一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，包括红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块、摄像头、PC机；其中，红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块和摄像头顺次电联，摄像头、PC机和选择开关顺次电联。本分区域红外导引智能旋转光学摄像系统能够选择自动/人工模式；在自动模式下，利用红外线设备对建筑物内各个区域的人群密度进行探测，从而自动控制摄像头旋转，使其对准人员密集的区域进行拍摄。在大的监控场景中，如果在不同位置安装本系统摄像头，则当场景中某一区域人员密集时，会有多个摄像头自动对准该区域进行拍摄，从而在降低了人力资源损耗的同时，有效地解决了视频监控中的目标遮挡问题。
【专利说明】一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于视频监控【技术领域】，具体涉及一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统。
【背景技术】
[0002]在视频监控场景中，目标之间往往会发生相互遮挡，尤其是在人群密集的区域，这严重影响到了监控人员对目标的识别与监测。利用多摄像机从不同角度对同一区域进行协同拍摄，是解决这一问题的有效方法。
[0003]然而，在大的监控场景中，安装多台角度固定的摄像机对同一区域进行重叠拍摄显然降低了摄像机的利用率，增加了监控系统的成本；如果均匀地安装普通云台摄像机，则需要监控人员对屏幕进行实时监测，发现目标遮挡严重的区域时控制云台摄像机旋转，从而形成对该区域的协同拍摄，显然，这一方法又浪费了人力资源。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，可以依据建筑物内各区域的人群密度而自动旋转摄像头，使其对准人员密集的区域进行拍摄，在免除监控人员手动操作的情况下，形成多个摄像头对人员密集区域的多方位拍摄，从而解决监控过程中的目标遮挡问题。
[0005]技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，包括红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块、摄像头、PC机；其中，红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块和摄像头顺次电联，摄像头、PC机和选择开关顺次电联；
[0007]所述红外对射模块包括两对以上的主动红外发射器和被动红外接收器；所述主动红外发射器均匀分布地安装在建筑物地面各个区域的地板接缝处；所述被动红外接收器与各个主动红外发射器垂直对应地安装在建筑物顶端；
[0008]所述DSP控制模块包括两个以上的EM78P153单片机、一个TMS320VC5420DSP芯片；所述EM78P153单片机数量与建筑物所分区域的数量相等，并分别与各个区域的被动红外接收器相连；所述TMS320VC5420DSP芯片与各EM78P153单片机的PWM输出引脚相连；所述TMS320VC5420DSP芯片还与选择开关连接。
[0009]工作原理:本实用新型分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，PC机与摄像头以及选择开关相连，用以显示监控画面，并根据需求对云台旋转模块进行人工操作；选择开关与DSP控制模块以及PC机相连，通过PC机对其进行控制，用以选择自动/人工模式，操作人员可通过选择开关将DSP控制模块与云台旋转模块断开，继而通过PC机对云台旋转模块进行人工操作；主动红外发射器，用以发射红外线光束，被动红外接收器，用以接收红外线光束；DSP控制模块包括两个以上的EM78P153单片机、一个TMS320VC5420DSP芯片，使用时，建筑物被划分为数个区域，EM78P153单片机数量与建筑物所分区域的数量相等；EM78P153单片机，用以对相应区域内处于“遮断”状态下的被动红外接收器数目进行统计，并依此输出不同占空比的PWM波形；TMS320VC5420DSP芯片与各EM78P153单片机的PWM输出引脚相连，用以根据不同的PWM波形比较各区域内“遮断”状态下的被动红外接收器数目，得到人员密集区域，并对云台旋转模块发送预调角度信息。
[0010]优选，主动红外发射器外加盖有钢化玻璃保护罩。这样可对主动红外发射器起到很好的保护作用。
[0011]优选，所述云台旋转模块包括一个MSP430F449单片机、一个水平步进电机、一个垂直步进电机；所述MSP430F449单片机与选择开关相连；所述水平步进电机与MSP430F449单片机的水平控制PWM输出引脚相连；所述垂直步进电机与MSP430F449单片机的垂直控制PWM输出引脚相连；所述水平步进电机和垂直步进电机均与摄像头连接。
