一般的摄像机所摄的影像在显示器上并无十字标尺，因而给军事与民用测量带来了不便。为了满足图像测量与目标瞄准等的需要，敏通科技原已推出了一种带十字丝的黑白摄像机，但还不能满足军事应用、民用测量、预报各种灾害等方面的需求。应某军事部门的要求，武汉乐通光电有限公司高新技术研究所研发了十字标尺摄像机，并已应用于军事项目。后来又推出了数字式，以方便向着智能化发展。

一、十字标尺摄像机的组成及工作原理

十字标尺摄像机，是用字符图形视频叠加而成。这种十字标尺摄像机的组成及工作原理如图1所示。

图1十字标尺摄像机的组成及工作原理框图

由图1可看出，这种摄像机除由摄像镜头、一般摄像机的CCD或CMOS固体图像传感器部分、定时脉冲驭动及同步信号产生部分、视频信号处理（含预处理、切割、压缩、校正、混消隐、AGC，视频放大与输出等）部分，以及电源五大组成部分外，还加有十字标尺形成的字符图形视频叠加与十字标尺视频信号部分等。只要在任一黑白或彩色摄像机上，加上十字标尺形成的字符图形视频叠加与十字标尺视频信号部分的单独模块板，即可形成十字标尺摄像机。由于在摄像机所显示的视频图像上加有白色或黑色的十字标尺（供客户选择），就可以方便地用来进行检测了。可根据目标所占水平与垂直丝的刻度的多少，可估算出目标的尺寸；根据目标所在的象限等，可估算出运动速度和方向等。

二、字符图形视频叠加

字符图形视频叠加部分一般可用两种方法实现，一是采用专门的叠加芯片，二是采用单片机的方案。前一种方案我们已用于银行用防伪点钞机的点钞数据视频叠加显示器中；这里采用的是后一种单片机的方案。采用单片机的字符图形视频叠加的组成与工作原理框图如图2所示。

图2字符图形视频叠加的组成与工作原理框图

由图2可知，字符图形视频叠加由行、场同步信号分离电路，单片机，存储器，字符图形（带刻度的十字丝）和视频叠加混合电路等组成。

这种字符图形（带刻度的十字丝）和视频叠加混合电路的工作原理是，首先将带刻度十字丝的字符图形存入存储器中，单片机从视频信号中提取行、场同步信号，当有行同步信号时，单片机从存储器中读取带刻度十字丝的字符图形，并输出至与视频信号混合叠加的电路，从而输出带有刻度十字丝的视频信号。

这种带刻度十字丝字符图形视频叠加部分的软件工作流程如图3所示。

图3视频叠加软件工作流程

三、十字标尺摄像机刻度尺寸的确定

我们设计的十字标尺的刻度是水平丝上有等间格的20格，垂直丝上有等间格的14格。当十字标尺摄像机选取的CCD是1/2in时，其水平尺寸h=6.4mm，垂直尺寸v=4.8mm，则水平丝上1个刻度间隔有6.4/20=0.32mm；垂直丝上1个刻度间隔有4.8/14=0.mm。

一般，大多选用1/2in，50mm镜头，摄像机传感器的放大倍数为M1/2in=50/12.5=4；如果系统使用14in的监视器显示，而1/2in的CCD的对角线尺寸得4=0.31in，则监视器的放大倍数为Mm=14/0.31=45.；因此，系统的整体放大倍数为M=4x45.=.。

由此，可算出在14in监视器上显示的十字标尺的水平丝上1个刻度间隔的尺寸为.x0.32mm=57.mm；在14in监视器上显示的十字标尺的垂直丝上1个刻度间隔的尺寸为.x0.mm=61.mm。

同样，当十字标尺摄像机选取的CCD是1/3in时，其水平尺寸h=4.4mm，垂直尺寸v=3.3mm。则水平丝上1个刻度间隔有4.4/20=0.22mm；垂直丝上1个刻度间隔有3.3/14=0.mm。因此，当同样选取50mm摄像镜头（最好配1/3in）与14in监视器时，其所显示的十字标尺水平丝上1个刻度间隔的尺寸为87.mm；十字标尺垂直丝上1个刻度间隔的尺寸为93.mm。

因此，若使用与上述相同的系统，所测量的物体在系统的范围内，即可根据物体在监视器上所占水平与垂直丝上刻度的多少，就能非常方便地估算出物体的尺寸。

四、十字标尺摄像机的应用领域

（1）在民用测量领域的应用：可用于建筑、道路、水渠等建设测量中的水准及水准面测量；可用于下沉、变形与倾斜等的位移测量；可用于图像测量：可用于定向与定位：可用于物体的表面形貌与立体测量。

（2）在军事领域的应用：可用于目标的瞄准；可用于估测目标的距离与大小；可用于估算移动目标的运动速度和方向。

（3）在各种灾害预报领域的应用：可用于水、旱、火、雪、风、沙、雾等自然灾害的探测识别与预报；可用于地震灾的探测识别与预报；可用于建筑物倒塌与桥梁断裂灾害的探测识别与预报；可用于山石崩地陷灾害的探测识别与预报。

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