由于无人机上可设置拍摄装置，通过遥控无人机用户可以实现航拍，不仅能为用户提供全新的拍摄角度，无论拍摄人像还是拍摄风景都可以适用，同时，在电网的日常运维中，经常要通过巡线来保证户外的架空线路的正常运行，因为架空线路为保证安全，离地面都有一定的高度，人凭肉眼很难观察，特别是线路或绝缘子只出现可细微的变化时，很难察觉，给安全留下了隐患。无人机技术的快速发展为电力巡检提供了新的有效手段。而使用带紫外成像和航拍功能的巡线无人机时，只要在线路下方，操控无人机即可近距离观察，并把实时航拍图像传至工作人员手中的电脑中，并且该无人机带有紫外热成像摄像头，能轻易发现线路运行中的故障点。同时人员不用登高亲自查验，减少了坠落和触电的可能，同时保障了线路的稳定运行和人员的安全。
[0004]中国专利申请CN201510815576.8公开了“一种无人机载用紫外成像电晕检测系统和方法”，该系统将来自待测区域的待测信号分别输入紫外光成像单元和可见光成像单元，用于获取待测信号的紫外光视频信号和可见光视频信号，并将获取的紫外光视频信号和可见光视频信号分别输入电源与控制板，然后电源与控制板将紫外光视频信号与可见光视频信号输出至图像存储板，用于生成分画面视频信号，实现紫外成像和可见光成像的分别采集，该系统必须采用两个独立的成像系统，即紫外成像系统和可见光成像系统分别使用不同的图像采集装置，需要两套独立的图像采集设备，不但增加了设备成本，也无法实现遥控紫外成像系统和可见光成像系统画面的实时切换。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，本发明设计了一种用于电力巡检的无人机用紫外双光拍摄系统，本系统能够将可见光和紫外合二为一同时拍照或录取视频，同时可以做到可见光拍摄图像和紫外拍摄图像的实时切换。
[0006]为实现上述技术方案，本发明提供了一种无人机用紫外双光拍摄系统，包括:可见光拍摄系统、紫外拍摄系统和遥控切换系统；
[0007]其中可见光拍摄系统包括，
[0008]用于采集图像的摄像机；
[0009]安装在摄像机上的可见光透镜；
[0010]与可见光透镜信号输出端相连接的CXD或者CMOS芯片，所述CXD或者CMOS芯片用于将可见光透镜中收集的光学信号转换成电学信号；
[0011]与CCD或者CMOS芯片信号输出端相连接的第一信号放大器，所述第一信号放大器用于放大CCD或者CMOS芯片转换的电学信号；
[0012]与第一信号放大器信号输出端相连接的第一A/D转换器，所述第一 A/D转换器用于将电学信号转换成数字信号；
[0013]与第一A/D转换器信号输出端连接的数字信号处理器，所述数字信号处理器将数字信号进行压缩并转化为特定的图像文件格式；
[0014]与数字信号处理器信号输出端连接显示器，显示器用于数字信号的显示；以及
[0015]与C⑶或者CMOS芯片信号输出端相连接的第二信号放大器；
[0016]与第二信号放大器信号输出端连接的总控电路，所述总控电路用于控制摄像机本体的各项功能；
[0017]与总控电路信号输出端连接的分控电路，所述分控电路的信号输出端与数字信号处理器连接；
[0018]紫外拍摄系统包括，
[0019]安装在摄像机上的紫外透镜；
[0020]安装在紫外透镜后端的滤光片，所述滤光片用于筛选紫外光；
[0021]安装在滤光片后端的紫外探测器，所述紫外探测器用于将紫外光信号转换成电学信号；
[0022]与紫外探测器信号输出端连接的紫外增强器，所述紫外增强器用于放大紫外探测器转换的电学信号；
[0023]与紫外增强器信号输出端连接的第二A/D转换器，所述第二 A/D转换器用于将电学信号转换成数字信号；
[0024]与第二A/D转换器连接的处理器，所述处理器用于处理数字信号；
[0025]与处理器信号输出端连接的译码驱动，所述译码驱动用于锁存经过处理器处理过的数字信号；
[0026]遥控切换系统包括，
[0027]遥控器，所述遥控器用于输出控制信息；
[0028]接收机，所述接收机用于接收遥控器输出的控制信息；
[0029]与接收机信号输出端连接的电子切换器和信号处理CPU，所述电子切换器用于实现可见光图像和紫外图像的信号切换，信号处理CPU用于处理接收机接收的控制信号，所述电子切换器的信号输入端分别与可见光拍摄系统中的显示器和紫外拍摄系统中的译码驱动连接，所述信号处理CHJ的信号输出端分别与可见光拍摄系统中的分控电路和紫外拍摄系统中的处理器连接；
[0030]与电子切换器信号输出端连接的图像输出装置，所述图像输出装置用于图像的无线传输；