[0012]上述MSP430F449单片机与选择开关相连，用以进行差值运算得到步进电机需旋转方向与角度，并输出不同占空比的PWM波形；上述水平步进电机与MSP430F449单片机的水平控制PWM输出引脚相连，用以驱动摄像头水平方向旋转；上述垂直步进电机与MSP430F449单片机的垂直控制PWM输出引脚相连，用以驱动摄像头垂直方向旋转。
[0013]优选，所述EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机、水平步进电机、垂直步进电机和摄像头均安装在绝缘外壳内。这样可进一步起到防护作用。
[0014]优选，所述绝缘外壳包括上空盒、下空盒；所述上空盒通过螺丝固定于建筑物顶端，上空盒内部安装EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机和水平步进电机；所述下空盒内部安装垂直步进电机和摄像头。
[0015]进一步优选，所述绝缘外壳的上空盒和下空盒通过水平步进电机的螺杆连接；所述螺杆上装有连接片，通过螺丝将下空盒固定于连接片上。
[0016]优选，所述摄像头通过以太网接口与PC机相连，用以拍摄监控画面，并将其发送给PC机。
[0017]本申请未特别说明的技术均参照现有技术。
[0018]本实用新型相对于现有技术的有益效果:本分区域红外导引智能旋转光学摄像系统能够选择自动/人工模式；在自动模式下，利用红外线设备对建筑物内各个区域的人群密度进行探测，从而自动控制摄像头旋转，使其对准人员密集的区域进行拍摄。在大的监控场景中，如果在不同位置安装本系统摄像头，则当场景中某一区域人员密集时，会有多个摄像头自动对准该区域进行拍摄，从而在降低了人力资源损耗的同时，有效地解决了视频监控中的目标遮挡问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型分区域红外导引智能旋转光学摄像系统的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型的红外对射模块安装示意图；
[0021]图3为本实用新型的绝缘外壳装置结构图；
[0022]图中，I为建筑物，2为主动红外发射器，3为被动红外接收器，4为上空盒，5为下空盒，6为螺杆，7为连接片，8为水平步进电机，9为垂直步进电机，10为摄像头。
【具体实施方式】
[0023]为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0024]下述某一元件与另一元件“相连”时，它可以直接连接或耦接到另一元件，或者也可以存在中间元件，这是本领域技术人员的常识。此外，这里使用的“连接”或“耦接”也包括无线连接或耦接。
[0025]如图1所示的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，包括红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块、摄像头10、PC机；
[0026]如图2所示，本实用新型将建筑物I内地面面积分为若干个不同的区域，红外对射模块包括多对主动红外发射器2和被动红外接收器3 ;主动红外发射器2均匀分布地安装在建筑物I地面各个区域的地板接缝处，加盖钢化玻璃保护罩予以保护，用以发射红外线光束；被动红外接收器3与各个主动红外发射器2垂直对应的安装在建筑物I顶端，用以接收红外线光束。当被动红外接收器3正常接收红外线光束时，其呈现“接收”状态；当有人遮断红外线光束时，其呈现“遮断”状态。据此，如果某一区域内多个被动红外接收器3呈现“遮断”状态，则说明该区域人员密集；反之，则说明该区域人员稀疏。
[0027]DSP控制模块包括多个EM78P153单片机、一个TMS320VC5420DSP芯片；各EM78P153单片机分别与各个区域的被动红外接收器3相连，EM78P153单片机数量与建筑物I所分区域的数量相同，用以对相应区域内处于“遮断”状态下的被动红外接收器3数目进行统计，并根据“遮断”数目输出不同占空比的PWM波形；TMS320VC5420DSP芯片与各EM78P153单片机的PWM输出引脚相连，其片内存储器中存储有预调角度列表，该列表记录摄像头10对准各个不同区域拍摄时所对应的水平角度和垂直角度。TMS320VC5420DSP芯片可依据各个不同的PWM波形得到各区域内“遮断”状态下被动红外接收器3数目，得知人员最密集区域，从而通过预调角度列表获取摄像头10对准该区域进行拍摄时所需的预调角度信息(包括水平角度和垂直角度)，向云台旋转模块发送预调角度信息。
[0028]选择开关与DSP控制模块以及PC机相连，通过PC机对其进行控制。操作人员可通过选择开关将DSP控制模块与云台旋转模块断开，继而通过PC机对云台旋转模块进行人工操作。
