光学定位相机补光电路制造技术

本发明专利技术涉及一种光学定位相机补光电路，所述电路包括：POE电源、储能模块、红外LED灯模块和开关模块，将储能模块的电源端直接与POE电源的输出端连接，将储能模块的输出端与红外LED灯模块的输入端连接，红外LED灯模块的输出端与开关模块的输入端连接，储能模块的接地端和开关模块的输出端共接于POE电源的电源地，开关模块的信号控制端接收外部控制电路发送的开关控制信号，并根据输入的开关控制信号控制红外LED灯模块的亮灭。通过本发明专利技术，能够提升对光学定位相机定位的补光效果和控制水平。

Light compensation circuit of optical positioning camera

【技术实现步骤摘要】
光学定位相机补光电路
本专利技术涉及相机电路领域，尤其涉及一种光学定位相机补光电路。
技术介绍
光学定位相机广泛用于空间坐标标志点的精准定位，通过连续高速实时采集，将各帧图像对应的标志点位置连贯起来，从而实现动作捕捉。动作捕捉广泛应用于电影动漫制作、动作训练、虚拟教育等领域。光学定位相机通过LED红外光源发出红外光照射到被定位目标物体上，被定位目标物体上的反光球标志点将该红外光反射，反射光传到相机内转化成数字图像，相机通过算法处理提取出标志点的坐标信息，通过计算两个或以上的相机采集到的标志点进而计算出标志点的空间坐标。补光功率的大小直接影响到光学定位相机探测距离的远近。而光学定位相的电源基本都是通过网线由带POE功能的交换机提供。现有技术的光学定位相机的补光电路一般都采用DC/DC降压芯片将POE的48V直流电压降压后再输出到补光灯电路，再由控制开关管的导通来控制LED红外灯补光；POE电源经过DC/DC降压后再输出给LED补光灯，必然带来能耗损失，降低效率，在从POE交换机获取有限电源功率的情况下，现在的补光灯电路方式严重降低了POE电源的利用效率，不利于提高光学定位相机的探测距离；同时，现有技术中的光学定位相机的补光电路，无法根据各种场景的应用要求构建定制化的定位相机以满足使用者对不同定位精度的需求。
技术实现思路
针对现有技术中的弊端，本专利技术提供了一种光学定位相机补光电路，能够有效解决现有光学定位相机补光电路不能高效利用POE电源的问题。为此，本专利技术需要具备以下三处重要的专利技术点：(1)储能模块包括一个以上串联的储能子模块，各个储能子模块的结构相同，储能模块使用的储能子模块的数量与光学定位相机的定位精度成正比，从而提升光学定位相机控制的智能化水准；(2)在基于电源电压和红外LED灯工作电压的红外LED灯数量设定机制的基础上，将红外LED灯模块直接与POE电源连接，二者之间不设置电压转换设备，避免因为降压带来的能耗损失，提升了红外LED灯模块的发光效率，提升了光学定位相机的探测距离和成像景深；(3)多级储能电路的具体化结构设计，提升了储能电路的储能效率，有效避免光学定位相机曝光时POE电源瞬间供应不上而影响红外LED灯模块正常工作的情况发生。根据本专利技术的一方面，提供了一种光学定位相机补光电路，所述光学定位相机面对待定位的标志点执行多帧图像的实时连续采集，基于分别存在于多帧图像中的多个标志点成像位置实现标志点的动作捕捉和定位，所述电路包括：POE电源，通过网线与POE交换机连接，用于从POE交换机处获取电源功率以作为预设电压值的直流电源进行电力供应，所述POE电源包括电源接地端和预设电压值的电源输入端；储能模块，分别与POE电源和红外LED灯模块连接，用于在光学定位相机不进行曝光时存储POE电源输出的电能，还用于在光学定位相机进行曝光时向红外LED灯模块进行电力供应；红外LED灯模块，包括多个红外LED灯，用于发出红外光照射到光学定位相机面对的待定位的标志物体，待定位的标志物体上的待定位的标志点为红外反光球，用于将红外光反射以传到光学定位相机以便于光学定位相机执行逐帧成像；开关模块，与红外LED灯模块连接，具有信号控制端，用于接收外部控制电路发送的开关控制信号以控制红外LED灯模块的亮灭；其中，储能模块包括一个以上串联的储能子模块，各个储能子模块的结构相同，储能模块使用的储能子模块的数量与光学定位相机的定位精度成正比；其中，红外LED灯模块包括一个以上并联的红外LED灯子模块，各个红外LED灯子模块的结构相同，每一个红外LED灯子模块由一个以上红外LED灯以及一个或以上串联电阻组成，红外LED灯子模块内各个元器件串联，红外LED灯模块内各个红外LED灯的工作电压相同，基于红外LED灯的工作电压确定每一个红外LED灯子模块中的一个以上红外LED灯的数量，一个以上红外LED灯的数量与红外LED灯的工作电压成反比；其中，在光学定位相机不进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块熄灭，在光学定位相机进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块点亮；其中，一个以上红外LED灯的数量乘以红外LED灯的工作电压的数值小于预设电压值且距离预设电压值的差值在0-2之间。