一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，包括：視頻采集單元；輔助光源和本安電源；輔助光源，用于在外部低照度時，為視頻采集單元提供補(bǔ)充光源；本安電源，與視頻采集單元和輔助光源均連接，并用于為視頻采集單元提供電能，且用于在照度低于設(shè)定值時啟動輔助光源，并為其提供電能；視頻采集單元，包括：光學(xué)鏡頭，以及與光學(xué)鏡頭依次連接設(shè)置的MCCD圖像傳感器、數(shù)字信號處理器和視頻輸出。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種采集方法，采用MCCD傳感器結(jié)合紅外激光管作為輔助光源的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)全黑環(huán)境下的高清視頻采集，且符合本質(zhì)安全原理，設(shè)備整體功耗低、重量輕、體積小、成本低，維護(hù)簡便。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于視頻采集
，涉及。
技術(shù)介紹
近年來在礦井等環(huán)境比較暗的地方由于視頻監(jiān)控不到位，使得一些故障未能得到及時的發(fā)現(xiàn)而釀成事故，使用礦用低照度視頻采集設(shè)備能夠獲取低照度甚至全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，便于及時發(fā)現(xiàn)事故隱患點?，F(xiàn)有的礦用視頻采集設(shè)備體積大且笨重，現(xiàn)有使用的方案是CCD圖像傳感器結(jié)合陣列式紅外LED輔助照明，常常以增加紅外數(shù)量來獲取更清晰的視頻圖像，使得功耗加大且不易后期維護(hù)，此外價格也較為昂貴。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供，以解決在一些礦井的低照度甚至全黑環(huán)境下，采集到的視頻質(zhì)量不高的情況。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是，一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，包括:視頻采集單元；輔助光源和本安電源；輔助光源，用于在外部低照度時，為視頻采集單元提供補(bǔ)充光源；本安電源，與視頻采集單元和輔助光源均連接，并用于為視頻采集單元提供電能，且用于在照度低于設(shè)定值時啟動輔助光源，并為其提供電能；視頻采集單元，包括:光學(xué)鏡頭，以及與光學(xué)鏡頭依次連接設(shè)置的MCCD圖像傳感器、數(shù)字信號處理器和視頻輸出；其中，光學(xué)鏡頭，用于獲取外部環(huán)境圖像信息，并將圖像信息發(fā)送至MCXD圖像傳感器;MCCD圖像傳感器，用于接收光學(xué)鏡頭發(fā)送的圖像信息，并將圖像信息轉(zhuǎn)換成圖像電信號后，發(fā)送至數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器，用于接收MCXD圖像傳感器發(fā)送的圖像電信號，并將其轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號，并通過視頻輸出輸出。進(jìn)一步的，輔助光源為紅外激光管。進(jìn)一步的，紅外激光管發(fā)射的激光的波長為940nm。進(jìn)一步的，紅外激光管的激光發(fā)射端設(shè)有用于均勻擴(kuò)散激光光源的凹透鏡。進(jìn)一步的，凹透鏡的透光率為95%。進(jìn)一步的，本安電源包括用于啟動輔助光源并為其提供恒流源的驅(qū)動電路，驅(qū)動電路包括同步降壓-升壓恒流芯片XZ3442，芯片XZ3442通過第一接口插座連接輸入電壓正負(fù)極，芯片XZ3442通過第二接口插座和第四接口插座均連接有光敏電阻，芯片XZ3442通過第三接口插座連接輔助光源；兩個光敏電阻，為接入驅(qū)動電路的可變電阻，其中一個光敏電阻用于控制輔助光源的連接與斷開，另一個光敏電阻用于控制輔助光源的亮度。進(jìn)一步的，驅(qū)動電路具體為:包括同步降壓-升壓恒流芯片XZ3442，XZ3442的第一管腳經(jīng)過第二電容接地，芯片XZ3442第二管腳經(jīng)過第二電感與第三管腳連接，芯片XZ3442第四管腳接地，芯片XZ3442第五管腳一路接第四電容正極，另一路接第三接口插座的第二管腳，第四電容負(fù)極接地，芯片XZ3442第六管腳一路接第一接口插座的第一管腳，另一路接第二接口插座的第一管腳，第一接口插座的第二管腳接地，芯片XZ3442第七管腳一路經(jīng)過第四電阻連接第二接口插座的第一管腳，另一路連接第一三極管的第三管腳，芯片XZ3442第七管腳還有一路經(jīng)過第一電容接地，第二接口插座的第一管腳另一路經(jīng)過第三電容接地，第一三極管的第二管腳接地，第一管腳經(jīng)過第三電阻連接第二接口插座的第二管腳，第二接口插座的第二管腳另一路經(jīng)過第一電阻接地，芯片XZ3442第八管腳一路接第三接口插座的第一管腳，另一路接第四接口插座的第一管腳，第四接口插座的第二管腳連接第四電容的正極，芯片XZ3442第八管腳還有一路經(jīng)過第二電阻接地。進(jìn)一步的，本安電源還包括為視頻采集單元提供電源的控制電路，控制電路包括DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第五管腳一路接正12V電源，另一路經(jīng)過第一八電容接地，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的的第四管腳經(jīng)過第七電阻接正12V電源，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第二管腳接地，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第一管腳一路經(jīng)過第三二極管接正5V電源，另一路經(jīng)過第一七電容接第六管腳，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第六管腳一路經(jīng)過第四穩(wěn)壓二極管接地，另一路接第三電感，第三電感的另一端一路經(jīng)過第一九電容接地，另一路接正5V電源，DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器MP2359的第三管腳一路經(jīng)過第九電阻接地，另一路經(jīng)過第八電阻接正5V電源。