專利名稱：防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，尤其設(shè)計(jì)一種能夠防止環(huán)境光千擾 的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的自動(dòng)圖像拍攝系統(tǒng)，例如，在鐵路行業(yè)應(yīng)用的貨車(chē)運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)
檢測(cè)系統(tǒng)(TFDS)中，通常使用CCD (Charge Couple Device電荷耦合器件) 高速工業(yè)檢測(cè)相機(jī)配合高亮度的普通白光光源獲取圖像數(shù)據(jù)，自動(dòng)抓拍通過(guò) 車(chē)輛的關(guān)鍵部位的圖像，然后將圖像傳送至檢測(cè)中心，以便采取人機(jī)接合的 方式對(duì)傳送來(lái)的圖像進(jìn)行檢測(cè)。
但是，本發(fā)明人在實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下 問(wèn)題
浪費(fèi)電能，由于通常采用常亮氙燈作為光源，能耗大，發(fā)熱大，啟動(dòng)電 流大，造成電能的極大浪費(fèi)；
可靠性差，由于通常采用常亮氙燈作為光源，啟動(dòng)速度慢，而且電磁輻 射干擾大，對(duì)攝像頭及軸的信號(hào)易造成影響；
易受強(qiáng)光干擾，由于側(cè)架光源通常采用常亮氙燈，側(cè)架相機(jī)在拍攝時(shí)會(huì) 受到強(qiáng)光干擾，影像圖像質(zhì)量，且圖像局部刺眼，容易造成觀看者視覺(jué)疲勞；
圖像清晰度不高，由于通常采用的相機(jī)的像素在40萬(wàn)左右，因此獲取的 清晰度不高，細(xì)節(jié)無(wú)法從圖像中反映出來(lái)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于克服浪費(fèi)電能，易受強(qiáng)光干擾、圖像清晰 度不高的問(wèn)題中的至少一個(gè)，為此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種防止環(huán)境光
干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，包括
傳感器單元，采集與被拍攝物體的移動(dòng)速度關(guān)聯(lián)的傳感數(shù)據(jù)，并將所述
傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元； 3所述控制單元，接收所述傳感數(shù)據(jù)，根據(jù)所述傳感數(shù)據(jù)計(jì)算用于補(bǔ)償光 源單元進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述補(bǔ)償光源單元，以及計(jì)算用于 與所述補(bǔ)償光源單元對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元進(jìn)行拍攝的拍攝控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至
所述圖像拍攝單元；
所述補(bǔ)償光源單元，接收所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā) 出波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；
濾光單元，與所述圖像拍攝單元連接，濾除波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍外的雜 光，以僅使波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍內(nèi)的光進(jìn)入所述圖像拍攝單元；
所述圖像拍攝單元，接收所述拍攝控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述拍攝控制數(shù)據(jù)拍 攝所述被拍攝物體的圖像。
作為優(yōu)選，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括
數(shù)據(jù)采集單元，與所述圖像拍攝單元連接，采集所述圖像拍攝單元拍攝 到的被拍攝物體的圖像；及發(fā)送單元，與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，發(fā)送所述 數(shù)據(jù)采集單元采集到的所述圖像拍攝單元拍攝到的被拍攝物體的圖像。
作為優(yōu)選，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括
圖像處理單元，與所述發(fā)送單元連接，接收所述發(fā)送單元發(fā)送的數(shù)據(jù)， 并對(duì)其進(jìn)行圖像處理。
作為優(yōu)選，其中所述補(bǔ)償光源單元包括LED頻閃燈。 作為優(yōu)選，其中所述濾光單元包括濾光片。 作為優(yōu)選，其中所述圖像拍攝單元包括CMOS相機(jī)。
通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝方法及系 統(tǒng)，可以消除環(huán)境光干擾的問(wèn)題，并且大幅提高圖像的清晰度，且節(jié)約電能。


圖1為本實(shí)用新型提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)的一個(gè)實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)的另一個(gè) 實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù) 方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部 分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本 實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
