专利名称：一种抛射型图像采集及无线传输装置的制作方法
技术领域：
本发明属于警用及消防用特种装备领域，涉及一种新型高安全的可低空实时远距离传输图像信息的侦察装置，用于救灾、反恐、刑事案件及社会维稳中使用。
背景技术：
二十世纪六十年代以来，警用侦察装备一直是警用装备研究重点。如果想达到实时监测，有效取证的效果，通常在城市中大量布置图像监测系统。目前，应用最为广泛的是随身携带的微型摄像装置和固定的监视摄像机，但是这二者在应对许多特殊环境状况时则显得力不从心。因此，很有必要研制一种性能可靠、隐蔽性较高、价格低廉、可低空飞行探测且适合大量生产的侦察装置。
发明内容
本发明目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种能远距离采集传输图像、具有一定的飞行距离、具备较高的抗冲击、抗过载能力、价格低廉的抛射型图像采集及无线传
输装置。本发明包括头部、圆柱部、尾部、顶置平板翼、尾翼、数字图像处理装置、电源和天线；头部为圆锥型头部，在圆锥底部设有连接螺纹，圆柱部内部设有用于安置数字图像处理装置的空腔，圆柱部腹部设有两个前后交错并互成九十度的摄像孔；尾部为卵形结构，内部为空腔，空腔前端为圆柱体状电池舱，末端为用于承受发射装置提供的发射动力的发射装置接口，发射装置接口为圆柱状；顶置平板翼通过螺钉固定连接在圆柱部上；天线安装于圆柱部和尾部的连接部；电源安装于位于尾部的电池舱内；发射装置接口为尾部的内腔末端；数字图像处理装置包括DSP中央处理模块、无线发射模块和两个图像采集模块；DSP中央处理模块以TMS320F28335数字信号处理器为核心部件，该TMS320F28335数字信号处理器是TI公司生产的基于C2000内核32位浮点型实时数字信号处理及微控制芯片，其主频最高可达150MHz，浮点运算的最快处理速度达300MFL0PS ;无线发射模块为2.4GHzISM无线发射模块，是挪威Nordic公司设计的2.4GHz低成本射频发射芯片NRF24L01 ;封装形式为4_X4_QFN20 ;图像采集模块由图像传感器及摄像头、图像高速缓存芯片和输出电源转换芯片构成；两个摄像头安装在圆柱部腹部的摄像孔内；图像高速缓存芯片选用Aeroloqic公司开发的AL422B图像高速缓存芯片，其内部动态随机存储空间为3M位，存储方式采用FIFO入先出模式，存储空间按393216字节X 8位的方式配置，输入输出的数据位数为8位，芯片内置多级缓存，最高的工作频率50MHz ;输出电源转换芯片选用TI公司生产的DSP专用的电源管理芯片TPS767D301双端输出电源转换芯片，其功能是将输入的5V电源电压分别转换为DSP芯片内核和片内外设及外部模块所需的电压。图像传感器选用美国Omnivision公司开发的型号为0V7670的30万像素CMOS数字图像传感器，摄像头为配套的CMOS摄像头。发射装置接口主要承受发射装置提供的发射动力，因此要求发射装置接口必须采用可抗高强度冲击的材料制成。
本发明装置通过装置上所载有的传感器组中的CMOS镜头完成图像采集，并将所采集的图像数据传到处理模块(主要将图像数字信号通过DSP中央处理模块调节传输到无线发射模块)，无线发射模块将图像数据发送给一定范围内的匹配的PDA手持设备，达到图像侦察的目的。整个系统由电源供电完成。发射时借用警用装备或高压气枪产生的高压气体助推，获取一个较大的初速，抛射距离达100米；采用顶置平板翼、尾翼稳定装置，抛射后可低空飞行；内腔装填传感器组、控制电路和可充电锂电源作为装置的核心部分；装置安装有两组不同方向的镜头，扩大了视场，尽量减小视场死角；装置可以抵抗很高的冲击和过载，可以反复使用；采用一种价格低廉，货源充足的非金属材质作为外壳体材料。