專利名稱：輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻監(jiān)控領域的生產(chǎn)工藝設備，尤其是一種輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法及裝置。
背景技術：
目前，隨著視頻監(jiān)控領域客戶需求的不斷提升，例如森林防火、邊海防、激光測距等，要求在前端執(zhí)行任務的云臺需要具備高精度、穩(wěn)定、高速響應等硬性指標。大多數(shù)云臺頂載雙艙防護罩或者雙側(cè)載防護罩，內(nèi)置輔助照明設備及攝像機，輔助照明設備用于增加攝像機視場范圍的照度，提高監(jiān)控圖像質(zhì)量。輔助照明設備出射光的理想角度如圖I所示， a為輔助照明光源安裝位置，b為攝像機安裝位置，c為攝像機的視場區(qū)域(圖中抽象為一點)，a點的出射光照射到視場區(qū)域c上，以增加視場區(qū)域的環(huán)境照度。
在實際操作中，當攝像機監(jiān)視較遠的視場范圍時，通常輔助照明設備與攝像機二者的軸線相平行安裝，二者之間的距離可以忽略不計，輔助照明設備的出射光線也能夠全部覆蓋攝像機視場范圍，然而，在實際情況中往往由于輔助照明設備及攝像機零件加工和裝配誤差， 導致二者軸線不平行，輔助照明設備的出射光線偏離一定角度；另外，當攝像機監(jiān)視較近的視場范圍時，則需人工對輔助照明設備與攝像機的軸線進行一定角度調(diào)節(jié)，以保證不會出現(xiàn)攝像機視場范圍僅部分被輔助照明設備的出射光線覆蓋的情況，而至于調(diào)節(jié)多大的角度全憑作業(yè)人員的經(jīng)驗，經(jīng)常出現(xiàn)較大誤差。上述兩種情況均使輔助照明設備出射光的實際角度如圖I所示，a點的出射光照射到與視場區(qū)域c相偏離的C，的上，無法覆蓋視場范圍。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的缺陷，對輔助照明設備與攝像機二者的軸線角度進行調(diào)節(jié)，從而確保輔助照明設備的出射光能夠覆蓋攝像機的視場區(qū)域的方法及裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明的一種輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟
I)參照輔助照明設備與攝像機在云臺中的相對位置，將二者安裝在軸線角度調(diào)節(jié)裝置上，其中輔助照明設備安裝在角度調(diào)節(jié)組件上；
2)在軸線角度調(diào)節(jié)裝置的前方距離s處固定靶板；
3)計算當輔助照明設備出射光的角度為理想角度時，出射光打在靶板上的點d到攝像機視軸正對靶板的點e的距離1，公式為I=L (S-s)/S，并通過該距離1，確定點d在靶板上的位置，
其中L為攝像機的視場區(qū)域c距離攝像機安裝位置b的距離、S為攝像機安裝位置b到輔助照明設備安裝位置a的距離、s為軸線角度調(diào)節(jié)裝置到靶板的距離；
4)通過角度調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)輔助照明設備的出射光角度，使出射光打在靶板上的實際點d’向d點移動,直至與d點重合；CN 102929076 A書明說2/5頁
5)將步驟4)中調(diào)節(jié)完畢的角度調(diào)節(jié)組件與輔助照明設備整體安裝至云臺內(nèi)。
本發(fā)明的一種軸線角度調(diào)節(jié)裝置，包括X軸直線導軌、安裝在X軸直線導軌上的X 軸導塊以及固定在X軸直線導軌一端的支撐架；所述X軸導塊與支撐架二者中至少其一的上端可拆卸地安裝有角度調(diào)節(jié)組件；所述X軸導塊與直線電機相連。
所述X軸導塊上固定有Y軸直線導軌，所述Y軸直線導軌上安裝有Y軸導塊，一視窗組件固定在該Y軸導塊上，所述視窗組件包括視窗框體，視窗框體內(nèi)設置有透光介質(zhì)。