圖1為本實(shí)用新型提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)的一個(gè)實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，該實(shí)施例的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍 攝系統(tǒng)包括
傳感器單元ll，采集與被拍攝物體的移動(dòng)速度關(guān)聯(lián)的傳感數(shù)據(jù)，并發(fā)送 所述傳感數(shù)據(jù)至控制單元12;
控制單元12，接收所述傳感數(shù)據(jù)，根據(jù)所述傳感數(shù)據(jù)計(jì)算用于補(bǔ)償光源 單元13進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述補(bǔ)償光源單元13，以及計(jì)算
用于與所述補(bǔ)償光源單元13對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元15進(jìn)行拍攝的拍攝控制數(shù)
據(jù)并發(fā)送至所述圖像拍攝單元15;
補(bǔ)償光源單元13，接收所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā)出 波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；
濾光單元14，與所述圖像拍攝單元15連接，濾除波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍
外的雜光，以僅使波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍內(nèi)的光進(jìn)入所述圖像拍攝單元15;
圖像拍攝單元15，接收所述拍攝控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述拍攝控制數(shù)據(jù)拍攝 所述被拍攝物體的圖像。
該實(shí)施例中，傳感器單元11采集與所要拍攝的移動(dòng)物體的移動(dòng)速度的關(guān) 聯(lián)的傳感數(shù)據(jù)，然后發(fā)送至控制單元12，由控制單元12根據(jù)傳感數(shù)據(jù)，計(jì) 算補(bǔ)償光源單元13進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至補(bǔ)償光源單元13，以 及計(jì)算與所述補(bǔ)償光源單元13對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元15進(jìn)行拍攝的拍攝控制 數(shù)據(jù)并發(fā)送至圖像拍攝單元15，然后補(bǔ)償光源單元13根據(jù)啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)， 按照預(yù)定的時(shí)間頻率發(fā)出波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；由濾光單元14對(duì)圖像 拍攝單元15進(jìn)行濾光處理，濾除波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍外的雜光，以僅使波長(zhǎng) 在所述預(yù)定范圍內(nèi)的光進(jìn)入所述圖像拍攝單元15，然后圖像拍攝單元15則 根據(jù)拍攝控制數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的快門(mén)及曝光參數(shù)進(jìn)行拍攝；當(dāng)存在多個(gè)補(bǔ)償 光源單元13及圖像拍攝單元15時(shí)，可以通過(guò)控制單元12精確的計(jì)算，控制各補(bǔ)償光源單元及圖像拍攝單元的啟動(dòng)時(shí)間及頻率，例如使同一時(shí)段中僅有
一個(gè)補(bǔ)償光源單元13發(fā)光及與該補(bǔ)償光源單元13相應(yīng)的圖像拍攝單元15 進(jìn)行圖像拍攝。
該實(shí)施例的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝方法可以應(yīng)用在需要拍攝動(dòng) 態(tài)圖像各個(gè)領(lǐng)域中，尤其可以應(yīng)用于需要逆光拍攝或受環(huán)境光干擾的圖像檢 測(cè)系統(tǒng)中，本實(shí)施例的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，補(bǔ)償光源單元 不必常亮，只有在需要的時(shí)候根據(jù)控制發(fā)出補(bǔ)償光，節(jié)約了電能，并且啟動(dòng) 速度快，可靠性高，大大降低對(duì)周?chē)碾姶泡椛涓蓴_，并且圖像拍攝單元進(jìn) 行了濾光處理，使僅與補(bǔ)償光的波長(zhǎng)范圍一致的光進(jìn)入相機(jī)，從而消除了環(huán) 境光的干擾，可以拍攝清晰的圖像。
圖4為本實(shí)用新型提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)的另一個(gè) 實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，上述系統(tǒng)還可以包括
數(shù)據(jù)采集單元16，與圖像拍攝單元15連接，采集所述圖像拍攝單元15
拍攝到的被拍攝物體的圖像；
發(fā)送單元17，與數(shù)據(jù)采集單元16連接，發(fā)送所述數(shù)據(jù)采集單元16采集 到的圖像拍攝單元15拍攝到的被拍攝物體的圖像；