[0031]以及
[0032]为总控电路、信号处理CPU和处理器提供电源的电源电路。
[0033]在上述技术方案中，摄像机上设置有独立的可见光透镜和紫外透镜，摄像机通过可见光透镜收集普通拍摄的光学信号，光学信号通过CCD或者CMOS芯片转换成电学信号，电学信号经过第一信号放大器的放大以后，经由第一 A/D转换器转换成数字信号，数字信号经过数字信号处理器的处理，将数字信号进行压缩并转化为特定的图像文件格式，显示在显示器中，显示器通过电子切换器将数字图像传输至图像输出装置，图像输出装置可以将图像无线传输到相应的接受设备，从而实现无人机拍摄画面的实时传送。同时摄像机也通过紫外透镜收集光学信号，经过滤光片的滤光筛选后，将紫外光输送进入紫外探测器，紫外探测器上光敏源利用电子扫描电路对被测物的紫外图像进行扫描转换成电学信号，电学信号经紫外放大器的放大处理后进入第二 A/D转换器，第二 A/D转换器将电学信号转换成数字信号，数字信号进入处理器处理后，锁存于译码驱动中，译码驱动通过电子切换器将紫外成像的数字图像传输至图像输出装置，图像输出装置再将紫外成像的图像无线传输到相应的接受设备，从而实现无人机紫外成像画面的实时传送。
[0034]在上述技术方案中，通过安装在相机上的接收机可以接收遥控器的遥控指令，接收机可以直接将遥控指令传输给电子切换器，实现可见光拍摄图像和紫外拍摄图像的实时切换，同时遥控指令也可传输至信号处理CPU，信号处理CPU对相应的指令进行识别处理，然后将相应的指令发送给可见光拍摄系统中的分控电路或者紫外拍摄系统中的处理器，从而实现遥控器对可见光拍摄系统和紫外拍摄系统中各功能的调节。
[0035]优选的，所述紫外拍摄系统中设置有调谐滤波控制器，所述调谐滤波控制器的信号输出端与紫外探测器的信号输入端连接。由于紫外光虽然经过滤光片的过滤后依然可能存在杂色光的干扰，使用调谐滤波控制器可以进一步的对过滤的紫外进行分光处理，得到更为纯粹的紫外光，减少杂色光对紫外光的干扰。
[0036]优选的，所述可见光拍摄系统中数字信号处理器信号输出端连接有数字图像存储器。数字图像存储器用于存储经过数字信号处理器处理后的数字信号，方便数据的输出。
[0037]优选的，所述滤光片为日盲紫外滤光片。日盲紫外滤光片具有高透过、深截止和超薄等特点，工作波段250-280nm，尤其适用于电力系统的电晕探测，可以精确找到高压变电系统电晕放电的位置。
[0038]与现有技术相比，本发明采用的技术方案具有下述有益效果:
[0039]I)本系统只需一个摄像系统即可实现可见光和紫外合二为一同时拍照或录取视频，同时可以做到可见光拍摄图像和紫外拍摄图像的实时切换，结构简单，成本较低；
[0040]2)本系统通过遥控切换系统可实现对可见光拍摄系统和紫外拍摄系统各功能的远距离控制；
[0041]3)本系统可应用于电力巡检系统中，通过紫外拍摄系统和可见光拍摄系统的配合，有效解决了山区、丘陵等特殊地区人工巡检难的问题。
【附图说明】
[0042]图1为本发明中各部件的连接示意图。
【具体实施方式】
[0043]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、完整的描述，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。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
[0044]实施例:一种无人机用紫外双光拍摄系统。
[0045]参照图1所示，一种无人机用紫外双光拍摄系统，包括可见光拍摄系统100、紫外拍摄系统200和遥控切换系统300 ；
[0046]其中可见光拍摄系统100包括，
[0047]用于采集图像的摄像机101;
[0048]安装在摄像机101上的可见光透镜102;
[0049]与可见光透镜102信号输出端相连接的CCD或者CMOS芯片103，所述C⑶或者CMOS芯片103用于将可见光透镜102中收集的光学信号转换成电学信号；
[0050]与CCD或者CMOS芯片103信号输出端相连接的第一信号放大器104，所述第一信号放大器104用于放大C⑶或者CMOS芯片103转换的电学信号；
[0051]与第一信号放大器104信号输出端相连接的第一A/D转换器106，所述第一 A/D转换器106用于将电学信号转换成数字信号；
[0052]与第一A/D转换器106信号输出端连接的数字信号处理器108，所述数