一种室内高清视频采集球机的制作方法

本实用新型涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种室内高清视频采集球机。

背景技术：

球机(Speed Dome，高速半球机)，是一种能能够通过指令控制，采集半个球面范围内任何一点图像的设备。在视频采集发展初期，如果召开会议需要做会议记录，必须请专业人士来进行视频会议记录，如果自行购买一台录像设备，一来价格高昂，二来需要配备专业人士进行操作，成本高昂，并且录像设备和辅助设备笨重，不利于保存和移动，且做不到随时可以使用。随着电脑科技的发展，录像软件的专业化和高清化，使得操作界面人人都可以学会，因此迫切需要能够有一个低成本，易于安装，能通过指令控制的视频采集单元。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种室内高清视频采集球机，易于安装，能通过指令进行控制。本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

一种室内高清视频采集球机，包括底座、支架和摄像头；

所述底座包括控制电路板和第一电机，所述第一电机与所述控制电路板连接；

所述支架安装在所述底座上，且与所述第一电机连接；所述第一电机被配置为在所述控制电路板的控制下驱动所述支架绕所述第一电机的转动轴心转动；

所述摄像头包括机芯和第二电机，所述第二电机固定在所述支架上，且与所述控制电路板连接；所述第二电机被配置为在所述控制电路板的控制下驱动所述机芯绕所述第二电机的转动轴心转动；

所述第一电机的转动轴心与所述第二电机的转动轴心垂直。

优选地，所述控制电路板包括主控模块、视频处理模块、电机驱动模块；

所述主控模块与所述视频处理模块和电机驱动模块连接，所述电机驱动模块与所述第一电机和第二电机连接；

所述主控模块被配置为控制所述视频处理模块进行图像处理，以及通过所述电机驱动模块控制所述第一电机和第二电机的运转。

优选地，所述视频处理模块包括：微控制器、图像处理芯片、LVDS转换芯片、SDI编码器、YUV接口、HDMI接口、VBS接口和SDI接口；

所述微控制器被配置为从所述主控模块接收对所述图像处理芯片和所述SDI编码器的配置指令，并根据所述配置指令对所述图像处理芯片和所述SDI编码器进行配置；

所述LVDS转换芯片被配置为从所述机芯接收LVDS格式的视频信号，并将所述LVDS格式的视频信号转换为数字视频信号；

所述图像处理芯片被配置为从所述LVDS转换芯片接收所述数字视频信号，以及将所述数字视频信号编码为YUV信号，并通过所述YUV接口将所述YUV信号输出，或将所述数字视频信号编码为DVI信号，并通过所述HDMI接口将所述DVI信号输出，或将所述数字视频信号编码为VBS信号，并通过所述VBS接口将所述VBS信号输出，或将所述数字视频信号发送到所述SDI编码器；

所述SDI编码器被配置为将从所述图像处理芯片接收到的数字视频信号编码为SDI信号，并通过所述SDI接口将所述SDI信号输出。

优选地，所述主控模块包括主控芯片以及与所述主控芯片分别连接的串行数据接口、红外信号接收器和电源接口；所述主控芯片分别与所述微控制器和电机驱动模块连接。

优选地，所述底座上开设有第一开口，所述YUV接口、HDMI接口、VBS接口和SDI接口的位置与所述第一开口对应。

优选地，所述摄像头还包括机芯座、机芯外壳；

所述机芯座安装在所述支架上，所述机芯安装在所述机芯座内，所述机芯外壳安装在所述机芯座外表面，所述第二电机通过驱动所述机芯座绕所述第二电机的转动轴心转动，从而带动所述摄像头整体绕所述第二电机的转动轴心转动。

优选地，所述机芯外壳包括相互配合的上壳和下壳，所述下壳安装在所述机芯座的下表面，所述上壳安装在所述机芯座的上表面，且与所述下壳配合地盖设在所述下壳上。

优选地，所述底座还包括底壳、连接板和支撑板；

所述连接板与所述底壳配合地安装在所述底壳上，所述支撑板通过所述连接板固定安装在所述底壳上，所述支撑板与所述底壳之间形成所述底座的内部空间；

所述第一电机位于所述内部空间内，安装在所述支撑板的下表面上；

所述控制电路板位于所述内部空间内，安装在所述底座上；

所述支架安装在所述支撑板的上表面。

优选地，所述底座上开设有第二开口，所述控制电路板上安装有LED显示屏，所述LED显示屏位于所述第二开口中。

与现有技术相比，本实用新型提供的室内高清视频采集球机仅包括底座、支架和摄像头，结构紧凑，成本低廉，易于安装和携带，通过这样一台结构紧凑、成本低廉的视频采集球机就可实现摄像头角度调整、视频采集和投影，同时方便携带运输，随接随用，方便实用。

