一种摄像头自动光线调节装置及调节方法与流程

1.本发明涉及摄像头成像技术领域，特别涉及一种摄像头自动光线调节装置及调节方法。


背景技术：

2.摄像头的工作原理是景物通过镜头(lens)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过a/d(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(dsp)中加工处理，通过usb接口传输到电脑中处理，通过显示器即可看到图像。
3.在电力领域经常采用摄像头对设备或仪表进行拍摄，通过拍摄到的图片通过摄像云台传输至后台进行图像识别，形成数字信号。但是摄像头的镜头受光线影响，在阴天时拍摄效果较为清晰，而在晴天光线充足时，由于设备或仪表的表面为金属或具有较强的反光性的材质，导致摄像头的镜头直对反射的强光，因而曝光过度容易产生耀斑、光晕等现象，影响成像效果。此外，若拍摄目标设备的顶部设有防雨檐等板状物体，成像时遮雨檐下的区域为阴影区，导致摄像头的镜头曝光不足，无法成像。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种摄像头自动光线调节装置及调节方法。
5.本发明采用的技术方案为：一种摄像头自动光线调节装置,该摄像头自动光线调节装置包括摄像头本体；所述摄像头本体内部设有电机、控制器和镜头，镜头部分穿过摄像头本体一侧的端面，电机的传动轴穿过摄像头本体一侧的端面，且端头处固定套装传动齿轮；所述摄像头本体的顶部设有检测光线角度的光线角度传感器，光线角度传感器与控制器有线信息传输；所述摄像头本体一侧的端面上还设有能够转动的偏振镜，偏振镜与镜头同轴，且位于镜头外侧，偏振镜上设有与传动齿轮啮合的齿轮环。
6.优选的，所述摄像头本体的顶部还设有补光射灯和光线强度传感器，补光射灯和光线强度传感器与控制器有线信息传输。
7.优选的，所述摄像头本体底部连接有电动支架，电动支架与控制器有线信息传输，对摄像头本体的水平转角和竖直仰角进行控制。
8.优选的，所述电机为伺服电机。
9.一种利用上述的摄像头自动光线调节装置进行调光的方法，其特征在于：包括以下步骤，一，启动摄像头本体，并控制摄像头本体转动对准所要拍摄的设备或仪表；二，控制器控制光线角度传感器启动，光线角度传感器检测光线角度，并将光线角度检测结果反馈至控制器，由控制器根据光线角度控制电机转动，带动偏振镜旋转，调整偏振镜角度过滤强光；三，控制器通过镜头拍照成像。
10.优选的，所述步骤一和步骤二之间还包括控制器控制光线强度传感器开启，光线强度传感器对光线强度进行检测，并将光线强度检测结果反馈至控制器，由控制器将检测
到的光线强度与镜头所需的标准光线强度进行比较，判定是否满足拍摄光照强度；若光线强度过强过弱，控制器还可控制补光射灯对准所要拍摄的设备或仪表进行补光。
11.本发明的有益效果是：本发明通过传感器组件检测光线角度和强度，由控制器根据光线角度和强度的检测结果，通过电机带动偏振镜旋转，调整偏振镜角度过滤强光，从而避免成像效果出现耀斑、光晕等现象，使得成像效果满足后序图像识别程序，能够形成准确的数字信号。此外，本发明还设有补光射灯，通过补光射灯可使得光线强度变大，避免拍摄目标设备顶部设有防雨檐等板状物体，成像时产生阴影区，而导致摄像头的镜头曝光不足，无法成像。
附图说明
12.图1为摄像头曝光过度的示意图；图2为本发明侧面的结构示意图；图3为本发明正面的结构示意图；图4为本发明顶面的结构示意图；图5为本发明的流程示意图。
13.图6为摄像头曝光过度和曝光不足共存的示意图；图7为本发明增加补光射灯和光线强度传感器后的流程示意图。