圖像處理單元18，接收發(fā)送單元17發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行圖像處理。 實(shí)施例中，傳感器單元11采集與所要拍攝的移動(dòng)物體的移動(dòng)速度的關(guān)聯(lián) 的傳感數(shù)據(jù)，然后發(fā)送至控制單元12，由控制單元12根據(jù)傳感數(shù)據(jù)，計(jì)算 補(bǔ)償光源單元13進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至補(bǔ)償光源單元13，以及 計(jì)算與所述補(bǔ)償光源單元13對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元15進(jìn)行拍攝的拍攝控制數(shù) 據(jù)并發(fā)送至圖像拍攝單元15，然后補(bǔ)償光源單元13根據(jù)啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)，按 照預(yù)定的時(shí)間頻率發(fā)出波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；由濾光單元14對(duì)圖像拍 攝單元15進(jìn)行濾光處理，濾除波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍外的雜光，以僅使波長(zhǎng)在 所述預(yù)定范圍內(nèi)的光進(jìn)入所述圖像拍攝單元15，然后圖像拍攝單元15則根 據(jù)拍攝控制數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的快門(mén)及曝光參數(shù)進(jìn)行拍攝；當(dāng)存在多個(gè)補(bǔ)償光 源單元及圖像拍攝單元時(shí)，可以通過(guò)控制單元12精確的計(jì)算，控制各補(bǔ)償光 源單元及圖像拍攝單元的啟動(dòng)時(shí)間及頻率，例如使同一時(shí)段中僅有一個(gè)補(bǔ)償 光源單元13發(fā)光及與該補(bǔ)償光源單元13相應(yīng)的圖像拍攝單元15進(jìn)行圖像拍 攝，圖像拍攝單元15可以利用對(duì)數(shù)壓縮技術(shù)壓縮所述圖像中的超高亮區(qū)域，然后數(shù)據(jù)采集單元16采集經(jīng)過(guò)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)發(fā)送單元17發(fā)送至 圖像處理單元18，由圖像處理單元18對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。
該實(shí)施例的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝方法可以應(yīng)用在需要拍攝動(dòng) 態(tài)圖像各個(gè)領(lǐng)域中，尤其可以應(yīng)用于需要逆光拍攝或受環(huán)境光干擾的圖像檢 測(cè)系統(tǒng)中，此處以拍攝行進(jìn)中的火車(chē)為例，例如鐵路行業(yè)應(yīng)用的貨車(chē)運(yùn)行故 障動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)(TFDS)中，傳感器單元11可以為永磁信號(hào)傳感器與前置處 理器組成，根據(jù)行進(jìn)中的火車(chē)的行進(jìn)速度生成傳感數(shù)據(jù)，并發(fā)送至控制單元 12例如主控計(jì)算機(jī)，由主控計(jì)算機(jī)計(jì)算出火車(chē)的行進(jìn)速度，并且計(jì)算出補(bǔ)償 光源單元13的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)及與所述補(bǔ)償光源單元對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元15 的拍攝控制數(shù)據(jù)，此處補(bǔ)償光源單元13可以采用LED頻閃燈，圖像拍攝單元 15可以采用140萬(wàn)像素的CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor 互補(bǔ)金屬氧化物)相機(jī)，LED頻閃燈根據(jù)啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的時(shí)間頻 率發(fā)出波長(zhǎng)范圍預(yù)定的補(bǔ)償光；濾光單元14可以為安裝在圖像拍攝單元15 上的與補(bǔ)償光源單元13例如LED頻閃燈的發(fā)光波長(zhǎng)范圍相應(yīng)的濾光片，由濾 光片對(duì)CMOS相機(jī)進(jìn)行濾光處理，使僅與補(bǔ)償光的波長(zhǎng)范圍一致的光進(jìn)入CMOS 相機(jī)，然后CMOS相機(jī)則根據(jù)拍攝控制數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的快門(mén)及曝光參數(shù)進(jìn)行 拍攝；當(dāng)存在多個(gè)LED頻閃燈及CMOS相機(jī)時(shí)，可以通過(guò)主控計(jì)算機(jī)精確的計(jì) 算，控制各LED頻閃燈及CMOS相機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間及頻率，例如使同一時(shí)段中僅 有一個(gè)LED頻閃燈發(fā)光及與該LED頻閃燈對(duì)應(yīng)的CMOS相機(jī)進(jìn)行圖像拍攝， CMOS相機(jī)還可以利用LinLog技術(shù)，即利用對(duì)數(shù)壓縮技術(shù)壓縮所述圖像中的 超高亮區(qū)域從而提高整幅圖像的動(dòng)態(tài)范圍的技術(shù)，壓縮所述圖像中的超髙亮 區(qū)域，可以將CM0S相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)張至120dB，從而可以在一幅圖中拍攝 到很亮和很暗交織的區(qū)域，然后再由數(shù)據(jù)采集單元16例如采集計(jì)算機(jī)，采集 經(jīng)過(guò)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)發(fā)送單元17例如光纖收發(fā)器，將圖像數(shù)據(jù)傳送 至圖像處理單元18例如分析計(jì)算機(jī)，并對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理。
