專利名稱：基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置及方法。
背景技術(shù)：
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端監(jiān)控設(shè)備主要包括攝像機及承載攝像機等負載的云臺。為使前端監(jiān)控設(shè)備能夠適用于多種自然環(huán)境中，一些產(chǎn)品在設(shè)計環(huán)節(jié)增加了多種措施進行保護及調(diào)節(jié)，例如，在云臺上增加雨刷、風(fēng)冷、加熱、遮陽罩等功能模塊；在攝像機方面選擇具有高性能視頻圖像處理能力及具備攝像機參數(shù)智能自動調(diào)節(jié)的產(chǎn)品。在云臺方面，增加的功能模塊通常由設(shè)計于軟件中的某些比較簡單及固化的操作進行觸發(fā)，如人為打開雨刷器、開啟風(fēng)冷加熱等，且觸發(fā)后的調(diào)節(jié)方式較為單一。在攝像機方面，智能算法的實現(xiàn)，很多情況下是通過在視場中尋找某一參照物，以此為基準(zhǔn)進行參數(shù)的調(diào)節(jié)，一旦視場中的參照物由于變倍、移動而造成進光亮、色溫檢測的改變，攝像機就會在視場中另外尋找一個參照物，重新調(diào)節(jié)一系列參數(shù)。這樣，會造成隨著景物的改變、移動、狀態(tài)變化，攝像機會不停的調(diào)整參數(shù)值，使圖像模糊、色彩失真、抖動、不穩(wěn)定等，這在監(jiān)控系統(tǒng)中是不被允許的。在攝像機產(chǎn)品的設(shè)計中，雖然已經(jīng)將攝像機的多個參數(shù)開放給用戶，可以進行自由的調(diào)節(jié)，但由于并不是十分了解各個參數(shù)對成像的影響，由用戶進行手動調(diào)節(jié)，很難達到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、準(zhǔn)確有效且使用靈活方便的基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置及方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，包括氣象監(jiān)測模塊、主控模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊，主控模塊分別與氣象檢測模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊相連接，所述的主控模塊用于接收和分析由氣象監(jiān)測模塊及網(wǎng)絡(luò)查詢模塊反饋回的數(shù)據(jù)并控制前端設(shè)備模塊參數(shù)及功能調(diào)節(jié)，所述的網(wǎng)絡(luò)查詢模塊與權(quán)威氣象機構(gòu)相連接用于查詢權(quán)威氣象狀態(tài)。而且，所述的氣象監(jiān)測模塊包含光照度傳感器和溫度傳感器。而且，所述的氣象監(jiān)測模塊還包括濕度傳感器、能見度傳感器、雨量傳感器和風(fēng)速風(fēng)向傳感器中的一種或多種。而且，所述的溫度傳感器采用MAX6575型數(shù)字溫度傳感器，所述的濕度傳感器采用HIH3605，所述的雨量傳感器采用紅外散射式雨量傳感器，所述的能見度傳感器采用CN10/M317368型傳感器，所述的光照度傳感器采用新型室外光照強度傳感器RY_G，所述的風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用FA213A型風(fēng)速風(fēng)向傳感器。而且，所述的權(quán)威氣象機構(gòu)為中國國家氣象局開放的三個天氣預(yù)報接口。一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，包括以下步驟:
步驟1:氣象監(jiān)測模塊實時采集前端設(shè)備所處位置的氣象數(shù)據(jù)并反饋給主控模塊；步驟2:主控模塊對各個傳感器監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)進行分析，確定前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)；步驟3:主控模塊將通過網(wǎng)絡(luò)查詢模塊向權(quán)威氣象機構(gòu)發(fā)送天氣查詢請求并得到權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)，然后將權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)與前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)進行對比判斷得到最終的氣象狀態(tài)；步驟4:主控模塊根據(jù)最終的氣象狀態(tài)，確定前端設(shè)備模塊的理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案；步驟5:主控模塊與前端設(shè)備模塊進行雙向通信，查看其當(dāng)前狀態(tài)是否與理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案不同，如有不同，則主控模塊向前端設(shè)備模塊發(fā)送控制命令，由前端設(shè)備模塊進行功能及參數(shù)的調(diào)節(jié)。而且，所述的氣象數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、雨量、能見度、光照度和風(fēng)速。