本專利技術(shù)所采用的第二種技術(shù)方案，一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的采集方法，由光學(xué)鏡頭采集外部環(huán)境圖像信息，并經(jīng)過MCCD圖像傳感器轉(zhuǎn)換成量化后的數(shù)字圖像信號輸出給所述數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器經(jīng)過數(shù)字處理轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號通過視頻輸出向外輸出。進(jìn)一步的，當(dāng)外部照度低于設(shè)定值時，本安電源提供大小可調(diào)的恒流電源給輔助光源，用于為光學(xué)鏡頭提供輔助照明以獲取低照度下的高清視頻信息。本專利技術(shù)的有益效果是，采用MC⑶傳感器結(jié)合紅外激光管作為輔助光源的方案，MCCD具有更高的可見光及紅外靈敏度，低照度下的信噪比也較為優(yōu)良，使用時配以激光紅外管，能夠獲取低照度甚至全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，且符合本質(zhì)安全原理，設(shè)備整體功耗低、重量輕、體積小、成本低，維護(hù)簡便?！靖綀D說明】圖1是本專利技術(shù)一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的模塊連接圖；圖2是本專利技術(shù)一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)的輔助光源驅(qū)動電路原理圖；圖3是本專利技術(shù)一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)視頻采集單元供電電路原理圖。圖中，1.視頻采集單元，2.輔助光源，3.本安電源，4.光學(xué)鏡頭，5.MC⑶圖像傳感器，6.數(shù)字信號處理器，7.視頻輸出。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)提供了一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括:視頻采集單元I ;用于在外部低照度時提供補(bǔ)充光源的輔助光源2 ;以及與視頻采集單元I和輔助光源2均連接，并為其提供電能的本安電源3，該本安電源3還用于在照度低于設(shè)定值時啟動輔助光源2并為其提供電能。如圖1所示，視頻采集單元1，包括:光學(xué)鏡頭4，以及與光學(xué)鏡頭4依次連接設(shè)置的MCXD圖像傳感器5、數(shù)字信號處理器6和視頻輸出7 ;光學(xué)鏡頭4，用于獲取外部環(huán)境圖像信息，并將圖像信息發(fā)送至MCXD圖像傳感器5 ;MCCD圖像傳感器5，用于接收光學(xué)鏡頭4發(fā)送的圖像信息，并將圖像信息轉(zhuǎn)換成圖像電信號后，發(fā)送至數(shù)字信號處理器6 ;數(shù)字信號處理器6，用于接收MCXD圖像傳感器5發(fā)送的圖像電信號，并將其轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號，并通過視頻輸出7輸出。視頻采集單元I完成視頻的采集與輸出，輔助光源單元2為視頻采集單元工作在低照度甚至全黑環(huán)境時提供輔助照明，本安電源單元3為整個設(shè)備提供電源供應(yīng)，裝備整體設(shè)計符合本質(zhì)安全原理。視頻采集單元I主要包括光學(xué)鏡頭4、1/2英寸的MCXD圖像傳感器5和DSP數(shù)字信號處理器6，視頻采集單元I所采用的圖像傳感器為MCCD圖像傳感器，能夠采集到遠(yuǎn)達(dá)30m外全黑環(huán)境下的高清視頻圖像，輔助光源為940nm的激光紅外輔助照明，輸出的視頻信號為模擬全電視信號，采用高靈敏度感光的1/2英寸MCCD圖像傳感器，雙濾光片日夜自動切換，低照度下自動開啟紅外激光輔助光源，以便于獲取低照度下的高清視頻。輔助光源2為可以調(diào)節(jié)亮度的紅外激光管并對應(yīng)設(shè)置有用于擴(kuò)散光源，均勻照射環(huán)境的凹透鏡，使輔助光源能夠均勻照射環(huán)境，照射時畫面范圍廣、均勻且無亮斑，從而更好的獲取低照度下的高清視頻。輔助光源2為940nm的紅外激光管，紅外激光管為貼片式紅外激光管，便于焊接安裝在鋁基板上，在紅外激光管的外部安裝一個凹透鏡用以擴(kuò)散光源。使輔助光源能夠均勻照射環(huán)境，照射時畫面范圍廣、均勻本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種礦用高清視頻采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：視頻采集單元(1)；輔助光源(2)和本安電源(3)；所述的輔助光源(2)，用于在外部低照度時，為視頻采集單元(1)提供補(bǔ)充光源；所述本安電源(3)，與視頻采集單元(1)和輔助光源(2)均連接，并用于為視頻采集單元(1)提供電能，且用于在照度低于設(shè)定值時啟動輔助光源(2)，并為其提供電能；所述視頻采集單元(1)，包括：光學(xué)鏡頭(4)，以及與所述光學(xué)鏡頭(4)依次連接設(shè)置的MCCD圖像傳感器(5)、數(shù)字信號處理器(6)和視頻輸出(7)；其中，所述光學(xué)鏡頭(4)，用于獲取外部環(huán)境圖像信息，并將所述圖像信息發(fā)送至MCCD圖像傳感器(5)；所述MCCD圖像傳感器(5)，用于接收光學(xué)鏡頭(4)發(fā)送的所述圖像信息，并將所述圖像信息轉(zhuǎn)換成圖像電信號后，發(fā)送至所述數(shù)字信號處理器(6)；所述數(shù)字信號處理器(6)，用于接收所述MCCD圖像傳感器(5)發(fā)送的圖像電信號，并將其轉(zhuǎn)換成模擬的全電視信號，并通過視頻輸出(7)輸出。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李文峰，徐友飛，代新冠，韓非，徐克強(qiáng)，李淑穎，袁海潤，孫小業(yè)，蘇夢圓，馮永明，
申請(專利權(quán))人：西安科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61