多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的製作方法

2023-05-18 03:04:16

專利名稱：多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及視頻監控技術領域，特別涉及ー種多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置。
背景技術：
目前，在視頻監控技術領域，現有的視頻監控系統通常包括視頻監控前端設備、傳輸設備、主控設備和顯示設備等設備。其中視頻監控前端設備主要負責數據和視頻信號的採集處理；傳輸設備將上述採集的數據和視頻信號傳輸至主控設備和顯示設備；主控設備對數據進行分析和處理後產生或直接由主控單元發出控制指令，並由傳輸設備傳輸至視頻監控前端設備，顯示設備對視頻信號進行處理後顯示在顯示單元上。 目前，視頻監控系統的視頻監控前端設備主要分為以下三類第一類是定點視頻採集裝置，即採用定點攝像機作為視頻監控前端設備，用來監控指定區域，該類視頻監控前端設備只能對固定方向進行監控，存在監控盲區。第二類是旋轉視頻採集裝置，即採用可在水平方向和垂直方向上旋轉的裝置帶動攝像機進行多方向監控，如雲臺裝置與攝像機的組合(下文簡稱「雲臺攝像機」)作為視頻監控前端設備，該類視頻監控前端設備雖解決了監控方向不可調的問題，但同一時刻不能監控多個方向，因此仍然存在監控盲區。第三類是採用定點視頻採集裝置與旋轉視頻採集裝置配合，如專利申請公布號CN102342099A提出的智能監控裝置及採用該裝置的影像監控系統，其主要採用例如廣角攝像機(廣角鏡頭與模擬攝像機/數字攝像機的組合)對監控區域進行廣域視頻採集，並採用例如雲臺攝像機對廣域視頻中的某個監控區域進行局部集中視頻採集，上述視頻監控前端設備常用於對運動目標的跟蹤監控，但上述監控裝置通過安裝例如魚眼鏡頭的廣角攝像機採集的視頻圖像存在扭曲、畸變的現象，導致視頻圖像邊緣位置的運動目標很難被識別，因此限制了監控範圍。而且由於上述監控裝置廣域視頻採集設備固定不可調，因此廣域視頻採集的監控區域在方向上不能改變，影響了上述監控裝置的適應性和靈活性。同時由於上述監控裝置未採用輔助照明設備，使其無法在夜間或低照度情況下對監控區域內的運動目標進行定位跟蹤。另外，以上三類視頻監控前端設備均無法對運動目標進行示警。

發明內容
本發明是為解決上述問題而提出的，其目的在於，提供ー種多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，該監控裝置即使在低照度情況下仍能監控範圍較大的全景區域，本監控裝置通過對多個方向進行預警視頻採集，直接檢測多個預警視頻圖像內的動態，從而確定運動目標的位置信息，進而對運動目標進行跟蹤視頻採集、音頻採集、光照示警和聲音示警，同時，還在相應視頻圖像中添加報警信號，並通過回傳指令控制主控設備產生報警動作，最終將多個預警視頻和跟蹤視頻進行存儲並傳輸至視頻監控系統的顯示設備。其目的還在於，使本發明預警定位自動跟蹤監控裝置具有多方向監控區域調節功能，有效擴大視頻監控區域，彌補現有廣角攝像機所採集的視頻圖像周邊扭曲、畸變的缺陷；相應優化配套的機械結構設計以實現多方向監控區域的可調性，進ー步提高其適用性和靈活性。為實現上述目的本發明所採用的技術方案是ー種多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，為視頻監控系統的視頻監控前 端設備；該監控裝置包括預警定位機構和跟蹤示警機構；所述預警定位機構與該監控裝置設有的支架連接，所述跟蹤示警機構對應設置於預警定位機構上方；所述預警定位機構包括垂直預警部分和水平預警部分，垂直預警部分用來採集本監控裝置下方的視頻圖像，水平預警部分用來採集本監控裝置側向的視頻圖像；所述預警定位機構內設預警定位模塊，用以實現預警定位機構對所監控運動目標的預警定位，並控制跟蹤示警機構對運動目標進行跟蹤示警；所述跟蹤示警機構包括跟蹤視頻採集部分和示警部分，跟蹤視頻採集部分用來跟蹤採集運動目標的視頻圖像，示警部分用來對運動目標進行示警警告；所述跟蹤示警機構內設跟蹤示警模塊，用以實現跟蹤示警機構對所監控運動目標的跟蹤示警。