线性同步双自动对焦摄像机及线性同步双自动对焦方法

1.一种线性同步双自动对焦摄像机，其特征在于，其包括CPU处理器，以及接收摄像区域图像信息的摄像机和投送红外光的红外模组，该摄像机和红外模组与该CPU处理器建立有通信连接，该CPU处理器包括有数据存储模块，以及控制摄像机光学变倍和红外模组红外光学变倍实现线性同步和双自动对焦的微处理模块；
所述红外模组包括有红外光源、驱动电路、驱动红外光源变焦的步进电机以及切换红外主灯和红外辅灯的切换电路，该CPU处理器与红外模组的驱动电路连接；所述红外光源包括红外主灯和红外辅灯，CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于或等于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯；红外模组变倍达最大值时产生中断信号，所述CPU处理器根据所述中断信号控制步进电机停止工作。
2.如权利要求1所述的线性同步双自动对焦摄像机，其特征在于，该CPU处理器与摄像机和红外模组通过RS232串行通信总线建立通信连接。
3.如权利要求2所述的线性同步双自动对焦摄像机，其特征在于，该CPU处理器与摄像机之间还通过解码板建立通信连接。
4.如权利要求1所述的线性同步双自动对焦摄像机，其特征在于，其进一步包括收集环境照度信息的传感器，该传感器与CPU处理器相连接。
5.一种应用于如权利要求1～4任一项所述摄像机的线性同步双自动对焦方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)CPU处理器与摄像机和红外模组之间建立通信连接；
(2)CPU处理器收集摄像机反馈的光学角度变倍信息以及红外模组的光学变倍信息；
(3)CPU处理器的微处理模块根据步骤(1)收集的信息进行分析处理；
(4)CPU处理器根据分析处理结果发出控制信令给红外模组，通过驱动电路控制步进电机从而调节红外模组的光学变倍，调节红外光源的送光角度；
所述方法还包括：CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于或等于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯；
所述方法还包括：在红外模组变倍达最大值时产生中断信号，CPU处理器根据该中断信号控制步进电机停止动作。
6.如权利要求5所述的线性同步双自动对焦方法，其特征在于，其还包括：CPU处理器通过传感器获取环境光照度信息，进行光照度判断，如果当前光照度高则关闭红外光源，如果当前光照度低则开启红外光源。

线性同步双自动对焦摄像机及线性同步双自动对焦方法\n【技术领域】\n[0001] 本发明涉及一种红外摄像技术，尤其是指一种摄像角度变倍与红外光变倍线性同步双自动对焦的摄像机及其方法。\n【背景技术】\n[0002] 随着社会治安中突发事件日益增多，人们对公共安全的防护要求也越来越高。同时，城市公共安全已经成为衡量城市现代化的重要标志。城市治安监控系统作为城市公共安全的保障体系之一，就是在主要路口、商贸社区重点部位以及治安复杂的公共场所安装监视设备。这些监视设备使得治安管理部门能够在第一时间得到监控区域的直观信息与实时的动态情况，也可实现事故发生后的现场搜索、图像记录，以及疑犯跟踪等。更重要的是，它对犯罪份子起到了强大的威慑作用，作为一个“守望者”守护着一方平安。\n[0003] 现有的监控设备一般是采用红外摄像技术，所有夜视红外灯均使用固定投光角度的红外光源，一般是在10°～60°之间。但是当夜视红外灯配合红外一体摄像机使用时，在远处最长焦的镜头视场角往往在4°左右，若以配以常用的15°角夜视红外灯为例，由于该夜视红外灯的投光角度是固定的，则几乎93.1％的红外光都在视线之外，完全看不到用不上。如果为照顾近距离广角度监控而用更大角度的红外灯时，则浪费的红外光更多。另一方面，使用固定角度的夜视红外灯光源，当红外一体摄像机的镜头视场角变到广角且大于红外送光角度时，监视器屏幕上又会出现“手电筒效应”，即监视器屏幕上出现中间亮、四角暗，在画面中出现中央过度曝光而泛白现象影响图像质量。\n[0004] 综合来说，因为现有摄像机的投光系统都是固定投光角度而不可变，致使摄像角度改变时，投光无法一致配合，导致远距离拍摄光线跟不上，近距离拍摄又出现手电筒效应，不能清晰有效的拍摄需要监控的场景。特别地，当该红外一体摄像机应用于公安侦查等特殊领域，需要红外一体摄像机应用更加灵活，画面更加清晰。\n[0005] 因此，提供一种投光角度可变的，摄像与投光联动配合的红外视频线性同步双自动对焦摄像机及其线性同步双自动对焦方法实为必要。