所述角度調(diào)節(jié)組件包括水平設置的基板以及位于基板上方的托板，二者通過水平軸相連；在遠離水平軸軸線的一端設置有垂直調(diào)節(jié)螺絲，該垂直調(diào)節(jié)螺絲自下而上穿過基板并與托板相連；所述托板的前端設置有前連接板，該前連接板安裝在前垂直軸上，前垂直軸安裝在托板上；所述前連接板通過其兩側(cè)的連桿與位于托板后端的后連接板相連，該后連接板安裝在后垂直軸上，后垂直軸安裝在托板上；所述連桿與前、后連接板之間鉸接；在后連接板的兩側(cè)分別設置有水平調(diào)節(jié)螺絲，所述水平調(diào)節(jié)螺絲自后向前穿過托板后端向上豎起的連接部并與后連接板相連；安裝板固定在前連接板上。
所述垂直調(diào)節(jié)螺絲位于托板的前端。
所述后連接板上還設置有緊固螺絲，該緊固螺絲穿過后連接板并頂在托板上?！?br> 所述基板的一側(cè)為向上豎起的彎折部，該彎折部設置有鎖緊螺絲，該鎖緊螺絲穿過該彎折部并頂在托板上。
所述水平調(diào)節(jié)螺絲與垂直調(diào)節(jié)螺絲的絲杠上為細牙螺紋。
所述托板前端設置有球形關節(jié)軸承，該球形關節(jié)軸承與托板前端軸伸配合連接， 垂直調(diào)節(jié)螺絲與所述球形關節(jié)軸承相固定。
采用本發(fā)明的輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法與裝置，可以在輔助照明設備與攝像機安裝進云臺之前進行軸線角度調(diào)節(jié)，確保云臺在使用時輔助照明設備的出射光能夠覆蓋攝像機的視場區(qū)域。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能夠有效彌補輔助照明設備與攝像機因零部件生產(chǎn)裝配誤差所引起的照明角度偏離攝像機視場的缺陷，同時克服了作業(yè)人員憑經(jīng)驗對照明角度調(diào)節(jié)時誤差較大的不足，而通過軸線角度調(diào)節(jié)裝置能夠準確高效地完成操作，提高了工作效率。


圖I為輔助照明設備對攝像機視場區(qū)域進行照明的光路模擬圖。
圖2為使用本發(fā)明方法調(diào)節(jié)輔助照明設備出射光角度的光路模擬圖。
圖3為本發(fā)明軸線角度調(diào)節(jié)裝置的結構示意圖。
圖4為本發(fā)明軸線角度調(diào)節(jié)裝置中角度調(diào)節(jié)組件的結構示意圖。
圖中基板I ;托板2 ;水平軸3 ;垂直調(diào)節(jié)螺絲4 ;球形關節(jié)軸承5 ;前連接板6a ； 后連接板6b ;前垂直軸7a ;后垂直軸7b ;前軸套8a ;后軸套8b ;連桿9a ;連桿9b ;水平調(diào)節(jié)螺絲IOa ;水平調(diào)節(jié)螺絲IOb ;鎖緊螺絲Ila ;緊固螺絲Ilb ;安裝板12 ;連接部13 ;X軸直線導軌14 ；X軸導塊15 ;支撐架16 ;角度調(diào)節(jié)組件17 ;直線電機18 ；Y軸直線導軌19 ；Υ軸導塊20 ;視窗框體21 ;玻璃22 ;玻璃夾板23 ;視窗基板24 ;祀板100具體實施方式
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為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
如圖3、4所示，本發(fā)明的的一種軸線角度調(diào)節(jié)裝置，包括X軸直線導軌14、安裝在 X軸直線導軌14上的X軸導塊15以及固定在X軸直線導軌14 一端的支撐架16 ;所述X軸導塊15上可拆卸地安裝有角度調(diào)節(jié)組件17 ;所述X軸導塊15與直線電機18相連，該直線電機18能夠帶動X軸導塊15沿X軸直線導軌14運動至指定行程處。