而且，所述步驟2確定前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)的方法為:采用模糊控制思想對氣象數(shù)據(jù)進行歸類并綜合比對，按照光照度 > 溫度 > 雨量 > 能見度 > 濕度 > 風(fēng)速的優(yōu)先級，將實際氣象狀態(tài)確定為如下六級:wi為霧天，W2為小雨天氣，W3為中雨天氣，W4為大雨天氣，W5為陰天、W6為晴天。而且，所述步驟3主控模塊將權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)與前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)進行對比判斷得到最終的氣象狀態(tài)判斷的方法為:如果兩者數(shù)據(jù)比較吻合，則以實際氣象狀態(tài)為準(zhǔn)，如果兩者數(shù)據(jù)出入較大，則將誤差較大的氣象要素修正為權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)。而且，所述的理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案包括攝像機的白平衡、光圈、聚焦距離調(diào)節(jié)，云臺輔助功能的雨刷、風(fēng)冷、加熱調(diào)節(jié)，以及環(huán)境因素的照度和色溫調(diào)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:1、本發(fā)明利用安裝于氣象監(jiān)測模塊中的多種傳感器實時檢測當(dāng)前的氣象數(shù)據(jù)，主控模塊通過網(wǎng)絡(luò)向權(quán)威機構(gòu)發(fā)送查詢當(dāng)時當(dāng)?shù)貧庀鬆顟B(tài)的請求，并結(jié)合反饋信息及測量數(shù)據(jù)，判定當(dāng)前的最終氣象狀態(tài)(雨、雪、霧、陰、晴等)并制定前端監(jiān)控設(shè)備的功能及參數(shù)調(diào)節(jié)方案，在前端設(shè)備狀態(tài)不匹配的情況下發(fā)送指令進行狀態(tài)調(diào)節(jié)，從而使云臺輔助功能使用更加靈活準(zhǔn)確自動，降低人力成本；同時使攝像機避免由于采用動態(tài)的參考點自動調(diào)節(jié)攝像機參數(shù)時出現(xiàn)的頻繁調(diào)節(jié)、圖像模糊、色彩失真等情況的出現(xiàn)，根據(jù)實際的天氣狀況，參照相對固定，更為靈活、準(zhǔn)確、高效、有針對性的調(diào)節(jié)攝像機參數(shù)，優(yōu)化成像效果。2、本發(fā)明利用多種傳感器測量氣象狀態(tài)的多個因素，通過網(wǎng)絡(luò)查詢權(quán)威的氣象預(yù)報信息，綜合判定當(dāng)前的氣象狀態(tài)，使檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確、高效。3、本發(fā)明采用數(shù)字式傳感芯片，大大減小了主控模塊的管腳數(shù)量，在增加功能的同時，不會過分增加系統(tǒng)的體積，而且省去了模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程，大大提高了測量精度，時效性也更好。4、本發(fā)明采用比較成熟的測雨量、能見度傳感器模塊，保證測量精度。6、本發(fā)明可以根據(jù)需求對傳感器種類進行增減，例如，只選擇光照度、溫度的傳感器即可以對當(dāng)前氣象狀態(tài)做粗略的判斷，基本可實現(xiàn)本發(fā)明的思想。各種傳感器可供選擇的廠商及型號也很多，采用更為大眾的產(chǎn)品，可以有效的降低成本。
6、本發(fā)明對天氣狀況進行分類的標(biāo)準(zhǔn)及對云臺和攝像機參數(shù)調(diào)節(jié)數(shù)值的設(shè)定，可以根據(jù)實際情況進行測試后修改并作為調(diào)節(jié)規(guī)范，可以利用本發(fā)明的思想，設(shè)計出適用于更多環(huán)境條件下的不同的調(diào)節(jié)方案。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的自動調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，如圖1所示，包括氣象監(jiān)測模塊
11、主控模塊12、前端設(shè)備模塊13和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊14，主控模塊分別與氣象檢測模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊相連接，該網(wǎng)絡(luò)查詢模塊與權(quán)威氣象機構(gòu)相連接。所述的氣象監(jiān)測模塊包含溫度傳感器111、濕度傳感器112、能見度傳感器113、雨量傳感器114、光照度傳感器115和風(fēng)速風(fēng)向傳感器116，該氣象監(jiān)測模塊用于監(jiān)測前端設(shè)備所處位置的氣象狀態(tài)；所述的主控模塊用于接收由氣象監(jiān)測模塊及網(wǎng)絡(luò)查詢模塊反饋回的數(shù)據(jù)，進行氣象狀態(tài)(雨、雪、陰、晴等)判定，并根據(jù)判定結(jié)果控制前端設(shè)備功能自動調(diào)節(jié)；所述的前端設(shè)備包括云臺及攝像機，用于與主控模塊進行通信實現(xiàn)前端設(shè)備功能及參數(shù)調(diào)節(jié)；所述的網(wǎng)絡(luò)查詢模塊通過權(quán)威氣象機構(gòu)查詢權(quán)威氣象狀態(tài)。