所述預警定位模塊包括垂直預警視頻採集単元、水平預警視頻採集単元、光照強度檢測單元、輔助照明単元、第一視頻轉換單元、視頻存儲單元、動態檢測單元、視頻合成單元、第二視頻轉換單元、第一控制單元、第一通訊單元和第二通訊單元。所述垂直預警視頻採集單元採集監控裝置下方監控區域的預警視頻(下文簡稱「垂直預警視頻」)，並將上述垂直預警視頻傳輸至第一視頻轉換單元。所述水平預警視頻採集單元採集監控裝置側向監控區域的預警視頻(下文簡稱「水平預警視頻」)，並將上述水平預警視頻傳輸至第一視頻轉換單元。所述第一視頻轉換單元接收垂直預警視頻採集単元、水平預警視頻採集単元和跟蹤示警模塊中跟蹤視頻採集單元輸出的模擬視頻信號，並將上述模擬視頻信號轉換為數字視頻信號。所述光照強度檢測單元檢測監控區域的光照強度，並將檢測值傳輸至第一控制單元，由第一控制單元控制輔助照明単元對監控區域進行輔助照明。所述視頻存儲單元存儲第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻；而且，在第一控制單元的控制下，視頻存儲單元可以將其內部存儲的數字視頻信號傳輸至視頻合成単元。所述動態檢測單元檢測第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻中的動態，並將運動目標的位置信息轉換為對跟蹤示警模塊的控制指令，上述控制指令通過第一控制單元傳輸至第二通訊單元，由第二通訊單元將控制指令傳輸至跟蹤示警模塊。所述視頻合成單元在第一控制單元的控制下選擇從第一視頻轉換單元或視頻存儲單元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並將上述所有視頻合成為全景視頻數位訊號；當檢測到運動目標時，視頻合成単元在第一控制單元的控制下在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號。
所述第二視頻轉換單元負責將全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號，並傳輸至顯示設備。所述第一控制單元接收動態檢測單元提供的對跟蹤示警模塊的控制指令，並通過第二通訊單元與跟蹤示警模塊通訊；第一控制單元還接收光照強度檢測單元對監控區域光照強度的檢測值，並控制開啟輔助照明単元；第一控制單元還控制視頻合成単元接收來自第一視頻轉換單元的數字視頻信號或接收來自視頻存儲單元的數字視頻信號，並設定合成全景視頻數位訊號的組合方式；當檢測到運動目標時，第一控制單元還控制視頻合成単元在相應預警視頻圖像上疊加報警信號；第一控制單元還控制視頻存儲單元是否輸出其內部存儲的數字視頻信號；第一控制單元還通過第一通訊單元與主控設備通訊。所述第一通訊單元負責第一控制單元與主控設備的通訊；第二通訊單元負責第一控制單元與跟蹤示警模塊中的第三通訊單元進行通訊。所述跟蹤示警模塊包括跟蹤視頻採集單元、音頻採集單元、光照示警單元、聲音示 警單元、水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元、鏡頭變焦電機驅動單元、第二控制単元和第三通訊單元。所述跟蹤視頻採集単元採集運動目標所在區域的跟蹤視頻(下文簡稱「跟蹤視頻」)，並將上述跟蹤視頻傳輸至預警定位模塊中的第一視頻轉換單元。所述音頻採集單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行音頻採集，並將所採集的音頻傳輸給主控設備。所述光照示警單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行光照示警。所述聲音示警單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行聲音示警。所述水平旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動水平旋轉電機旋轉。所述垂直旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動垂直旋轉電機旋轉。所述鏡頭變焦電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動鏡頭變焦電機旋轉。