[实用新型]基于定向雷达与高清摄像机的三维仿真绘图装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于摄像机行业技术领域，涉及一种测量装置，尤其与一种基于定向雷达与高清摄像机的三维仿真绘图装置。 

背景技术：

当前纯粹的视频监控只能体现出现场的画面，不能还原现场的实际环境，而雷达探测也只能描绘出物体的轮廓，无法获得现场的真实画面，尤其是在需要分辨事物特征的情形下雷达所体现出来的图像就不能满足这种需求了。 

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种基于定向雷达与高清摄像机的三维仿真绘图装置，其利用定向雷达的声波发射与接收的时间差计算距离，作为真实场景的测距工具，结合高清网络精准云台摄像机的高清图像，利用高清视频流中的单帧图片获取二维坐标，通过计算机模拟从而实现视频画面与实际场景中物体尺度的自动换算和转化，从而能在二维的视频图片上体现出三维的地理信息，并可分辨出物体的特征如颜色、字体、火光等，设备主要用于车载测绘、大范围区域的视频监控辅助等场合。 

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

基于定向雷达与高清摄像机的三维仿真绘图装置，该装置分为前 端和后端两部分；前端包括：精准定位云台、定向雷达、电动变焦镜头、补光灯，前述四部件连接高清网络摄像机；后端包括模拟系统和PC机；前端到后端通过高清网络摄像机和模拟系统通过传输线进行连接。 

所述的传输线路为网络线；单台为交叉线，多台为交换机连接。 

采用上述方案，定向雷达与摄像机均安装在精准定位云台上，保证摄像机的监视物体与所测量的物体方向一致，定向雷达的测量数据(由时间差换算出来的距离)通过RS485传输高清摄像机的RS485双工输入口，通过网络传输到PC机的软件界面上显示。 

由于精准云台的转动角度位置是可读取的、电动变焦镜头的视场角是固定的，所以当物距(雷达测知)已知时，根据三角函数关系可以换算出实物的高度、根据比例关系可以根据视频画面中的二维图标间距换算出真实场景的物体尺寸。 

本实用新型解决常规视频监控中不能反映场景尺寸的问题，可以作为视频图像测绘地理信息的参考方法。 

附图说明：

图1为本实用新型的各模块连接结构示意图； 

图2为本实用新型的原理示意图一； 

图3为本实用新型的原理示意图二； 

图4为本实用新型的原理示意图三； 

图5为本实用新型的外观示意图。 

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本实用新型进一步详述。 

参阅图1所示，所述的基于定向雷达与高清摄像机的三维绘图系统分为前端和后端两部分。前端包括：精准定位云台1、高清网络摄像机2、定向雷达3、电动变焦镜头4、补光灯5；后端包括模拟软件系统6和PC机。前端到后端通过高清网络摄像机2和模拟软件系统6进行连接，传输线路为网络线，单台可用交叉线，多台使用交换机连接。 

其工作原理如下(参阅图2-4)： 

在PC机上的模拟软件中对图像进行控制，通过网络通讯控制精准云台转动、电动变焦镜头变焦，获得高清晰的目标视频画面。 

通过软件远程开启定向雷达3进行当前位置的测距，定向雷达的距离数据通过RS485形式传给高清网络摄像机2的RS485双工输入口，由高清网络摄像机通过网络传输给后端的软件显示； 

精准云台的转动和电动变焦镜头的变焦由高清摄像机的RS485双工接口发给云台及镜头； 

高清摄像机通过网络与PC机连接，通过编码将视频图像、距离数据、云台角度传输个后端的PC机。 

PC机上的软件中预先设定以下值：镜头在各个放大倍数下的视场角大小。 

以下说明测距的原理： 

参阅图2所示，说明定向雷达的距离测算原理。 

假设雷达的超声波速度为v(m/s)，接收与发射的时间差为t(s)(T2-T1)，则摄像机(雷达)距离物体的距离L(m)为： 

L＝0.5×v×t 

精度： 

传感器误差：本案传感器使用的是12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。