所述角度調(diào)節(jié)組件17包括水平設置的基板I以及位于基板I上方的托板2，二者通過水平軸3相連；在托板的前端遠離水平軸3軸線的位置上設置有垂直調(diào)節(jié)螺絲4，該垂直調(diào)節(jié)螺絲4自下而上穿過基板并與托板相連；所述托板2前端設置有球形關節(jié)軸承5，該球形關節(jié)軸承5與托板2前端軸伸配合連接，垂直調(diào)節(jié)螺絲4與所述球形關節(jié)軸承5相固定。
所述基板I的一側(cè)為向上豎起的彎折部，該彎折部設置有鎖緊螺絲11a，該鎖緊螺絲Ila穿過該彎折部并頂在托板2上。
通過旋擰該垂直調(diào)節(jié)螺絲4，隨著絲桿產(chǎn)生一定的位移量，能夠控制托板2繞水平軸3相對于基板I相對轉(zhuǎn)動，以調(diào)整托板2即托板2上組件的垂直角度。調(diào)整完畢后，擰緊鎖緊螺絲11a，將基板I與托板2相對固定住。
所述托板2的前端上方設置有前連接板6a,該前連接板6a安裝在前垂直軸7a上， 前垂直軸7a套在前軸套8a內(nèi)，前垂直軸7a與前連接板6a過盈配合，前軸套8a與托板2 過盈配合。
所述前連接板6a通過其兩側(cè)的連桿9a、9b與位于托板2后端的后連接板6b相連， 該后連接板6b安裝在后垂直軸7b上，后垂直軸7b套在后軸套8b內(nèi)，后垂直軸7b與后連接板6b過盈配合,后軸套8b與托板2過盈配合。
所述前、后垂直軸7a、7b對應位于前、后連接板6a、6b中部。
所述連桿9a、9b與前、后連接板6a、6b之間鉸接；在后連接板6b的兩側(cè)分別設置有水平調(diào)節(jié)螺絲10a、10b，所述水平調(diào)節(jié)螺絲10a、IOb自后向前穿過托板2后端向上豎起的連接部13并與后連接板6b相連。
安裝板12固定在前連接板6a上，用于放置攝像機或者輔助照明設備。
在所述后連接板6b上還設置有緊固螺絲11b，該緊固螺絲Ilb穿過后連接板6b并頂在托板2上。
上述由前、后連接板6a、6b、連桿9a、9b構成了四桿機構，即水平調(diào)節(jié)機構，由前、 后垂直軸7a、7b與前、后軸套8a、8b相配合的結構作為該四桿機構的主軸，作為水平旋轉(zhuǎn)的軸心，用于鉸接連桿9a、9b與前、后連接板6a、6b的四個鉚釘作為該四桿機構的副軸。旋擰水平調(diào)節(jié)螺絲10a、10b可以調(diào)節(jié)安裝板12水平方向轉(zhuǎn)動的角度；通過松動其中一個水平調(diào)節(jié)螺絲并擰緊另一個水平調(diào)節(jié)螺絲，且絲桿上的螺紋為細牙螺紋，可使上述四桿機構緩慢旋轉(zhuǎn)，達到理想角度后，擰緊緊固螺絲11b，即可實現(xiàn)四桿機構鎖緊，達到調(diào)整角度目的。
一種輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟
I)參照輔助照明設備與攝像機在云臺中的相對位置，將二者安裝在軸線角度調(diào)節(jié)裝置上，通過直線電機控制X軸導塊移動至二者距離與在云臺中二者的距離相同處，從而通過該軸線角度調(diào)節(jié)裝置對云臺進行模擬操作；其中輔助照明設備安裝在角度調(diào)節(jié)組件上；
2)在軸線角度調(diào)節(jié)裝置的前方距離s處固定靶板100，該靶板100為豎直設置的平板，靶板上標記有橫向和豎向的刻度線；
3)計算當輔助照明設備出射光的角度為理想角度時，出射光打在靶板上的點d到攝像機視軸正對靶板的點e的距離1，公式為l=L(S-s)/S，2所示，其中L為攝像機的視場區(qū)域c距離攝像機安裝位置b的距離、S為攝像機安裝位置b到輔助照明設備安裝位置a的距離、s為軸線角度調(diào)節(jié)裝置到靶板的距離；所述理想角度為輔助照明設備出射光能夠覆蓋攝像機視場范圍時的角度；
通過直接在攝像機圖像上觀察即可確定攝像機圖像的正中間所對應的位置即為攝像機視軸正對靶板的點e的位置，通過距離1，確定點d在靶板上的位置；