附图说明

图1：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的主视图；

图2：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的俯视图；

图3：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的仰视图；

图4：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的摄像头的分解结构示意图；

图5：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的支架结构示意图；

图6：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的底座结构示意图；

图7：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的显示屏结构示意图；

图8：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的电路板和端子面板结构示意图；

图9：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的后视图；

图10：本实用新型实施例提供的室内高清视频采集球机的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。应注意到：在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1至图7所示为实施例1提供的室内高清视频采集球机(下文简称“球机”)的相关结构示意图。结合图1至图7所示，该球机包括底座3、支架2和摄像头1。底座3包括控制电路板305和第一电机302，第一电机302与控制电路板305连接。支架2安装在底座3上，且与第一电机302连接。第一电机302被配置为在控制电路板305的控制下驱动支架2绕第一电机302的转动轴心转动。摄像头1包括机芯101和第二电机103，第二电机103固定在支架2上，且与控制电路板305连接。机芯101可采集视频图像，从而提供一种数字格式的原始视频，可以通过控制指令对采集的视频图像的参数进行调整，通过放大缩小指令，获得不同距离的特写和全景画面，同时，机芯101还提供功能强大的自动对焦及变焦功能，可在控制电路板305的控制下实现自动对焦、变焦等。第二电机103被配置为在控制电路板305的控制下驱动机芯101绕第二电机103的转动轴心转动。第一电机302的转动轴心与第二电机103的转动轴心垂直。这样可使摄像头1运动到底座3上方的一个半球面上的任意一点位置，通过将球机安装到合适位置就可以对需要监控的范围实现全方位的视频监控。

如图10所示，本实施例中，控制电路板305包括主控模块317、视频处理模块308和电机驱动模块322。主控模块317与视频处理模块308和电机驱动模块322连接，电机驱动模块322与第一电机302和第二电机103连接。主控模块317被配置为控制视频处理模块308进行图像处理，以及通过电机驱动模块322控制第一电机302和第二电机103的运转。电机驱动模块322可通过脉冲驱动第一电机302和第二电机103，从而驱动摄像头1进行定位，按预定速度运行、复位、返回初始位置等动作。通过第一电机302可驱动支架2实现340度的圆周旋转，通过第二电机103可驱动摄像头1实现120度的俯仰角度调节，同时，由于第一电机302和第二电机103的转动轴心相互垂直，因此，通过控制第一电机302和第二电机103可驱动摄像头1定位到一个半球内的任意位置，只要将摄像头1安装在合适位置就可以实现对监控范围的全方位覆盖。第一电机302和第二电机103都带有减速齿轮，通过减速齿轮驱动支架2及摄像头1实现平滑运动。

视频处理模块308主要负责将单一的图像格式，转换成各种视频接口类型的格式，同时支持osd(on-screen display,屏幕菜单式调节方式)功能，可将屏幕菜单叠加到视频图像上。视频处理模块308包括：微控制器316、图像处理芯片314、LVDS转换芯片315、SDI编码器313、YUV接口309、HDMI接口310、VBS接口311和SDI接口312。其中：

微控制器316被配置为从主控模块317接收对图像处理芯片314和SDI编码器313的配置指令，并根据配置指令对图像处理芯片314和SDI编码器313进行配置。微控制器316可采用型号为stm32f103cbt6的微控制器，可接收核心控制的指令，完成对图像处理芯片314以及SDI编码器313的配置，且提供osd指令，转化为视频处理模块308的osd功能。

LVDS转换芯片315被配置为从机芯101接收LVDS格式的视频信号，并将LVDS格式的视频信号转换为数字视频信号。

图像处理芯片314被配置为从LVDS转换芯片315接收数字视频信号，以及将数字视频信号编码为YUV信号，并通过YUV接口309将YUV信号输出，或将数字视频信号编码为DVI信号，并通过HDMI接口310将DVI信号输出，或将数字视频信号编码为VBS信号，并通过VBS接口311将VBS信号输出，或将数字视频信号发送到SDI编码器313。YUV信号、DVI信号、VBS信号都是由图像处理芯片314直接输出的，图像处理芯片314可采用型号为mdin380的图像处理芯片314。

SDI编码器313被配置为将从图像处理芯片314接收到的数字视频信号编码为SDI信号，并通过SDI接口312将SDI信号输出。SDI编码器313可采用型号为gv7600的编解码器，可将图像处理芯片314输出的数字视频信号编码为高清的SDI信号。