[0029]云台旋转模块包括一个MSP430F449单片机、一个水平步进电机8、一个垂直步进电机9。MSP430F449单片机与选择开关相连，其存储器中记录有摄像头10当前角度信息(包括水平角度和垂直角度)。当MSP430F449单片机接收到预调角度信息时，将其与当前角度信息作差，获得步进电机所需旋转的方向和角度，并依此输出不同占空比的PWM波形，同时更新存储器内摄像头10当前角度信息。水平步进电机8与MSP430F449单片机的水平控制PWM输出引脚相连，其根据不同的PWM波形进行不同方向和角度的旋转，从而驱动摄像头10水平方向旋转；垂直步进电机9与MSP430F449单片机的垂直控制PWM输出引脚相连，其根据不同的PWM波形进行不同方向和角度的旋转，从而驱动摄像头10垂直方向旋转。
[0030]摄像头10通过以太网接口与PC机相连，用以拍摄监控画面，并将其发送给PC机；
[0031]PC机与摄像头10以及选择开关相连，用以显示监控画面，并根据需求对云台旋转模块进行人工操作。
[0032]上述EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机、水平步进电机8、垂直步进电机9、摄像头10均安装在绝缘外壳内。
[0033]如图3所示，上述绝缘外壳包括上空盒4、下空盒5。上空盒4通过螺丝固定于建筑物I顶端，内部安装EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机、水平步进电机8 ;下空盒5内部安装垂直步进电机9、摄像头10。上空盒4和下空盒5通过水平步进电机8的螺杆6相连接。螺杆6上装有连接片7，通过螺丝将下空盒5固定于连接片7上。当水平步进电机8的螺杆6旋转时，其带动整个下空盒5旋转，从而使得摄像头10水平方向旋转。
[0034]以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:包括红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块、摄像头(10)、PC机；其中，红外对射模块、DSP控制模块、选择开关、云台旋转模块和摄像头(10)顺次电联，摄像头(10)、PC机和选择开关顺次电联; 所述红外对射模块包括两对以上的主动红外发射器(2)和被动红外接收器(3);所述主动红外发射器(2)均匀分布地安装在建筑物(I)地面各个区域的地板接缝处；所述被动红外接收器(3)与各个主动红外发射器(2)垂直对应地安装在建筑物(I)顶端； 所述DSP控制模块包括两个以上的EM78P153单片机、一个TMS320VC5420DSP芯片；所述EM78P153单片机数量与建筑物(I)所分区域的数量相等，并分别与各个区域的被动红外接收器⑶相连；所述TMS320VC5420DSP芯片与各EM78P153单片机的PWM输出引脚相连；所述TMS320VC5420DSP芯片还与选择开关连接。
2.如权利要求1所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述主动红外发射器(2)外加盖有钢化玻璃保护罩。
3.如权利要求1或2所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述云台旋转模块包括一个MSP430F449单片机、一个水平步进电机(8)、一个垂直步进电机(9);所述MSP430F449单片机与选择开关相连；所述水平步进电机(8)与MSP430F449单片机的水平控制PWM输出引脚相连；所述垂直步进电机(9)与MSP430F449单片机的垂直控制PWM输出引脚相连；所述水平步进电机⑶和垂直步进电机(9)均与摄像头(10)连接。
4.如权利要求3所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机、水平步进电机⑶、垂直步进电机(9)和摄像头(10)均安装在绝缘外壳内。
5.如权利要求4所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述绝缘外壳包括上空盒(4)、下空盒(5);所述上空盒(4)通过螺丝固定于建筑物(I)顶端，上空盒⑷内部安装EM78P153单片机、TMS320VC5420DSP芯片、MSP430F449单片机和水平步进电机⑶；所述下空盒(5)内部安装垂直步进电机(9)和摄像头(10)。
6.如权利要求5所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述绝缘外壳的上空盒(4)和下空盒(5)通过水平步进电机(8)的螺杆(6)连接；所述螺杆(6)上装有连接片(7)，通过螺丝将下空盒(5)固定于连接片(7)上。
7.如权利要求1或2所述的分区域红外导引智能旋转光学摄像系统，其特征在于:所述摄像头(10)通过以太网接口与PC机相连，用以拍摄监控画面，并将其发送给PC机。
【文档编号】H04N7/18GK204190875SQ201420652774
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】侯江岩, 王慧斌, 李臣明, 沈洁 申请人:河海大学