在氣象監(jiān)測模塊中，溫度傳感器采用MAX6575型數(shù)字溫度傳感器，這類器件可通過單線和微處理器進行溫度數(shù)據(jù)的傳送，提供三種靈活的輸出方式一頻率、周期或定時，并具備±0.8°C的典型精度，一條線最多允許掛接8個傳感器，150 μ A典型電源電流和2.7V到5.5V的寬電源電壓范圍及-45°C到+125°C的溫度范圍。它輸出的方波信號具有正比于絕對溫度的周期，采用6腳S0T-23封裝，僅占很小的板面。該器件通過一條I/O與微處理器相連，利用微處理器內(nèi)部的計數(shù)器測出周期后就可計算出溫度。濕度傳感器采用HIH3605，其主要特點是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強。雨量傳感器采用紅外散射式雨量傳感器。當(dāng)護罩的玻璃外表面有雨滴時,入射到玻璃上的光線被部分散射掉，反射后接收管的光線變少，雨量越大則反射回來的光線越少。通過與擋風(fēng)玻璃干燥情況下接收光強的比較，就可以得出目前擋風(fēng)玻璃上水滴的大小、多少，進而可以判斷出不同的下雨模式。能見度傳感器采用CN10/M317368型傳感器，可以對大氣進行連續(xù)監(jiān)測，支持RS232通信接口，測量IOm 5000m的能見度范圍，數(shù)據(jù)每分鐘更新一次。光照度傳感器采用新型室外光照強度傳感器RY-G，可以測量O 200K1UX的光強范圍，直流24V/12V供電，O 5V數(shù)據(jù)輸出，外觀小巧，測量準(zhǔn)確。風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用FA213A型風(fēng)速風(fēng)向傳感器，該款傳感器適用于工廠、電力、港口、廠礦等環(huán)境中，具備浪涌、靜電保護措施，安裝于強電磁干擾環(huán)境中可保證測量的準(zhǔn)確性及設(shè)備工作的可靠性，DC12 30V供電電壓，其具體參數(shù)如下:性能風(fēng)速風(fēng)丨
分辨申.0.0Iro/s0.35°
測范a0.5 ,TOm/sO :傾} °
測丨it精度±0.5 m/s (<5ro/s)±2°
信弓.輸出4 20mA三線電流環(huán)信兮(線4 20πιΛ三線電流環(huán)信號(線性對)、V:0 fiOm/s風(fēng)速)性對成O 360°風(fēng)向)一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，如圖2所示，包括以下步驟:步驟1:氣象監(jiān)測模塊實時采集前端設(shè)備所處位置的氣象數(shù)據(jù)并反饋給主控模塊。在系統(tǒng)進入工作狀態(tài)后，氣象監(jiān)測模塊內(nèi)的各個傳感器實時采集溫度T、濕度H、雨量R、能見度D，光照度L、風(fēng)速V等數(shù)據(jù)并反饋給主控模塊。步驟2:主控模塊對各個傳感器監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)進行分析，確定前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)；在本步驟中，主控模塊根據(jù)溫度T、濕度H、雨量R、能見度D、光照度L、風(fēng)速V等氣象數(shù)據(jù)按照表I給出的不同氣象狀態(tài)判定參考`表，得到通過實際監(jiān)測數(shù)據(jù)判定的實際氣象狀態(tài)。判定方法是將判定標(biāo)準(zhǔn)模糊化，采用模糊控制的思想對反饋的信息數(shù)據(jù)進行歸類，通過綜合比對，將當(dāng)前的氣象判定為某一確定狀態(tài)Weather=Wn (n=l 6)，其中定義Wl為霧天，W2為小雨天氣，W3為中雨天氣，W4為大雨天氣，W5為陰天、W6為晴天，判定條件的優(yōu)先級為光照度 > 溫度 > 雨量 > 能見度 > 濕度 > 風(fēng)速，當(dāng)出現(xiàn)相矛盾的歸類情況時，以優(yōu)先級較高的判定為準(zhǔn)。表I不同氣象狀況判定參考表
權(quán)利要求
1.一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，其特征在于:包括氣象監(jiān)測模塊、主控模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊，主控模塊分別與氣象檢測模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊相連接，所述的主控模塊用于接收和分析由氣象監(jiān)測模塊及網(wǎng)絡(luò)查詢模塊反饋回的數(shù)據(jù)并控制前端設(shè)備模塊參數(shù)及功能調(diào)節(jié)，所述的網(wǎng)絡(luò)查詢模塊與權(quán)威氣象機構(gòu)相連接用于查詢權(quán)威氣象狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的氣象監(jiān)測模塊包含光照度傳感器和溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的氣象監(jiān)測模塊還包括濕度傳感器、能見度傳感器、雨量傳感器和風(fēng)速風(fēng)向傳感器中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器采用MAX6575型數(shù)字溫度傳感器，所述的濕度傳感器采用HIH3605，所述的雨量傳感器采用紅外散射式雨量傳感器，所述的能見度傳感器采用CN10/M317368型傳感器，所述的光照度傳感器采用新型室外光照強度傳感器RY-G，所述的風(fēng)速風(fēng)向傳感器采用FA213A型風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的權(quán)威氣象機構(gòu)為中國國家氣象局開放的三個天氣預(yù)報接口。