本實(shí)施例的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，補(bǔ)償光源單元不必常 亮，只有在需要的時(shí)候根據(jù)控制發(fā)出補(bǔ)償光，節(jié)約了電能，并且啟動(dòng)速度快， 可靠性高，大大降低對(duì)周?chē)碾姶泡椛涓蓴_，并且圖像拍攝單元進(jìn)行了濾光 處理，使僅與補(bǔ)償光的波長(zhǎng)范圍一致的光進(jìn)入圖像拍攝單元，從而消除了環(huán) 境光的干擾，可以拍攝清晰的圖像。
權(quán)利要求1、防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，包括傳感器單元，采集與被拍攝物體的移動(dòng)速度關(guān)聯(lián)的傳感數(shù)據(jù)，并將所述傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元；所述控制單元，接收所述傳感數(shù)據(jù)，根據(jù)所述傳感數(shù)據(jù)計(jì)算用于補(bǔ)償光源單元進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述補(bǔ)償光源單元，以及計(jì)算用于與所述補(bǔ)償光源單元對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元進(jìn)行拍攝的拍攝控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述圖像拍攝單元；所述補(bǔ)償光源單元，接收所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā)出波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；濾光單元，與所述圖像拍攝單元連接，濾除波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍外的雜光，以僅使波長(zhǎng)在所述預(yù)定范圍內(nèi)的光進(jìn)入所述圖像拍攝單元；所述圖像拍攝單元，接收所述拍攝控制數(shù)據(jù)并根據(jù)所述拍攝控制數(shù)據(jù)拍攝所述被拍攝物體的圖像。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 數(shù)據(jù)采集單元，與所述圖像拍攝單元連接，采集所述圖像拍攝單元拍攝到的被拍攝物體的圖像；及發(fā)送單元，與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，發(fā)送所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的 所述圖像拍攝單元拍攝到的被拍攝物體的圖像。
3、 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 圖像處理單元，與所述發(fā)送單元連接，接收所述發(fā)送單元發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行圖像處理。
4、 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述補(bǔ)償光源單元包括 LED頻閃燈。
5、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述濾光單元包括濾光片。
6、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述圖像拍攝單元包括 CMOS相機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)，包括傳感器單元，采集與被拍攝物體的移動(dòng)速度關(guān)聯(lián)的傳感數(shù)據(jù)，并將傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元；控制單元，根據(jù)傳感數(shù)據(jù)計(jì)算用于補(bǔ)償光源單元進(jìn)行啟動(dòng)的啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至補(bǔ)償光源單元，以及計(jì)算用于與補(bǔ)償光源單元對(duì)應(yīng)的圖像拍攝單元進(jìn)行拍攝的拍攝控制數(shù)據(jù)并發(fā)送至圖像拍攝單元；補(bǔ)償光源單元，根據(jù)啟動(dòng)控制數(shù)據(jù)發(fā)出波長(zhǎng)在預(yù)定范圍內(nèi)的補(bǔ)償光；濾光單元，與圖像拍攝單元連接，濾除波長(zhǎng)在預(yù)定范圍外的雜光；圖像拍攝單元，根據(jù)拍攝控制數(shù)據(jù)拍攝被拍攝物體的圖像。通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防止環(huán)境光干擾的動(dòng)態(tài)圖像拍攝系統(tǒng)可以消除環(huán)境光干擾的問(wèn)題，大幅提高圖像的清晰度，節(jié)約電能。
文檔編號(hào)H04N5/232GK201435772SQ200920145768
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者任崇巍, 王新宇 申請(qǐng)人:北京京天威科技發(fā)展有限公司;美國(guó)智能圖像技術(shù)公司;王新宇;任崇巍