一种料位追踪视频监测装置的制作方法

本实用新型属于监视测量领域，具体涉及一种料位追踪视频监测装置，尤其涉及各种封闭型固体料仓的监视测量领域。

背景技术：

目前，各生产厂家普遍存在料仓堵料、棚料、漏眼、板结等问题，因料仓为密闭容器，不易掌握仓内具体情况，不能保证原料正常供给，造成频繁地停机与维护，不仅增加了厂家的运行和维护成本，同时也存在着巨大的安全隐患，准确监视料仓内部具体情况并测量料仓内各点料位是解决这一问题的根本依据。

市场上针对这一问题的料位监控产品，分为视频监视系统和料位检测系统。对于视频监视系统，操作者只能通过监测视频判断料仓内部料位大致情况，无法掌握料仓内部各点料位高度数值，不能数字化控制料仓给料与停止。对于料位检测系统，操作者只能得到大致料位高度值，无法掌握料仓内部高低不平的实际料位情况，更无法得知具体发生问题的料位点。视频监视系统和料位检测系统均无法真实全面反映料仓内部实际料位情况，无法为解决料仓存在的问题提供直观合理的依据。

为消除安全隐患，节省运行维护成本，全面监测料仓内部实际料位情况，有必要开发出一款既能视频监视料仓内部情况又能智能追踪料位高度距离的料位追踪视频监测装置，从而保证料仓内部真实情况的全面掌握。

技术实现要素：

为解决料仓内部料位监测问题，本实用新型提出一种料位追踪视频监测装置，可以远程、真实、全面、可靠地监视料仓内部料位高度和原料在仓内的分布情况，并对具体点料位高度进行追踪。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

本实用新型提供一种料位追踪视频监测装置，其包括：云台（1）、测距模块（2）、摄像头（3）、倾角模块（4）、智能集成主板（5）、视频叠加模块（6）、录像显示装置（7），其中，

所述云台（1）通过控制电缆与录像显示装置（7）相连；

所述测距模块（2）固定安装在摄像头（3）的一侧，其内部包含光源，与智能集成主板（5）相连；

所述摄像头（3）是云台（1）的组成部分；

所述倾角模块（4）固定安装在摄像头（3）的另一侧，与智能集成主板（5）相连；

所述智能集成主板（5）由单片机、晶振电路、复位电路、电源模块、电平转换模块和TTL远传模块组成，一侧与测距模块（2）和倾角模块（4）相连，另一侧与视频叠加模块（6）相连；

所述视频叠加模块（6）是一种可以在复合视频信号中叠加中英文字符或图片信息的设备，一侧与摄像头（3）、智能集成主板（5）相连，另一侧与录像显示装置（7）相连；

所述录像显示装置（7）是一个集视频存储及显示、云台控制的用户终端，接收视频叠加模块（6）的视频信号并存储显示，与云台（1）相连。

本实用新型还提供一种料位追踪视频监测方法，其包括以下流程P：

P1：录像显示装置（7）与云台（1）通过控制电缆连接后，在录像显示装置（7）上设置通讯参数，完成录像显示装置（7）与云台（1）之间的通讯；

P2：通讯成功后，通过操作录像显示装置（7）中的 “上转”、“下转”、“左转”、“右转”、“停止”操作按钮，将动作信号传至云台（1）进行上转、下转、左转、右转控制；

P3：摄像头（3）和分别固定在其两侧的测距模块（2）和倾角模块（4）随云台（1）转动，全方位监测料仓内料位情况；

P4：在云台（1）旋转时，测距模块（2）、摄像头（3）、倾角模块（4）会与竖直方向产生同一角度值α，倾角模块（4）实时测量出角度值α并以TTL电平信号传送至智能集成主板（5）中的单片机I/O口；

P5：与P4同步，测距模块（2）的内部光源发出光信号至料仓中的料位上，产生光斑位置即为料位测量点，测距模块（2）通过光发射与反射时间来计算测距模块（2）与料位测量点间的距离L，并以TTL电平信号传送至智能集成主板（5）的接收端；