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：每一个储能子模块包括第一电感、第一二极管、第一电容和第二电容，相邻串联的两个储能子模块中，左侧储能子模块的第二电容与右侧储能子模块的第一电容共用，左侧储能子模块的第一电感的一端分别与POE电源的电源输入端、左侧储能子模块的第一二极管的负端以及左侧储能子模块的第一电容的一端连接，另一端分别与右侧储能子模块的第一电感的一端、左侧储能子模块的第一二极管的正端、右侧储能子模块的第一二极管的负端以及共用电容的一端连接，右侧储能子模块的第一电感的另一端分别与右侧储能子模块的第一二极管的正端以及右侧储能子模块的第二电容的一端连接，左侧储能子模块的第一电容的另一端、共用电容的另一端、右侧储能子模块的第二电容的另一端共同接地；其中，每一个储能子模块的第一二极管都为续流二极管，用于在光学定位相机不进行曝光时执行其所在储能子模块的第一电感的电流续流；其中，储能模块中最右侧储能子模块的第一电感的另一端与红外LED灯模块的输入端连接；其中，开关模块分别与红外LED灯模块的输出端、接地端以及发出开关控制信号的外部控制电路的输出端连接。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：每一个红外LED灯子模块中，一个以上红外LED灯从左到右串联后再与串联电阻串联，最左侧的红外LED灯的一端与最右侧储能子模块的第一电感的另一端连接，另一端与相邻的红外LED灯的一端连接，串联电阻的一端与最右侧的红外LED灯的一端连接，另一端与采用NMOS管结构的开关模块的漏极连接。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：开关模块采用NMOS管结构，其栅极与发出开关控制信号的外部控制电路的输出端连接，其源极与接地端连接。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：所述预设电压值为48V；其中，一个以上红外LED灯的数量乘以红外LED灯的工作电压的数值小于48且距离48的差值在0-2之间包括：当红外LED灯的工作电压的数值为1.4时，确定的一个以上红外LED灯的数量为34；当红外LED灯的工作电压的数值为1.8时，确定的一个以上红外LED灯的数量为26。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：外部控制电路发出的开关控制信号为脉宽调制信号即PWM信号，外部控制电路为现场可编辑逻辑门阵列FPGA器件、单片机和ARM处理器之一与外围器件组成的控制电路。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：每一个储能子模块的第一电容和第二电容都为有极性的电容或都为无极性的电容。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：每一个储能子模块的第一电感、第一电容和第二电容用于在光学定位相机不进行曝光时存储POE电源输出的电能。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：每一个红外LED灯子模块的一个以上红外LED灯都为850nm的红外LED灯，每一个红外LED灯子模块的串联电阻都为功率型的电阻。更具体地，在所述光学定位相机补光电路中：NMOS管结构的开关模块的信号控制端接收外部控制电路发出的PWM信号后，NM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学定位相机补光电路，所述光学定位相机面对待定位的标志点执行多帧图像的实时连续采集，基于分别存在于多帧图像中的多个标志点成像位置实现标志点的动作捕捉和定位，其特征在于，所述电路包括：POE电源，通过网线与POE交换机连接，用于从POE交换机处获取电源功率以作为预设电压值的直流电源进行电力供应，所述POE电源包括电源接地端和预设电压值的电源输入端；储能模块，分别与POE电源和红外LED灯模块连接，用于在光学定位相机不进行曝光时存储POE电源输出的电能，还用于在光学定位相机进行曝光时向红外LED灯模块进行电力供应；红外LED灯模块，包括多个红外LED灯，用于发出红外光照射到光学定位相机面对的待定位的标志物体，待定位的标志物体上的待定位的标志点为红外反光球，用于将红外光反射以传到光学定位相机以便于光学定位相机执行逐帧成像；开关模块，与红外LED灯模块连接，具有信号控制端，用于接收外部控制电路发送的开关控制信号以控制红外LED灯模块的亮灭；其中，储能模块包括一个以上串联的储能子模块，各个储能子模块的结构相同，储能模块使用的储能子模块的数量与光学定位相机的定位精度成正比；其中，红外LED灯模块包括一个以上并联的红外LED灯子模块，各个红外LED灯子模块的结构相同，每一个红外LED灯子模块由一个以上红外LED灯以及一个或以上串联电阻组成，红外LED灯子模块内各个元器件串联，红外LED灯模块内各个红外LED灯的工作电压相同，基于红外LED灯的工作电压确定每一个红外LED灯子模块中的一个以上红外LED灯的数量，一个以上红外LED灯的数量与红外LED灯的工作电压成反比；其中，在光学定位相机不进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块熄灭，在光学定位相机进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块点亮；其中，一个以上红外LED灯的数量乘以红外LED灯的工作电压的数值小于预设电压值且距离预设电压值的差值在0‑2之间。...

