基于麦克风阵列的自动定向监控云台的制作方法

本发明涉及基于麦克风阵列的自动定向监控云台，属于监控技术领域。

背景技术：

目前，监控摄像机在我们工作和生活中起到越来越重要的作用。在公共场所设置监控或者安防摄像头，可以起到提前预防的作用，对犯罪分子有威慑和警示的作用，也可以为事后追踪提供线索，为案件侦破提供有力证据，同时对欲行不轨的小人起到威慑作用。对于监控区域比较大的场合，固定朝向的摄像头只能拍摄一个方向的区域，即使设置在边缘的地方，也会有很大的盲区。而采用巡检方式的云台摄像机，也会在旋转过程中，留下大片的盲区。这些盲区会给犯罪分子留下可乘之机，也就错失了重要的侦破线索。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，提供基于麦克风阵列的自动定向监控云台，根据音频信号的幅值强度判断监控方向，实现单个云台摄像机对大面积场所无死角全覆盖监控。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于麦克风阵列的自动定向监控云台，包括可实现360度旋转的云台，所述的云台上设置摄像头，所述的摄像头四周设置照明光源，所述的云台内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置包括进行集中控制的处理器，所述的处理器与所述的摄像头连接，还包括与所述的处理器连接的wifi模块、麦克风阵列和云台驱动电路，所述的wifi模块通过无线wifi网络连接云端后台服务程序，所述的麦克风阵列包括设置在所述的云台四个相互垂直的方向上的四个麦克风，用于采集声音信号以识别需要监控的方向，所述的云台驱动电路用于驱动所述的云台旋转，还设置电源电路和补光电路，所述的电源电路输出照明电源和所述的电子控制装置的其他电路提供适配电源，所述的补光电路用于在低照度情况下，自动打开所述的照明光源，所述的处理器内部设置自动定向监控方法，所述的自动定向监控方法包括以下步骤：

(1)、声音信号采集：所述的处理器采集所述的麦克风阵列的输出音频信号sⁱk，iϵ{0,1,2,3}，k=0,1,2,3...,sⁱk为设置在所述的云台的90º*i方向上的麦克风在第k次测量时输出的音频信号；

(2)、信号幅值比较：所述的处理器计算音频信号的强度值vⁱ=，其中n为计算区间，进行数值比较得到强度值的最大值v^imax；

(3)、云台定向：所述的处理器通过所述的云台驱动电路将所述的摄像头指向90º*imax的方向，所述的摄像头进行采集图像,并进行存储。

所述的补光电路设置起到开关作用的nmos管，所述的nmos管的漏极连接所述的照明光源，所述的照明光源另一端连接所述的电源电路，并在漏极与所述的照明光源之间并联分压电阻，所述的nmos管的源极接地，门极和源极之间并联感光电阻和滤波电容。

本发明的有益效果主要表现在：1，设置麦克风阵列采集现场音频信号，根据幅值强度大小，选择监控方向，实现单个云台摄像机对大面积场所无死角全覆盖监控；2，根据环境照度情况，自动补光，保证良好的监控效果。

附图说明

图1是本发明的外观图；

图2是本发明的控制原理框图；

图3是本发明的补光电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参照图1-3，基于麦克风阵列的自动定向监控云台，包括可实现360度旋转的云台9，所述的云台9上设置摄像头2，所述的摄像头2四周设置照明光源6。所述的云台9可以带动所述的摄像头2实现360旋转，从而进行全向监控，所述的照明光源6在光照不足的情况进行补光。

所述的云台9内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置包括进行集中控制的处理器1，所述的处理器1与所述的摄像头2连接，可以获取所述的摄像头2拍摄的图像及视频。

还包括与所述的处理器1连接的wifi模块5、麦克风阵列3和云台驱动电路4。所述的wifi模块5通过无线wifi网络连接云端后台服务程序，可以上传视频及接收指令；所述的麦克风阵列3包括设置在所述的云台9四个相互垂直的方向上的四个麦克风，用于采集声音信号以识别需要监控的方向，指导所述的云台9进行旋转，获得最佳的监控效果；所述的云台驱动电路4用于驱动所述的云台9旋转。

还设置电源电路7和补光电路8，所述的电源电路7输出照明电源和所述的电子控制装置的其他电路提供适配电源，所述的补光电路8用于在低照度情况下，自动打开所述的照明光源6。