本发明主要应对各种人员无法到达或需要远距离临时监控的状况。日常后勤维护及使用时不会造成人员及财产损害。与目前使用的民用侦察装置相比，体积较小，装置不需要维护；使用灵活方便，既可抛射进行远距离低空侦测，又可临时固定对特定场所进行侦察有多个不同角度的镜头，进行多视角侦察，侦察死角较少；采用非金属外壳，内有抗冲击、抗过载设计，可承受较大过载；用途多样，既可用来进行刑事侦察、反恐，又可用于救灾、维稳；装置功耗较低，可连续工作六小时以上，并且可以进行回收反复使用。装置主体采用一种价格低廉、来源广泛的非金属材料，成本大幅降低。发射装置采用警用装备或高压气枪发射，不需要另行设计发射装置。没有涉及危险品元件，生产及装配安全。
图1为本发明结构示意 图2为本发明图像采集模块安装方式 图3为本发明数字图像处理装置系统结构框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的描述。如图1所示，该装置由头部1、圆柱部、顶置平板翼2、尾部9、尾翼7、数字图像处理装置、电源、天线14等构成。圆柱部包括前部11和中后部5两段，两段为一体结构；其中头部I和圆柱部前部5通过连接螺纹12联接。为方便保管和使用，顶置平板翼2的翼片为可拆卸式翼片。两个图像采集摄像头成九十度安装在圆柱部前部11腹部摄像孔3、16上，两个图像采集模块4、15安装于圆柱部前部5，如图2所示。数字图像处理装置的DSP中央处理模块和无线发射模块10安装于圆柱部中后部5，将所采集的图像数字信号通过DSP中央处理模块处理后传输到无线发射模块。天线14安装于圆柱部中后部5与尾部9的连接部，圆柱部中后部5与尾部9通过螺钉13连接。电源安装于位于尾部9的电池舱6内。发射装置接口 8为尾部9后端内腔，主要承受发射装置提供的发射动力。整个数字图像处理装置的作用过程包括图像的采集、DSP中央处理和无线传输三个部分。如图3所示，该装置内部数字图像处理系统结构以DSP为核心，采用模块化一体化的设计思想，系统整体主要由图像采集模块、图像处理模块、存储模块、无线传输和JTAG仿真模块构成。其中，除图像处理模块外，其余为外围部分，这些电路有CMOS图像采集电路、A/D解码器电路、RAM图像缓存电路、FLASH存储模块电路、无线发送电路和JTAG接口电路。侦察信息由CMOS摄像头采集之后，经过A/D解码芯片将模拟的视频或者图像信号转换成系统后端所要求的数字信号。在系统中，就是将模拟的NTSC、PAL制式信号转换成数字信号。数字图像信号首先图像缓存RAM中，然后DSP从图像缓存中获取图像数据进行各种方式的处理并打包，并将打包的数字图像放到后端图像缓存RAM中，最后经过无线传输模块将处理之后的数字图像发送出去。整个系统的用电来自电源；为确保系统达到稳定、可靠、安全的要求，必须为系统内各模块提供稳定的电压。对整个系统而言，需要用到的电压源信号分别5V、3.3V和1.9V三种。在此，为系统选用TI公司生产的DSP专用的电源管理芯片TPS767D301双端输出电源转换芯片供电，其功能是将输入的5V电源电压分别转换为DSP芯片内核和片内外设及外部模块所需的3.3V和1.9V电压。该芯片充分考虑了 DSP芯片功耗高、电流大的特点，可以充分保证DSP芯片及整个系统功耗对电流的要求。通过装置上所载有的CMOS镜头完成图像采集，再将所采集的图像数据传到电路板中的DSP中央处理模块，再将处理后的数据传入无线发射模块，无线发射模块将图像数据发送给一定范围内的匹配的PDA手持设备，达到图像侦察的目的。整个系统由电源供电完成。弹体总长度195mm、头部I的尺寸为25mm、圆柱部为长120mm*直径35_40mm的圆柱体、顶置平板翼2的尺寸为180*20mm，尾部9上电池舱6尺寸为直径5mm *长5mm ;摄像孔3、16的半径为3.8mm ;发射装置接口 8为直径8mm*长IOmm的圆柱状。