【技术特征摘要】
1.一种光学定位相机补光电路，所述光学定位相机面对待定位的标志点执行多帧图像的实时连续采集，基于分别存在于多帧图像中的多个标志点成像位置实现标志点的动作捕捉和定位，其特征在于，所述电路包括：POE电源，通过网线与POE交换机连接，用于从POE交换机处获取电源功率以作为预设电压值的直流电源进行电力供应，所述POE电源包括电源接地端和预设电压值的电源输入端；储能模块，分别与POE电源和红外LED灯模块连接，用于在光学定位相机不进行曝光时存储POE电源输出的电能，还用于在光学定位相机进行曝光时向红外LED灯模块进行电力供应；红外LED灯模块，包括多个红外LED灯，用于发出红外光照射到光学定位相机面对的待定位的标志物体，待定位的标志物体上的待定位的标志点为红外反光球，用于将红外光反射以传到光学定位相机以便于光学定位相机执行逐帧成像；开关模块，与红外LED灯模块连接，具有信号控制端，用于接收外部控制电路发送的开关控制信号以控制红外LED灯模块的亮灭；其中，储能模块包括一个以上串联的储能子模块，各个储能子模块的结构相同，储能模块使用的储能子模块的数量与光学定位相机的定位精度成正比；其中，红外LED灯模块包括一个以上并联的红外LED灯子模块，各个红外LED灯子模块的结构相同，每一个红外LED灯子模块由一个以上红外LED灯以及一个或以上串联电阻组成，红外LED灯子模块内各个元器件串联，红外LED灯模块内各个红外LED灯的工作电压相同，基于红外LED灯的工作电压确定每一个红外LED灯子模块中的一个以上红外LED灯的数量，一个以上红外LED灯的数量与红外LED灯的工作电压成反比；其中，在光学定位相机不进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块熄灭，在光学定位相机进行曝光时，开关控制信号控制红外LED灯模块点亮；其中，一个以上红外LED灯的数量乘以红外LED灯的工作电压的数值小于预设电压值且距离预设电压值的差值在0-2之间。2.如权利要求1所述的光学定位相机补光电路，其特征在于：每一个储能子模块包括第一电感、第一二极管、第一电容和第二电容，相邻串联的两个储能子模块中，左侧储能子模块的第二电容与右侧储能子模块的第一电容共用，左侧储能子模块的第一电感的一端分别与POE电源的电源输入端、左侧储能子模块的第一二极管的负端以及左侧储能子模块的第一电容的一端连接，另一端分别与右侧储能子模块的第一电感的一端、左侧储能子模块的第一二极管的正端、右侧储能子模块的第一二极管的负端以及共用电容的一端连接，右侧储能子模块的第一电感的另一端分别与右侧储能子模块的第一二极管的正端以及右侧储能子模块的第二电容的一端连接，左侧储能子模块的第一电容的另一端、共用电容的另一端、右侧储能子模块的第二电容的另一端共同接地；其中，每一个储能子模块的第一二极管都为续流二极管，用于在光学定位相机不进行曝光时执行其所在储能子模块的第一电感的电流续流；其中，储能模块中最...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金芝，刘栋，
申请(专利权)人：北京欧比邻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11