14.图2、3、4、6、中，1—摄像头本体、2—电机、3—控制器、4—镜头、5—电机的传动轴、6—传动齿轮、7—光线角度传感器、8—偏振镜、9—齿轮环、10—补光射灯、11—光线强度传感器、12—电动支架。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.光线本身是一种电磁波，它与无线电波相似，只是波长更短一些而已。电磁波经反射和漫反射之后，某个方向的振动会减弱，从而产生偏振光。在电力领域经常采用摄像头对设备或仪表进行拍摄，通过拍摄到的图片通过摄像云台传输至后台进行图像识别，形成数字信号。但是摄像头的镜头受光线影响，在阴天时拍摄效果较为清晰。如图1所示，而在晴天光线充足时，由于设备或仪表的表面为金属或具有较强的反光性的材质，形成强光区，导致摄像头的镜头直对反射的强光，因而曝光过度，拍摄的设备会产生耀斑、光晕等现象，拍摄的仪表无法体现表针位置，照片呈现全白效果。
17.为了提高成像效果，本发明是一种摄像头自动光线调节装置,如图2
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4所示，该摄像头自动光线调节装置包括摄像头本体1。所述摄像头本体1内部设有电机2、控制器3和镜头4，镜头4部分穿过摄像头本体1一侧的端面，电机的传动轴5穿过摄像头本体1一侧的端面，且端头处固定套装传动齿轮6；所述电机2优选为伺服电机。所述摄像头本体1的顶部设有检测光线角度的光线角度传感器7，光线角度传感器7与控制器3有线信息传输；所述传感器组为光线强度传感器11和光线角度传感器7。所述摄像头本体1一侧的端面上还设有能够
转动的偏振镜8，偏振镜简称pl镜，是一种滤色镜。偏振镜8的出色功用是能有选择的让某个方向振动的光线通过，在彩色和黑白摄影中用来消除或减弱非金属表面的强反光，从而消除或减轻光斑。偏振镜一种制造方法为，由两片光学玻璃夹着一片有定向作用的微小偏光性质晶体(如云母)组成。另一种制造方法为，两片光学玻璃之间的夹层涂有聚乙烯膜或聚乙烯氰一类的结晶物，这一聚合物涂层可产生极细的栅栏结构，细密的栅栏，只允许振动方向与缝隙相同的光通过。再将这两片玻璃各自独立地安装在可以旋转的环圈里，通过旋转镜片便可以消除被摄物体表面的偏振反射光。该摄像头自动光线调节装置的偏振镜8与镜头4同轴，且位于镜头4外侧，偏振镜8上设有与传动齿轮6啮合的齿轮环9。
18.图5所示，利用该摄像头自动光线调节装置进行调光时，首先启动摄像头本体1，并控制摄像头本体1转动对准所要拍摄的设备或仪表。然后控制器3控制光线角度传感器7启动，光线角度传感器7检测光线角度，并将光线角度检测结果反馈至控制器3，由控制器3根据光线角度控制电机2转动，带动偏振镜8旋转，调整偏振镜8角度过滤强光。最后控制器3通过镜头4拍照成像。需要说明的是，摄像头本体1底部连接有电动支架12，电动支架12与控制器3有线信息传输，摄像头本体1启动后，控制器3通过电动支架12控制摄像头本体1的水平转角和竖直仰角，使得摄像头本体1能够转动对准所要拍摄的设备或仪表。
19.此外，图6所示，若拍摄目标为设备，且设备的顶部设有防雨檐等板状物体时，摄像头成像时遮雨檐下的区域为阴影区，阴影区下方为强光区；阴影区内由于光线不足，导致摄像头的镜头曝光不足，照片部分呈现全黑效果；强光区导致摄像头的镜头直对反射的强光，因而曝光过度，拍摄的设备会产生耀斑、光晕等现象，拍摄的仪表无法体现表针位置，照片呈现全白效果。为了进一步提高成像效果，该摄像头自动光线调节装置的摄像头本体1的顶部还设有补光射灯10和光线强度传感器11，补光射灯10和光线强度传感器11与控制器3有线信息传输。
20.该摄像头自动光线调节装置增设补光射灯10和光线强度传感器11后进行调光时，图7所示，首先启动摄像头本体1，并控制摄像头本体1转动对准所要拍摄的设备或仪表。然后控制器3控制光线强度传感器11开启，光线强度传感器11对光线强度进行检测，并将光线强度检测结果反馈至控制器3，由控制器3将检测到的光线强度与镜头4所需的标准光线强度进行比较，判定是否满足拍摄光照强度；若光线强度过弱，控制器3还可控制补光射灯10对准所要拍摄的设备或仪表进行补光。然后控制器3控制光线角度传感器7启动，光线角度传感器7检测光线角度，并将光线角度检测结果反馈至控制器3，由控制器3根据光线角度控制电机2转动，带动偏振镜8旋转，调整偏振镜8角度过滤强光。最后控制器3通过镜头4拍照成像。