4)通過旋擰角度調(diào)節(jié)組件中的水平調(diào)節(jié)螺絲與垂直調(diào)節(jié)螺絲，從而調(diào)整輔助照明設備的實際出射光角度，使出射光打在靶板上的實際點d’向d點移動，直至d’與d點重合， 鎖緊角度調(diào)節(jié)組件中的緊固螺絲Ilb和鎖緊螺絲Ila ；
5)由于角度調(diào)節(jié)組件在軸線角度調(diào)節(jié)裝置中為可拆卸部件，因此將步驟4)中調(diào)節(jié)完畢的角度調(diào)節(jié)組件與其上端固定的輔助照明設備整體拆卸下來，并安裝至云臺內(nèi)，從而使輔助照明設備在云臺中工作時，其出射光依然能夠保持在覆蓋攝像機視場區(qū)域的角度上。
作為對本發(fā)明中軸線角度調(diào)節(jié)裝置的進一步改進，所述X軸導塊15上還固定有Y 軸直線導軌19，角度調(diào)節(jié)組件17正對該Y軸直線導軌19的一端，在Y軸直線導軌19上安裝有Y軸導塊20，該Y軸導塊20能夠在Y軸直線導軌19上做靠近或者遠離角度調(diào)節(jié)組件 17的運動。
一視窗組件固定在該Y軸導塊20上，所述視窗組件包括視窗框體21，視窗框體21 內(nèi)設置有透光介質(zhì)。
所述透光介質(zhì)可以為玻璃22，通過玻璃夾板23安裝在視窗框體21上，視窗框體21通過視窗基板24固定在Y軸導塊20上。
通過該視窗組件結構，能夠檢測不同透光介質(zhì)對攝像機視頻圖像質(zhì)量的影響。在 Y軸導塊20上安裝視窗組件，視窗組件內(nèi)可安裝普通玻璃、光學玻璃、鍺單晶等作為透光介質(zhì)，并且根據(jù)需要，視窗組件亦可安裝多層玻璃，或多層玻璃之間填充氣體作為透光介質(zhì)， 來驗證不同玻璃、多層玻璃及氣體對成像的影響。同時視窗組件與攝像機距離可已通過Y 軸導塊20的移動進行調(diào)節(jié)，亦可驗證當視窗組件逐漸遠離攝像機后，攝像機視場角的變化，即驗證透光介質(zhì)與攝像機距離對攝像機視場的影響。
本裝置還可以通過視角調(diào)節(jié)組件17使攝像機的視軸與透光介質(zhì)成一定角度。當攝像機的視軸傾斜后，由于不同透光介質(zhì)各自的光學特性，使視頻圖像的質(zhì)量也發(fā)生變化， 從而研究其對光路的影響，即色差、崎變等。
本發(fā)明的軸線角度調(diào)節(jié)裝置還可以用于檢驗攝像機在高速運動狀態(tài)下的抓拍能力，攝像機安裝于X軸導塊15上，X軸導塊15可以沿著X軸直線導軌14進行高速運動，在高速運動中，控制攝像機進行拍攝，從而根據(jù)其拍攝的圖像質(zhì)量來檢驗攝像機高速抓拍能力。
當輔助照明設備為激光器時，激光器視軸自身經(jīng)常會存在一定的偏差，本裝置還可以用于檢測激光器光路的準直度。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟 1)參照輔助照明設備與攝像機在云臺中的相對位置，將二者安裝在軸線角度調(diào)節(jié)裝置上，其中輔助照明設備安裝在角度調(diào)節(jié)組件上； 2)在軸線角度調(diào)節(jié)裝置的前方距離s處固定靶板； 3)計算當輔助照明設備出射光的角度為理想角度時，出射光打在靶板上的點d到攝像機視軸正對靶板的點e的距離1，公式為l=L(S-s)/S，并通過該距離1，確定點d在靶板上的位置， 其中L為攝像機的視場區(qū)域c距離攝像機安裝位置b的距離、S為攝像機安裝位置b到輔助照明設備安裝位置a的距離、s為軸線角度調(diào)節(jié)裝置到靶板的距離； 4)通過角度調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)輔助照明設備的出射光角度，使出射光打在靶板上的實際點d’向d點移動，直至與d點重合； 5)將步驟4)中調(diào)節(jié)完畢的角度調(diào)節(jié)組件與輔助照明設備整體安裝至云臺內(nèi)。
