一种低功耗红外和图像复合传感探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低功耗红外和图像复合传感探测装置，它在地面传感系统中用于对道路、桥梁等线状区域的监视，对通过探测区域的运动目标检测，并提供目标运动方向、数量和图像信息。它主要由无源红外传感器、白光/红外摄像机、信号处理模块、图像采集模块、无线传输模块、综合电源模块和电池组成。当探测范围内无目标时，装置处于低功耗值守工作模式，一旦探测范围内有目标，装置各模块均启动工作，进行图像捕获，并检测目标的运动方向和数量，形成探测数据后，向后方发射上报。当探测范围内目标消失，装置重新转入低功耗值守工作模式。本发明专利技术具有易布设、低功耗、全天时、目标运动方向自动识别、自动图像捕获的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗红外和图像复合传感探测装置
本专利技术涉及一种用于地面传感系统的低功耗无源红外传感器和图像传感器结合的复合传感探测装置。
技术介绍
无源红外传感器是一种被动式的无源探测器件，具有结构简单、技术性能稳定，低功耗、便于机动布设、隐蔽性好等特点。它在地面传感器系统中主要用作道路要地入侵监视，根据目标的热辐射能量通过光学系统聚集到红外换能器上，由换能器接收并转换成电信号放大与处理来探测目标。其检测能力和性能受入侵目标和背景之间的固有热辐射的对比度，及其对比度随目标和传感器间传播路径的衰减影响。信号处理时采用恒虚警检测原则。图像传感器可直接提供探测区域的图像信息，图像信息内容丰富、信息量大且直观。传感器系统中纳入图像传感器后，与其它非图像型传感器配合使用，相互补充，可显著提高报警的精确度，获取的信息具有确切、直观、具体生动、真实和高效的特点。但图像传感器存在体积质量、功耗较大的问题；其获取的大容量图像处理、存储与传输问题需要解决。所以，需要研究将红外传感器和图像传感器技术相结合，实现一种低功耗红外图像复合传感探测装置，以弥补各传感器独立使用的不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题就是避免上述
技术介绍
中出现的不足之处，而提供一种用于地面传感系统的低功耗红外和图像复合传感探测装置。本专利技术的目的是这样实现的：一种低功耗红外和图像复合传感探测装置，包括：白光/红外摄像机、信号处理模块、图像采集模块、无线传输模块、无源红外传感器、综合电源模块和电池；无源红外传感器用于通过目标的红外辐射来探测入侵目标，把目标发出的红外信号转换为电信号，并将电信号分两路输出至信号处理模块；白光/红外摄像机用于进行全天时摄像，进行目标图像的采集，输出模拟图像信号至图像采集模块；图像采集模块用于在信号处理模块的控制下捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像，对捕获到的模拟图像进行基于帧的压缩编码，将压缩后的图像输出至信号处理模块；信号处理模块用于在探测范围内无目标时，使整个装置工作于低功耗值守模式；在接收到无源红外传感器输出的电信号时，控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块上电，并控制图像采集模块捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像；还用于将无源红外传感器输入的两路电信号分别进行A/D转换，并进行目标检测、目标运动方向判决和目标计数处理，将电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像输出至无线传输模块；当探测范围内目标消失后控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块断电，使装置转入低功耗值守模式。无线传输模块用于将信号处理模块输出的电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像通过天线输出；综合电源模块和电池用于给装置中各个模块进行供电。其中，无源红外传感器包括菲涅耳透镜、双元热释电传感电路、第一超低频信号放大级联电路和第二超低频信号放大级联电路；菲涅耳透镜根据目标表面温度相对背景温度的温差对通过视场的目标进行探测，将探测到的目标的红外信号输出至双元热释电传感电路；双元热释电传感电路将红外信号转换为电信号，并分别输出至第一超低频信号放大级联电路和第二超低频信号放大级联电路；第一超低频信号放大级联电路和第二超低频信号放大级联电路分别将输入的电信号进行放大滤波后输出至信号处理模块。本专利技术与
技术介绍
相比具有如下优点：(1)采用无源红外探测和图像探测相结合的方式，能同时给出红外探测的目标结果信息和图像探测捕获的目标图像信息。两者互为印证，提高目标捕获的可信度。(2)采用低功耗设计，装置在值守状态下功耗极低，在值守状态下探测到目标时才启动摄像机和图像采集等其它模块，使得装置在电池供电下能长期工作。(3)摄像机配备光线感应器、白光和红外摄像头，能够全天时工作。附图说明图1是本专利技术系统组成框图；图2是无源红外传感器组成框图；图3是本专利技术工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方案进行详细说明：本实施实例在本专利技术的前提下进行实施，给出了详细的实施过程和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。图1为本专利技术的系统组成框图，具有对地面运动目标，如人员、轮式车、履带车的远距离探测能力，具有自动判断目标运动方向和目标数量，并捕获目标图像的功能。系统由无源红外传感器、白光/红外摄像机、信号处理模块、图像采集模块、无线传输模块、综合电源模块和电池组成。装置由电池供电，突出装置的便携性、移动性、低功耗、快速布设功能。其中：信号处理模块是整个系统的核心，用以完成低功耗控制和数字信号处理功能。无源红外传感器用于通过目标的红外辐射来探测入侵目标，把目标发出的红外信号转换为电信号，并将电信号分两路输出至信号处理模块；白光/红外摄像机用于进行全天时摄像，进行目标图像的采集，输出模拟图像信号至图像采集模块；本专利技术所束的白光/红外摄像机可进行全天时摄像，包括光线探测器、白光摄像头、红外摄像头各一个。