\n【发明内容】\n[0006] 本发明的目的在于提供一种摄像与投光联动配合的红外视频线性同步双自动对焦摄像机。\n[0007] 本发明的另一目的在于提供一种红外摄像机的线性同步双自动对焦方法。\n[0008] 为实现本发明目的，提供以下技术方案：\n[0009] 本发明提供一种线性同步双自动对焦摄像机，其包括CPU处理器，以及接收摄像区域图像信息的摄像机和投送红外光的红外模组，该摄像机和红外模组与该CPU处理器建立有通信连接，该CPU处理器包括有数据存储模块，以及控制摄像机光学变倍和红外模组红外光学变倍实现线性同步和双自动对焦的微处理模块。\n[0010] 优选的，该CPU处理器与摄像机和红外模组通过RS232串行通信总线建立通信连接。优选的，该CPU处理器与摄像机之间还设有解码板，两者之间通过解码板建立通信连接。\n[0011] 该红外模组包括有红外光源、驱动电路和驱动红外光源变焦的步进电机，该CPU处理器与红外模组的驱动电路连接，通过驱动电路实现控制步进电机的进程，从而实现红外光源的变焦。采用步进电机时，即上述CPU处理器对步进电机正反角度转动控制，从而实现调节红外模组的送光角度。在红外模组变倍达最大值时产生中断信号，CPU处理器根据该中断信号控制步进电机停止动作，即达到限位的目的。\n[0012] 优选的，该红外光源包括红外主灯和红外辅灯，该红外模组还包括有切换红外主灯和红外辅灯的切换电路。CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于或等于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯。所述N为预设的摄像机变倍信息值，根据实际情况设定，例如设定N为2或3或4等等。\n[0013] 优选的，其进一步包括收集环境照度信息的传感器，该传感器与CPU处理器相连接。CPU处理器根据传感器反馈的环境照度信息进行光照度判断，如果当前光照度高则关闭红外光源，如果当前光照度低则开启红外光源。\n[0014] 本发明还提供一种应用于所述摄像机的线性同步双自动对焦方法，其包括如下步骤：\n[0015] (1)CPU处理器与摄像机和红外模组之间建立通信连接；\n[0016] (2)CPU处理器收集摄像机反馈的光学角度变倍信息以及红外模组的光学变倍信息；\n[0017] (3)CPU处理器的微处理模块根据步骤(1)收集的信息进行分析处理；\n[0018] (4)CPU处理器根据分析处理结果发出控制信令给红外模组，通过驱动电路控制步进电机从而调节红外模组的光学变倍，调节红外光源的送光角度。\n[0019] 优选的，在该方法中，CPU处理器可通过传感器获取环境光照度信息，进行光照度判断，如果当前光照度高则关闭红外光源，如果当前光照度低则开启红外光源。\n[0020] 优选的，CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯。\n[0021] 优选的，在红外模组变倍达最大值时产生中断信号，CPU处理器根据该中断信号控制步进电机停止动作。\n[0022] 优选方案的具体控制原理：CPU处理器通电工作之后，会随时检测外部的低照度信息和摄像机变倍倍数的信息，当CPU处理器检测到当前是低照度信息状态的时候才会输出有效信号给红外驱动电路，同时输出控制信号给红外主灯和红外辅灯的切换电路做切换控制，同样，只有在低照度信号输入状态下才会分析判断摄像机当前的倍数信息，CPU处理器根据当前摄像机倍数信息来判断是否输出控制信号切换红外辅灯工作还是红外主灯工作，当检测到倍数信息小于一定的情况下输出控制信号给切换电路启动红外辅灯工作，倍数信息大于一定倍数的情况下输出控制信号给切换电路启动红外主灯工作，并且在满足启动红外主灯工作状态下，根据摄像机倍数和限位中断信息来控制红外光学变焦模组的步进电机来达到调节合适的投光角度匹配摄像机变倍镜头的角度原理。\n[0023] 对比现有技术，本发明具有以下优点：\n[0024] 本发明摄像与投光联动配合的红外视频线性同步双自动对焦摄像机，及其线性同步双自动对焦方法，使摄像机和红外模组与CPU处理器建立有通信连接，该CPU处理器控制摄像机光学变倍和红外模组红外光学变倍实现线性同步和双自动对焦。使摄像角度改变时，红外投光可以一致配合，可以清晰有效的拍摄需要监控的场景，红外一体摄像机应用更加灵活，画面更加清晰。实现智能的摄像与投光联动配合的红外视频线性同步双自动对焦。\n【附图说明】\n[0025] 图1为本发明线性同步双自动对焦摄像机的结构框图；\n[0026] 图2为本发明线性同步双自动对焦方法的流程图。