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1至5任一項所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:氣象監(jiān)測模塊實時采集前端設(shè)備所處位置的氣象數(shù)據(jù)并反饋給主控模塊； 步驟2:主控模塊對各個傳感器監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)進行分析，確定前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)； 步驟3:主控模塊將通過網(wǎng)絡(luò)查詢模塊向權(quán)威氣象機構(gòu)發(fā)送天氣查詢請求并得到權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)，然后將權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)與前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)進行對比判斷得到最終的氣象狀態(tài)； 步驟4:主控模塊根據(jù)最終的氣象狀態(tài)，確定前端設(shè)備模塊的理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案； 步驟5:主控模塊與前端設(shè)備模塊進行雙向通信，查看其當(dāng)前狀態(tài)是否與理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案不同，如有不同，則主控模塊向前端設(shè)備模塊發(fā)送控制命令，由前端設(shè)備模塊進行功能及參數(shù)的調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，其特征在于:所述的氣象數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、雨量、能見度、光照度和風(fēng)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，其特征在于:所述步驟2確定前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)的方法為:采用模糊控制思想對氣象數(shù)據(jù)進行歸類并綜合比對，按照光照度 > 溫度 > 雨量 > 能見度 > 濕度 > 風(fēng)速的優(yōu)先級，將實際氣象狀態(tài)確定為如下六級:W1為霧天，W2為小雨天氣，W3為中雨天氣，W4為大雨天氣，W5為陰天、W6為晴天。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，其特征在于:所述步驟3主控模塊將權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)與前端設(shè)備所處位置的實際氣象狀態(tài)進行對比判斷得到最終的氣象狀態(tài)的方法為:如果兩者數(shù)據(jù)比較吻合，則以實際氣象狀態(tài)為準(zhǔn)，如果兩者數(shù)據(jù)出入較大，則將誤差較大的氣象要素修正為權(quán)威氣象機構(gòu)反饋的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控方法，其特征在于:所述的理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案包括攝像機的白平衡、光圈、聚焦距離調(diào)節(jié)，云臺輔助功能的雨刷、風(fēng)冷、加熱調(diào)節(jié)，以及 環(huán)境因素的照度和色溫調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于氣象狀態(tài)監(jiān)測的自調(diào)節(jié)視頻監(jiān)控裝置及方法，其技術(shù)特點是該裝置包括氣象監(jiān)測模塊、主控模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊，主控模塊分別與氣象檢測模塊、前端設(shè)備模塊和網(wǎng)絡(luò)查詢模塊相連接，網(wǎng)絡(luò)查詢模塊與權(quán)威氣象機構(gòu)相連接，該方法包括以下步驟氣象監(jiān)測模塊采集氣象數(shù)據(jù)并反饋給主控模塊；主控模塊確定最終的氣象狀態(tài)；主控模塊確定前端設(shè)備模塊的理論參數(shù)調(diào)節(jié)方案；主控模塊向前端設(shè)備模塊發(fā)送控制命令由前端設(shè)備模塊進行功能及參數(shù)的調(diào)節(jié)。本發(fā)明根據(jù)前端設(shè)備所處氣象環(huán)境，比對權(quán)威的檢測數(shù)據(jù)，實時動態(tài)地進行設(shè)備功能的自動調(diào)節(jié)，使控制靈活化、無人化，同時監(jiān)控顯示的質(zhì)量更加優(yōu)越。
文檔編號G01W1/02GK103096034SQ20121057529
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者張福明, 諸葛琳娜 申請人:天津市亞安科技股份有限公司