摄像机上的光线探测器能够自动感应光线明暗信息，来选择启用白光或红外摄像头工作，具有全天时工作能力，无论白天或夜晚均能够有效输出模拟图像。图像采集模块用于在信号处理模块的控制下捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像，对捕获到的模拟图像进行基于帧的压缩编码，将压缩后的图像输出至信号处理模块；信号处理模块负责各单元模块电源控制。在值守模式下，信号处理模块控制综合电源模块只给无源红外传感器、信号处理模块值守电路和白光/红外摄像机加电，其余模块电源均关闭，系统工作电流极小，处于低功耗状态。在值守模式下，定时发送系统心跳信息，频率通常为1次/天，只在发送时刻控制各模块加电自检并将自检结果通过无线传输模块发射出去。当探测范围内有目标时才启动其余各模块上电工作，目标消失后又自动转入值守，保证系统低功耗运行，在电池供电的情况下能长时间工作。具体如下：信号处理模块用于在探测范围内无目标时，使整个装置工作于低功耗值守模式；在接收到无源红外传感器输出的电信号时，控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块上电，并控制图像采集模块白光/红外摄像机采集的模拟图像；还用于将无源红外传感器输入的两路电信号分别进行A/D转换，并进行目标检测、目标运动方向判决和目标计数处理，将电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像输出至无线传输模块；当探测范围内目标消失后控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块断电，使装置转入低功耗值守模式。其中，目标检测算法计算采集的红外信号幅度，当幅度超过预定门限时，则检测出一个目标事件。预定检测门限按照检测器输出信噪比来动态地调整，来维持检测的恒虚警率。并根据脉冲期间宽度、间隔时间和幅度变化规律，验证是否符合目标从进入到退出探测视场的过程，确认有效目标信号，抑制噪声/干扰剔除虚警。目标运动方向判别和通过目标计数算法处理如下。对于无源红外探测视场内目标的运动方向，依据有效目标信号的正负脉冲对触发的先后顺序和间隔进行判别。相继触发次数即为目标通过的个数。无线传输模块用于将信号处理模块输出的电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像通过天线输出；本专利技术所述的综合电源模块完成电源DC/DC变换，提供系统所需的各种电压，并提供电压输出控制端由信号处理模块控制各单元的上电和断电，进行综合电源控制。图2是无源红外传感器的组成框图，本专利技术所述的无源红外传感器是一种使用被动式无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗红外和图像复合传感探测装置，包括：白光/红外摄像机、信号处理模块、图像采集模块、无线传输模块、综合电源模块和电池，其特征在于还包括无源红外传感器；无源红外传感器用于通过目标的红外辐射来探测入侵目标，把目标发出的红外信号转换为电信号，并将电信号分两路输出至信号处理模块；白光/红外摄像机用于进行全天时摄像，进行目标图像的采集，输出模拟图像信号至图像采集模块；图像采集模块用于在信号处理模块的控制下捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像，对捕获到的模拟图像进行基于帧的压缩编码，将压缩后的图像输出至信号处理模块；信号处理模块用于在探测范围内无目标时，使整个装置工作于低功耗值守模式；在接收到无源红外传感器输出的电信号时，控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块上电，并控制图像采集模块捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像；还用于将无源红外传感器输入的两路电信号分别进行A/D转换，并进行目标检测、目标运动方向判决和目标计数处理，并将电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像输出至无线传输模块；还用于在探测范围内目标消失后控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块断电，使装置转入低功耗值守模式；无线传输模块用于将信号处理模块输出的电信号的处理结果和图像采集模块压缩后的图像通过天线输出；综合电源模块和电池用于给装置中各个模块进行供电。...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗红外和图像复合传感探测装置，包括：白光/红外摄像机、信号处理模块、图像采集模块、无线传输模块、综合电源模块和电池，其特征在于还包括无源红外传感器；无源红外传感器用于通过目标的红外辐射来探测入侵目标，把目标发出的红外信号转换为电信号，并将电信号分两路输出至信号处理模块；白光/红外摄像机用于进行全天时摄像，进行目标图像的采集，输出模拟图像信号至图像采集模块；图像采集模块用于在信号处理模块的控制下捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像，对捕获到的模拟图像进行基于帧的压缩编码，将压缩后的图像输出至信号处理模块；信号处理模块用于在探测范围内无目标时，使整个装置工作于低功耗值守模式；在接收到无源红外传感器输出的电信号时，控制综合电源模块给图像采集模块和无线传输模块上电，并控制图像采集模块捕获白光/红外摄像机采集的模拟图像；还用于将无源红外传感器输入的两路电信号分别进行A/D转换，并进行目标检测、目标运动方向判决和目标计数...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍志勇，王延，酒乐，郭欣茹，孙爱军，温博，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13