P6：智能集成主板（5）中的单片机通过内部程序将设定好的测距模块（2）距料仓底端高度值H、测距模块（2）测量得到的距离值L、倾角模块（4）测量的角度值α，通过公式h=H-L×cosα计算出料位测量点料位高度值h；

P7：与P6同步，智能集成主板（5）中的单片机根据设定好的仓内几何形状参数值制定出不同高度的标高线位置，并通过倾角模块（4）测量的角度值α实时调整标高线在视频中的相对位置；

P8：智能集成主板（5）中的单片机将测量点的料位高度值h与标高线相对位置以TTL电平信号传输至视频叠加模块（6）；

P9：视频叠加模块（6）接收摄像机（3）测得的实时视频信号与智能集成主板（5）发出的TTL信号，并将TTL信号处理为视频叠加信号叠加在实时视频信号中，将叠加后的视频信号通过视频电缆传输至录像显示装置（7），对视频进行录像存档并显示；

P10：录像显示装置（7）显示的画面包括料仓内部实时监测画面、测量点实时料位高度和标高线。

相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：

1.监控信息直观可靠，采用远程摄像头对料仓内部情况进行实时监视；

2.具有实时追踪测距功能，能在料仓视频上追踪定位具体点并准确显示料位；

3.具有标高线参考，根据摄像头角度调整标高线位置，使全方位料位信息更加直观。

4.测量点可随云台（1）上、下、左、右转动进行料位追踪，测量指定点的位置来判断料仓内是否发生堵料、棚料、漏眼、板结等问题。

5.标高线随摄像头（3）与竖直方向角度调整相对显示位置，实时准确地提供了料仓内料位的真实情况。

6.实现了既能视频监视料仓内部情况又能追踪反映定位点料位高度距离的料位追踪视频监测的功能，能够全面掌握料仓内部的真实情况。

附图说明

图1：一种料位追踪视频监测装置结构示意图。

图2：本实用新型的智能集成主板与各模块连接的电路原理图。

图中：1云台；2测距模块；3摄像头；4倾角模块；5智能集成主板；6视频叠加模块； 7录像显示装置。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的具体实施方式是：云台（1）安装在料仓内部顶端，在云台（1）内部，测距模块（2）和倾角模块（4）分别固定在摄像头（3）的两侧，随云台（1）转动，追踪监测料仓内各点的料位情况；现场实际测量得到测距模块（2）距料仓底端高度值H与料仓内部几何参数一并写入单片机程序；测距模块（2）的内部光源发出光信号在物料上产生光斑对测量点进行定位，测距模块（2）通过光发射与反射时间来计算测距模块（2）与料位测量点间的距离值L；倾角模块（4）测量测距模块（2）因随云台（1）旋转与竖直方向产生的角度值α；智能集成主板（5）与视频叠加模块（6）安装在料仓外部；测距模块（2）和倾角模块（4）通过通讯电缆与智能集成主板（5）通讯并分别传输测量信号，智能集成主板（5）中的单片机依据测距模块（2）距料仓底端高度值H，将距离信号L、角度信号α与料仓内部几何参数转换为对应测量点的料位高度信号h和标高线位置信号，统一传递至视频叠加模块（6）；摄像头（3）采集料仓内视频信号，视频信号反映料仓内实际料位情况与测距模块（2）通过光斑标注的测量点位置；摄像头（3）通过视频电缆将视频信号传递给视频叠加模块（6），视频叠加模块（6）将料位高度与标高线位置叠加在视频信号上，再通过视频电缆将叠加后的视频信号传递至控制室的录像显示装置（7）；录像显示装置（7）安装在集控室，显示在标高线的参照下的料仓内具体情况、光斑标注的测量点和测量点的料位高度；通过操作录像显示装置（7）上的“上转”、“下转”、“左转”、“右转”、“停止”操作按钮，发出控制信号控制云台（1）的旋转并改变视频监测范围与料位测量点定位，智能集成主板（5）通过料位距离信号L和测距模块（2）角度值α的变化来改变料位高度信号和标高线位置信号，并在录像显示装置（7）实时显示，实现了对料仓内部各点物料情况的视频监视与料位追踪实时监测。