煤礦事故發(fā)生后,井下環(huán)境錯綜復(fù)雜,氣溫升高,爆炸性混合物濃度增大,環(huán)境極其不穩(wěn)定,隨時都可能發(fā)生冒頂和二次爆炸事故,救援隊員貿(mào)然進入事故現(xiàn)場實施救援會對救援人員生命安全構(gòu)成巨大威脅。因此,研發(fā)可以替代救援人員進入事故現(xiàn)場探測環(huán)境的礦用救援機器人對救援工作具有重要意義。課題來源于重慶多朋科技有限公司的ZRK礦用救援機器人橫向課題。本文針對ZRK救援機器人定制設(shè)計一套音視頻采集系統(tǒng),以滿足井下黑暗環(huán)境機器人的視覺和聽覺需求,采集井下音視頻數(shù)據(jù)并回傳至救援指揮中心,為制定救援方案提供重要參考依據(jù)。通過對系統(tǒng)的需求分析,對比不同的方案,最終選用了以S5PV210為平臺的音視頻采集方案。礦用救援機器人音視頻采集系統(tǒng)以模塊化思想設(shè)計,由處理器單元、視頻單元、音頻單元、通信單元和供電單元等組成。針對井下實際情況,視頻單元采用高靈敏度、大尺寸1/2MCCD攝像頭搭配波長為850nm的第三代點陣式紅外LED的主動視頻采集技術(shù)實現(xiàn)低照度視頻采集,選用低功耗的TVP5150視頻編碼芯片對攝像頭輸出的PAL制式電視信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)化和亮色分離,輸出標(biāo)準(zhǔn)的ITU-R BT601數(shù)字視頻信號供S5PV210處理器壓... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

紅外視頻采集原理框圖

將會逐步取代陣列式紅外補光方式。點陣式紅外補光燈如圖2.2（b）所示。半導(dǎo)體激光輔助光源與紅外 LED 輔助光源發(fā)光原理不同。半導(dǎo)體激光輔助光源是通過電子受激躍遷把能量以光的形式輻射出去，輻射出的光束細、亮度高，不能直接用以照明，需要光學(xué)系統(tǒng)將點光源轉(zhuǎn)換為面光源，然后照射目標(biāo)范圍。半導(dǎo)體激光二極管功率有 1~10W 不等，一般多用于室外的夜視監(jiān)控系統(tǒng)中，如高速公路、鐵路等環(huán)境中[35~37]。半導(dǎo)體激光輔助光源是一種新型技術(shù)，成本較高，且發(fā)展還不是很成熟，還處于行業(yè)研發(fā)和試用階段。綜合對比三種不同類型的補光方式，第三代點陣式紅外補光技術(shù)由于其技術(shù)成熟成本低、壽命長、光電轉(zhuǎn)換效率高、照度均勻及輔助成像細膩，尤其適合應(yīng)用在視頻采集系統(tǒng)中。（a）陣列式紅外補光 （b）點陣式紅外補光圖 2.2 輔助光源補光方式

圖 2.3 MCCD 圖像傳感器光譜響應(yīng)曲線看出，本文所用的攝像頭對光譜的響應(yīng)主要集中在隨著波長的增大而降低。選擇光源波長較短的紅外穿透能力較差，照射距離近；選擇光源波長較長的但輔助視頻采集圖像質(zhì)量差。同時大氣中存在的各使得光線能量損失，圖像傳感器接收到的信號減弱（大氣窗口是指光線透過率較高的波段）之內(nèi)，常850nm 和 940nm，均在大氣窗口之內(nèi)，綜合考慮圖像，本文選用波長為 850nm 的第三代點陣式紅外 LED信號采集原理攝像頭一般輸出 PAL 或 NTSC 制式的模擬電視信號。會制定的電視標(biāo)準(zhǔn)，幀率為 29.97fps，電視掃描線為 在后，畫面寬高比 4:3，主要用于美國、日本等地區(qū)電視掃描線為 625 線，隔行掃描，奇場在前，偶場國、新加坡等地區(qū)。無論是 NTSC 制還是 PAL 制都

【參考文獻】：
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本文編號：3236868