煤矿事故发生后,井下环境错综复杂,气温升高,爆炸性混合物浓度增大,环境极其不稳定,随时都可能发生冒顶和二次爆炸事故,救援队员贸然进入事故现场实施救援会对救援人员生命安全构成巨大威胁。因此,研发可以替代救援人员进入事故现场探测环境的矿用救援机器人对救援工作具有重要意义。课题来源于重庆多朋科技有限公司的ZRK矿用救援机器人横向课题。本文针对ZRK救援机器人定制设计一套音视频采集系统,以满足井下黑暗环境机器人的视觉和听觉需求,采集井下音视频数据并回传至救援指挥中心,为制定救援方案提供重要参考依据。通过对系统的需求分析,对比不同的方案,最终选用了以S5PV210为平台的音视频采集方案。矿用救援机器人音视频采集系统以模块化思想设计,由处理器单元、视频单元、音频单元、通信单元和供电单元等组成。针对井下实际情况,视频单元采用高灵敏度、大尺寸1/2MCCD摄像头搭配波长为850nm的第三代点阵式红外LED的主动视频采集技术实现低照度视频采集,选用低功耗的TVP5150视频编码芯片对摄像头输出的PAL制式电视信号进行模数转化和亮色分离,输出标准的ITU-R BT601数字视频信号供S5PV210处理器压缩和远传;音频单元选用WM8960音频编解码器对电容式驻极采集的模拟电信号进行采样、量化和编码,通过IIS接口将数字音频数据传送给S5PV210处理器处理。供电单元设计了反接、瞬态抑制、过流和过压保护电路,采用“Buck+LDO”的方式实现电压的转换,降低功耗,提高系统稳定性。系统提供USB接口、串口和以太网/WIFI接口,方便数据的上传、下载和远传。系统电路安全按照本质安全技术原理设计,满足矿用电气设备的防爆要求。系统测试结果表明,本文设计的音视频采集系统功耗小于7.5W,能够实现一般环境及全黑环境下的音视频的采集、处理、存储和远传,黑暗环境下可视距20m,满足矿用救援机器人音视频采集系统的设计目标,具有一定的实用价值。