主控模块317包括主控芯片321以及与主控芯片321分别连接的串行数据接口318、红外信号接收器319和电源接口320，通过串行数据接口318、红外信号接收器319等可实现控制命令的接收。通过串行数据接口318(如RS232、RS422、RS485等)可实现控制命令的有线接收，例如接收PC端的控制命令；通过红外信号接收器319可实现控制命令的无线接收，例如接收遥控器的控制命令。主控芯片321接收到控制命令后可通过微控制器316和电机驱动模块322，分别对视频处理模块308和各电机等实现控制，从而实现对球机的相关控制。主控芯片321还提供机芯101和电机驱动模块322的参数设置和运行控制，完成监控的各种路径编辑和运行。此外在控制电路板305上还设置有拨码开关，可实现控制命令接收方式的选择、红外地址选择等。

图4所示为摄像头1的分解结构示意图。参考图4，摄像头1还包括机芯座102和机芯外壳。机芯座102安装在支架2上。根据图中箭头所示，机芯101安装在机芯座102内，机芯外壳安装在机芯座102外表面，第二电机103通过驱动机芯座102绕第二电机103的转动轴心转动，从而带动摄像头1整体绕第二电机103的转动轴心转动。机芯外壳包括相互配合的上壳104和下壳105，下壳105安装在机芯座102的下表面，上壳104安装在机芯座102的上表面，且与下壳105配合地盖设在下壳105上。另外，摄像头1还可进一步包括用于盖设于机芯101的镜头上的镜头盖，对镜头起到保护作用。

如图5所示，支架2为U型支架，机芯座102安装在U型支架2上。U型支架2包括U型支架2本体201和分别盖在U型支架2本体201左右两侧的第一支架盖202和第二支架盖203，以及若干用于将机芯座102和第二电机103固定安装在U型支架2上的连接件(图5中未被标注的那些独立部件)。

如图6所示，底座3还包括底壳304、连接板303和支撑板301，连接板303与底壳304配合地安装在底壳304上，支撑板301通过连接板303固定安装在底壳304上，支撑板301与底壳304之间形成底座3的内部空间。述第一电机302位于内部空间内，安装在支撑板301的下表面上。控制电路板305位于内部空间内，安装在底座3上。如图1所示，支架2安装在支撑板301的上表面。

底座3上开设有第一开口，YUV接口309、HDMI接口310、VBS接口311和SDI接口312的位置与第一开口对应。如图8、图9所示，在底座3的第一开口处可安装一个端子面板306，YUV接口309、HDMI接口310、VBS接口311和SDI接口312等可穿过该端子面板306，从而伸出底座3外，便于连接相关视频传输线。底座3上还开设有第二开口，控制电路板305上安装有LED显示屏307(图1、图2所示)，LED显示屏307(分解结构如图7所示)位于第二开口中，LED显示屏307上可显示球机的相关状态等信息。如图3所示，底座3底部还开设有安装孔323，通过安装孔323可将球机安装在天花板或墙壁上。

该球机具有的优点可总结如下：

可快速到达目标点；可提供高清晰度流畅画面；可遥控，从而免除了高空安装临时切换带来的麻烦；多种视频接口类型，能满足市面上多种终端设备的视频采集需求；主控芯片321内置有多种运动控制程序，既能满足普通的视频获取，也能满足室内监控功能；采用一体化设计，成本低，易于携带和固定安装；通过指令控制运动，大大提高了图像获取的灵活性和准确性。

该球机工作流程举例如下：

系统上电后，球机执行复位，复位完成后，摄像头1运行到指定位置或者默认位置。通过遥控器，可以很方便的使用菜单对球机进行控制(上、下、左、右控制，快速变焦、慢速变焦、手动聚焦、复位、归零、设置预置位、调用预置位、清除预置位、视频输出格式调整)以及对各项参数进行调整(球机内置简单易懂的菜单界面，进入系统设置菜单可对指令通讯格式、通讯波特率、操作显示开关、系统时钟等进行调整)。进入摄像机设置菜单可对视频的所有参数进行调整。进入云台设置菜单可对云台(球机中用于安装和支撑摄像头并控制摄像头运动的结构总成)的速度比、最高速度等进行调整，也可以对运动轨迹进行编程，使球机能实现水平扫描、垂直扫描、两点扫描、多点扫描、自学习路径扫描等多种室内监控功能，还可以设置看守位，使得球机在临时撤防后或者断电重启后，继续执行原来的监控轨迹。球机也可以通过多种协议进行指令控制，通过控制指令，可以对球机的各项参数进行调整，也可以控制球机进行左右上下、变焦、聚焦、预置位等动作，并且使用指令控制，可以很灵活的控制以上动作的速度，使得运动轨迹可以根据预设来运行，从而在视频监控、会议录像、教学跟踪等领域有更完美的表现。

最后应说明的是：上述各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。