权利要求
1.一种抛射型图像采集及无线传输装置，其特征是包括头部、圆柱部、尾部、顶置平板翼、尾翼、数字图像处理装置、电源和天线；头部为圆锥型头部，在圆锥底部设有连接螺纹，圆柱部内部设有用于安置数字图像处理装置的空腔，圆柱部腹部设有两个前后交错并互成九十度的摄像孔；尾部为卵形结构，内部为空腔，空腔前端为圆柱体状电池舱，末端为用于承受发射装置提供的发射动力的发射装置接口，发射装置接口为圆柱状；顶置平板翼通过螺钉固定连接在圆柱部上；天线安装于圆柱部和尾部的连接部；电源安装于位于尾部的电池舱内；数字图像处理装置包括DSP中央处理模块、无线发射模块和两个图像采集模块；DSP中央处理模块以TMS320F28335数字信号处理器为核心部件，该TMS320F28335数字信号处理器是TI公司生产的基于C2000内核32位浮点型实时数字信号处理及微控制芯片，其主频最高150MHz，浮点运算的最快处理速度300MFL0PS ;无线发射模块为2.4GHzISM无线发射模块，是挪威Nordic公司设计的2.4GHz低成本射频发射芯片NRF24L01 ;封装形式为4mmX4mmQFN20 ；图像采集模块由图像传感器及摄像头、图像高速缓存芯片和输出电源转换芯片构成；两个摄像头安装在圆柱部腹部的摄像孔内；图像高速缓存芯片选用Aeroloqic公司开发的AL422B图像高速缓存芯片，其内部动态随机存储空间为3M位，存储方式采用FIFO入先出模式，存储空间按393216字节X 8位的方式配置，输入输出的数据位数为8位，芯片内置多级缓存，最高的工作频率50MHz ;输出电源转换芯片选用TI公司生产的DSP专用的电源管理芯片TPS767D301双端输出电源转换芯片，其功能是将输入的5V电源电压分别转换为DSP芯片内核和片内外设及外部模块所需的电压。
2.如权利要求1所述的抛射型图像采集及无线传输装置，其特征是图像传感器选用美国Omnivision公司开发的型号为0V7670的30万像素CMOS数字图像传感器，摄像头为配套的CMOS摄像头。
3.如权利要求1所述的抛射型图像采集及无线传输装置，其特征是发射装置接口采用可抗高强度冲击的材料制成。
全文摘要
一种抛射型图像采集及无线传输装置，其目的是远距离采集传输图像，具有一定飞行距离，价格低廉；本发明包括头部、圆柱部、尾部、顶置平板翼、尾翼、数字图像处理装置、电源和天线；头部为圆锥型头部，圆柱部内部设有用于安置数字图像处理装置的空腔，圆柱部腹部设有两个前后交错并互成九十度的摄像孔；尾部为卵形结构，内部为空腔，空腔前端为圆柱体状电池舱，末端为用于承受发射装置提供的发射动力的发射装置接口，发射装置接口为圆柱状；顶置平板翼通过螺钉固定连接在圆柱部上；天线安装于圆柱部和尾部的连接部；电源安装于位于尾部的电池舱内；数字图像处理装置包括DSP中央处理模块、无线发射模块和两个图像采集模块。
文档编号H04N7/18GK103118244SQ20131002646
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者曹红松, 杜烨, 沈冠军, 钟迪春, 毛泽华, 白福明 申请人:中北大学