\n【具体实施方式】\n[0027] 请参阅图1所示，本发明提供一种线性同步双自动对焦摄像机，其包括CPU处理器，以及接收摄像区域图像信息的摄像机和投送红外光的红外模组，该摄像机和红外模组与该CPU处理器建立有通信连接，该CPU处理器与摄像机之间设有解码板，摄像机、解码板与CPU处理器，以及红外模组与该CPU处理器之间通过RS232串行通信总线建立通信连接。\n该解码板可兼容多个厂家的摄像机机芯(具体操作可以通过解码板软件编程实现)。\n[0028] 该CPU处理器包括有数据存储模块，以及控制摄像机光学变倍和红外模组红外光学变倍实现线性同步和双自动对焦的微处理模块。\n[0029] 该红外模组包括有红外光源、驱动电路和驱动红外光源变焦的步进电机，该CPU处理器与红外模组的驱动电路连接，通过驱动电路实现控制步进电机的进程，从而实现红外光源的变焦。采用步进电机时，即上述CPU处理器对步进电机正反角度转动控制，从而实现调节红外模组的送光角度。在红外模组变倍达最大值时产生中断信号，CPU处理器根据该中断信号控制步进电机停止动作，即达到限位的目的。\n[0030] 该红外光源包括红外主灯和红外辅灯，该红外模组还包括有切换红外主灯和红外辅灯的切换电路。CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于或等于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯。在本实施例中，所述N＝2。\n[0031] 该摄像机进一步包括收集环境照度信息的传感器，该传感器与CPU处理器相连接，传感器所收集到的低照度信息通过RS-232串行通信总线发送到CPU处理器。CPU处理器根据传感器反馈的环境照度信息进行光照度判断，如果当前光照度高则关闭红外光源，如果当前光照度低则开启红外光源。\n[0032] 请结合参阅图2，本发明摄像机的线性同步双自动对焦方法，其包括如下步骤：\n[0033] (1)CPU处理器与摄像机和红外模组之间建立通信连接；\n[0034] (2)CPU处理器收集摄像机反馈的光学角度变倍信息以及红外模组的光学变倍信息；\n[0035] (3)CPU处理器的微处理模块根据步骤(1)收集的信息进行分析处理；\n[0036] (4)CPU处理器根据分析处理结果发出控制信令给红外模组，通过驱动电路控制步进电机从而调节红外模组的光学变倍，调节红外光源的送光角度。\n[0037] 在该方法中，CPU处理器可通过传感器获取环境光照度信息，进行光照度判断，如果当前光照度高则关闭红外光源，如果当前光照度低则开启红外光源。\n[0038] CPU处理器根据摄像机变倍信息判断，若摄像机变倍低于N倍则关闭红外辅灯并开启红外主灯，若摄像机变倍大于N倍则开启红外辅灯并关闭红外主灯。\n[0039] 在红外模组变倍达最大值时产生中断信号，CPU处理器根据该中断信号控制步进电机停止动作。\n[0040] 具体地，系统上电后，摄像机的解码板首先与红外模组及CPU处理器进行通讯，并握手信号确认之后方可进行正常信息数据通信。\n[0041] 握手成功后，摄像机解码板会根据传感器的模拟信号的照度信息做出分析和处理，输出带照度信息的数据发送给智慧型的红外模组控制板连接的CPU处理器做分析，CPU处理器根据照度高低信息判断是否需要开启红外灯工作的功能，照度低开启红外光源，照度高则关闭红外光源。\n[0042] 当CPU处理器识别当前是低照度并开启了红外光源之后，才会继续对来自摄像机解码板发送过来的的摄像机当前光学倍数信息，根据接收到信息进行分析，计算和响应处理。\n[0043] CPU处理器接收到当前的摄像机光学倍数信息值低于“2”(或者其他数值)时默认开启红外主灯，当变倍值大于等于“2”(或者比2更大数值)时，此时发出指令关闭红外主灯并同时红外辅灯开启。\n[0044] 如果摄像机的光学倍数信息(也就是光学角度信息)在改变，解码板会立即把当前的变化数值发送给CPU处理器，CPU处理器分析计算做出判断，控制红外模组改变红外光学角度，达到摄像机光学角度和红外光学角度是实时同步，区域位置基本相同，光学角度基本一致，最终红外得到最有效的利用和最佳的夜视图像。\n[0045] CPU处理器对从RS232串口获得的数据上进行智慧型分析处理，对变化的摄像机光学倍数值进去判断，然后计算出驱动步进电机的转动步进数，这里步进电机的驱动方式为线性驱动，只要对收到的变倍数值做到同步驱动红外模组光学装置，实现实时角度同步状态。红外模组光学装置在最广角的时候会有输出中断信号，CPU处理器接收到中断信号之后会立即发出指令停止步进电机的转动并处于等待反转的状态，从而达到限位保护和马达正确的转向，同时也可以有效保证智慧型红外模组硬件的使用寿命。\n[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。