2.一種軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于包括X軸直線導軌、安裝在X軸直線導軌上的X軸導塊以及固定在X軸直線導軌一端的支撐架；所述X軸導塊與支撐架二者中至少其一的上端可拆卸地安裝有角度調(diào)節(jié)組件；所述X軸導塊與直線電機相連。
3.如權利要求2所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述X軸導塊上固定有Y軸直線導軌，所述Y軸直線導軌上安裝有Y軸導塊，一視窗組件固定在該Y軸導塊上，所述視窗組件包括視窗框體，視窗框體內(nèi)設置有透光介質(zhì)。
4.如權利要求2或3所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述角度調(diào)節(jié)組件包括水平設置的基板以及位于基板上方的托板，二者通過水平軸相連；在遠離水平軸軸線的一端設置有垂直調(diào)節(jié)螺絲，該垂直調(diào)節(jié)螺絲自下而上穿過基板并與托板相連；所述托板的前端設置有前連接板，該前連接板安裝在前垂直軸上，前垂直軸安裝在托板上；所述前連接板通過其兩側(cè)的連桿與位于托板后端的后連接板相連，該后連接板安裝在后垂直軸上，后垂直軸安裝在托板上；所述連桿與前、后連接板之間鉸接；在后連接板的兩側(cè)分別設置有水平調(diào)節(jié)螺絲，所述水平調(diào)節(jié)螺絲自后向前穿過托板后端向上豎起的連接部并與后連接板相連；安裝板固定在前連接板上。
5.如權利要求4所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述垂直調(diào)節(jié)螺絲位于托板的前端。
6.如權利要求5所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述后連接板上還設置有緊固螺絲，該緊固螺絲穿過后連接板并頂在托板上。
7.如權利要求6所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述基板的一側(cè)為向上豎起的彎折部，該彎折部設置有鎖緊螺絲，該鎖緊螺絲穿過該彎折部并頂在托板上。
8.如權利要求7所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述水平調(diào)節(jié)螺絲與垂直調(diào)節(jié)螺絲的絲杠上為細牙螺紋。
9.如權利要求8所述軸線角度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述托板前端設置有球形關節(jié)軸承，該球形關節(jié)軸承與托板前端軸伸配合連接，垂直調(diào)節(jié)螺絲與所述球形關節(jié)軸承相固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔助照明設備與攝像機軸線角度調(diào)節(jié)方法及裝置，該方法包括以下步驟1)將輔助照明設備與攝像機安裝在軸線角度調(diào)節(jié)裝置上；2)在軸線角度調(diào)節(jié)裝置的前方距離s處固定靶板；3)計算當輔助照明設備出射光的角度為理想角度時，出射光打在靶板上的點d到攝像機視軸正對靶板的點e的距離l；4)調(diào)節(jié)輔助照明設備的出射光角度，使出射光打在靶板上的實際點d'向d點移動，直至與d點重合。本發(fā)明能夠有效彌補輔助照明設備與攝像機因零部件生產(chǎn)裝配誤差所引起的照明角度偏離攝像機視場的缺陷，同時克服了作業(yè)人員憑經(jīng)驗對照明角度調(diào)節(jié)時誤差較大的不足，而通過軸線角度調(diào)節(jié)裝置能夠準確高效地完成操作，提高了工作效率。
文檔編號G03B17/56GK102929076SQ20121040995
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者張福明, 李建新 申請人:天津市亞安科技股份有限公司