基于無線圖傳的分體式天棚檢查鏡設計與實現

劉春光 劉政 白赫

摘 要 傳統天棚檢查鏡將顯示器與攝像頭集成于器材桿上，安檢人員需要首先調整觀察區域位置，然后觀察顯示器圖像作出判斷，操作邏輯性較差，完成一次檢查需要頻繁調整姿態。隨著無線圖傳套件和微型頭戴式顯示器的日益成熟，無線頭戴天棚檢查鏡應運而生。由微型攝像機采集圖像，通過無線圖傳套件完成信號傳輸，微型顯示器顯示結果，節約了安檢隊員的檢查時間，且容易操作，便于維護。

關鍵詞 無線圖傳技術；FLCOS顯示技術；微型雙軸云臺

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）219-0151-02

1 背景及綜述

隨著現代社會對安全要求的不斷提高，由機器檢查和人員搜檢組成的安檢體系成了保障安全的第一道屏障。在常規安檢排爆過程中，天棚檢查鏡是特勤隊員查屋頂等特殊區域的得力助手。現役配置的天棚檢查鏡通常為一體式電子檢查鏡，即在首段裝設一枚攝像頭，在末端裝設顯示器，使用時經過連線后即可使用，但由于顯示器與攝像頭安裝位置的矛盾性，造成操作者視線需要在攝像頭所在目標區域與顯示器之間反復檢查。整個操作過程過于繁瑣，操作者勞動強度大，工作效率低，極大程度上限制了大型安檢任務的執行效率。

隨著通信技術的不斷進步，寬帶移動多媒體通信技術已經在各個行業得到了廣泛應用。根據公安系統的實際情況，基于寬帶移動多媒體通信技術的無線圖傳技術可以發揮出提升公安機關快速反應能力、指揮能力和處置能力的作用。公安傳輸網絡系統適用于應急保障、重大活動保障和日常執勤等各個方面。安檢工作是執勤工作中的一項重要內容。利用無線圖傳技術對現役天棚檢查鏡進行優化，有助于安檢效率的提升。針對現役天棚檢查鏡，本文提出一種基于5.8GHz無線技術和頭戴單目顯示器的分體式天棚檢查鏡。

文章所述的分體式天棚檢查鏡包括手持式流媒體視頻采集終端和頭戴式單目顯示終端，由視頻采集終端對環境圖像信息進行采集和壓縮，通過單目式顯示器將環境圖像傳達到終端用戶。終端之間采用5.8GHz高頻無線通信模塊承載數據流。

系統結構圖如圖1。

2 硬件電路設計

2.1 手持式流媒體視頻采集終端

文章所述的視頻采集終端使用STM32作為邏輯主控芯片，外置電路包含視頻信號采集及微型無線云臺兩部分。攝像頭安裝在微型云臺支架上，可通過主控芯片調整拍攝角度。視頻圖像信號由攝像頭采集后，經過主控芯片壓縮后驅動無線圖傳模塊發出。

2.1.1 視頻信號采集

視頻信號采用CMOS攝像頭采集，相比于CCD傳感器，CMOS價格低廉，技術成熟，整合度高。對CMOS制程數據先放大后整合數據可有效避免噪聲信號的產生。通過采用影像光源自動增益補強技術，白平衡控制技術，自動亮度、色飽和度、邊緣增強、對比度以及伽馬矯正等影像控制技術，成像效果完全可以達到CCD傳感器水平。

2.1.2 微型無線云臺及控制

微型云臺采用兩個數字舵機，舵機旋轉控制精度高，分別控制攝像頭在X、Y軸向的轉動，可有效拓寬圖像視角。云臺控制信號由成品無線搖桿控制器發出，經通信模塊傳輸后，由主控芯片解碼后驅動舵機動作。

2.2 頭戴式單目顯示終端

顯示器采用基于FLCOS技術的微型顯示器，該顯示器模組含有1個VGA像素的微顯示芯片、光源系統以及圖像驅動控制電路，可以虛擬出相當于2m遠處80英寸的高清畫面。

配合人體工學硅膠眼罩，有效降低漏光，實現較高的顯示性能，搭配高效率可調光學模組，實現視力調節功能，支持近視度數650，遠視度數200，有效提高了設備與操作者的適配性。

2.3 無線圖傳模塊

自20世紀90年代以來，無線圖傳系統經歷了由點對點單向無線圖傳產品導功能堆疊系統，再到寬帶移動多媒體通信系統的轉變。現階段第三代無線圖傳系統在技術體制、組網模式和系統功能等方面具有第一代系統與第二代系統所不具有的優勢。本文所述的無線圖傳采用基于5.8GHz無線傳輸協議的無線圖像傳輸套件（RC832+TS832S），現階段該頻段無線設備較少，有效避免了無線電干擾帶來的不可控風險，實現了圖像數據的穩定傳輸。雙向多媒體業務在無線圖傳模塊中發揮著重要的作用。現階段公安業務所使用的圖像傳輸技術以上行圖像傳輸技術為主。分體是天棚檢查鏡的雙向多媒體業務有助于圖像信息的實施傳輸。作為移動臺的頭戴式單目顯示終端可以共享上傳數據帶寬。系統也可以根據移動臺的實際情況，對頭戴式單目顯示終端所使用的帶寬進行靈活配置，自動平均分配、自動固定分配和實時手動分配等圖像帶寬調整模式是帶寬分配過程中常用的分配方式。

2.4 供電設計

為了提高設備的通用性及適配性，降低后期維護成本，系統全部采用USB-5V供電，標準化接口極大的方便了后期的使用及更新。

3 結論

文章所述的分體式天棚檢查鏡，通過先進的無線圖傳套件將視頻采集和播放實現了物理隔離，搭配無線雙軸云臺進一步拓寬了圖像采集視野，實現在復雜小環境下的視頻采集及監視。成品不但可以應用于常規安檢活動，對操作桿絕緣處理后，亦可用于城市低壓配電網絡的常規巡檢及維護。故而這一設備在實際應用過程中可以發揮出警民共用的特點。

參考文獻

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