所述的补光电路8设置起到开关作用的nmos管12，所述的nmos管12的漏极连接所述的照明光源6，所述的照明光源6另一端连接所述的电源电路7，并在漏极与所述的照明光源6之间并联分压电阻10，所述的nmos管12的源极接地，门极和源极之间并联感光电阻9和滤波电容11。当环境光照不足时，所述的感光电阻9的阻值增大，导致所述的nmos管12的门极端分压获得的电压增大，当电压超过所述的nmos管12门极的开启电压，则导通所述的照明光源6，进行补光。

所述的处理器1内部设置自动定向监控方法，所述的自动定向监控方法包括以下步骤：

(1)、声音信号采集：所述的处理器1采集所述的麦克风阵列3的输出音频信号sⁱk，iϵ{0,1,2,3}，k=0,1,2,3...,sⁱk为设置在所述的云台9的90º*i方向上的麦克风在第k次测量时输出的音频信号；

(2)、信号幅值比较：所述的处理器1计算音频信号的强度值vⁱ=，其中n为计算区间，进行数值比较得到强度值的最大值v^imax；

正向面对声源的麦克风获得最大的音频信号，并且音频信号为交流震荡信号，因此采用绝对值求和的方式计算强度值。优选的，计算区间n对应了声音信号的最长半周期。

(3)、云台定向：所述的处理器1通过所述的云台驱动电路4将所述的摄像头2指向90º*imax的方向，所述的摄像头2进行采集图像,并进行存储。

技术特征：

1.基于麦克风阵列的自动定向监控云台，包括可实现360度旋转的云台，所述的云台上设置摄像头，所述的摄像头四周设置照明光源，其特征在于：所述的云台内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置包括进行集中控制的处理器，所述的处理器与所述的摄像头连接，还包括与所述的处理器连接的wifi模块、麦克风阵列和云台驱动电路，所述的wifi模块通过无线wifi网络连接云端后台服务程序，所述的麦克风阵列包括设置在所述的云台四个相互垂直的方向上的四个麦克风，用于采集声音信号以识别需要监控的方向，所述的云台驱动电路用于驱动所述的云台旋转，还设置电源电路和补光电路，所述的电源电路输出照明电源和所述的电子控制装置的其他电路提供适配电源，所述的补光电路用于在低照度情况下，自动打开所述的照明光源，所述的处理器内部设置自动定向监控方法，所述的自动定向监控方法包括以下步骤：

(1)、声音信号采集：所述的处理器采集所述的麦克风阵列的输出音频信号sⁱk，iϵ{0,1,2,3}，k=0,1,2,3...,sⁱk为设置在所述的云台的90º*i方向上的麦克风在第k次测量时输出的音频信号；

(2)、信号幅值比较：所述的处理器计算音频信号的强度值vⁱ=，其中n为计算区间，进行数值比较得到强度值的最大值v^imax；

(3)、云台定向：所述的处理器通过所述的云台驱动电路将所述的摄像头指向90º*imax的方向，所述的摄像头进行采集图像,并进行存储。

2.如权利要求1所述的基于麦克风阵列的自动定向监控云台，其特征在于：所述的补光电路设置起到开关作用的nmos管，所述的nmos管的漏极连接所述的照明光源，所述的照明光源另一端连接所述的电源电路，并在漏极与所述的照明光源之间并联分压电阻，所述的nmos管的源极接地，门极和源极之间并联感光电阻和滤波电容。

技术总结
本发明公开一种基于麦克风阵列的自动定向监控云台，包括云台和所述的云台上的摄像头，所述的摄像头四周设置照明光源，所述的云台内部设置电子控制装置，所述的电子控制装置包括与所述的摄像头连接的处理器，还包括与所述的处理器连接的WiFi模块、麦克风阵列和云台驱动电路，所述的麦克风阵列包括设置在所述的云台四个相互垂直的方向上的四个麦克风，用于采集声音信号以识别需要监控的方向，还设置电源电路和感光电路，所述的感光电路用于在低照度情况下，自动打开所述的照明光源，所述的处理器内部设置自动定向监控方法，包括以下步骤：声音信号采集、信号幅值比较和云台定向。

技术研发人员：刘瑜
受保护的技术使用者：杭州晶一智能科技有限公司
技术研发日：2020.10.31
技术公布日：2021.01.12