所述第三通訊單元負責第二控制單元與預警定位模塊中的第二通訊單元進行通訊，第二控制單元通過第三通訊單元接收對跟蹤示警模塊的控制指令；且第二控制單元通過第三通訊單元向預警定位模塊中的第二通訊單元發送狀態信息，第二通訊單元將上述狀態信息傳輸至第一控制單元。所述第二控制單元根據上述對跟蹤示警模塊的控制指令，控制水平旋轉電機驅動単元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元；所述第二控制單元控制光照示警單元對所監控運動目標所在區域進行光照示警；所述第二控制單元控制聲音示警單元對所監控運動目標所在區域進行聲音示警，並選擇示警聲音的來源；所述第二控制單元還控制音頻採集單元對所監控運動目標所在區域進行音頻採集。所述垂直預警部分包括垂直預警攝像機和輔助照明部件；所述垂直預警攝像機採用廣角攝像機(廣角鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合)；所述輔助照明部件內設的輔助照明単元採用紅外燈、雷射器、可見光照明設備其中之一或兩種以上的組合。所述水平預警部分包括水平預警攝像機、水平滑動部件、垂直調節部件和輔助照明部件。所述水平預警攝像機採用長焦攝像機(長焦鏡頭與模擬攝像機/數字攝像機的組合)或/和變焦攝像機(變焦鏡頭與模擬攝像機/數字攝像機的組合)；採用數量為ー組以上。所述水平滑動部件包括滑動護罩、上支撐板和下支撐板；所述滑動護罩上下兩端設有滑軌；所述上支撐板和下支撐板與滑動護罩接觸表面設有與滑動護罩上、下兩端滑軌 相配合的滑槽。所述垂直調節部件包括攝像機支架和攝像機支架安裝板；所述攝像機支架兩側設有兩個轉動軸和兩個滑動軸，攝像機支架安裝板兩側對應設有兩個定位孔和兩個弧形孔，攝像機支架一端的兩個轉動軸放置在攝像機支架安裝板兩側的兩個定位孔上轉動連接，另一端的兩個滑動軸與攝像機支架安裝板兩個弧形孔間隙配合。所述水平預警攝像機設置於垂直調節部件內的攝像機支架上，且通過攝像機支架與攝像機支架安裝板的轉動連接調節水平預警攝像機的垂直轉角；垂直調節部件內的攝像機支架安裝板固定安放在水平滑動部件的滑動護罩內，且通過滑動護罩與上支撐板和下支撐板的滑動連接調節水平預警攝像機的水平轉角。所述跟蹤視頻採集部分包括跟蹤攝像機、水平旋轉機構和垂直旋轉機構，所述示警部分包括音頻採集器、報警器和示警燈。所述跟蹤攝像機採用變焦鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合。所述跟蹤攝像機採用變焦攝像機，由鏡頭變焦電機驅動鏡頭變焦，即鏡頭變焦電機接收鏡頭變焦電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，鏡頭變焦電機帶動變焦鏡頭鏡組轉動，最終使運動目標在跟蹤視頻上所佔面積和圖像清晰度達到最佳狀態。所述水平旋轉機構由水平旋轉電機和同步帶機構組成；垂直旋轉機構由垂直旋轉電機和同步帶機構組成；所述水平旋轉電機接收水平旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，水平旋轉電機帶動跟蹤示警機構轉動，最終使跟蹤示警機構在水平方向上朝向運動目標所在區域；所述垂直旋轉電機接收垂直旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，垂直旋轉電機帶動跟蹤示警機構轉動，最終使跟蹤示警機構在垂直方向上朝向運動目標所在區域。本發明機械結構實現部分本發明的預警定位機構包括垂直預警部分和水平預警部分，其中垂直預警部分由垂直預警攝像機和輔助照明部件構成，其中水平預警部分由水平預警攝像機、水平滑動部件、垂直調節部件及輔助照明部件構成，其中水平滑動部件包括滑動護罩，上支撐板和下支撐板，垂直調節部件包括攝像機支架和攝像機支架安裝板。預警定位機構內各部件連接關係垂直預警部分安放在整個監控裝置的下方，垂直預警攝像機鏡頭垂直指向下方，輔助照明部件固定安放在垂直預警攝像機鏡頭周圍。水平預警部分安放在垂直預警部分的上方，主要由水平預警攝像機、水平滑動部件、垂直調節部件和輔助照明部件構成。其中水平預警攝像機放置在滑動護罩內並位於視窗後側，水平滑動部件由上下兩端設有滑軌的滑動護罩和與滑動護罩接觸表面上設有滑槽的上、下支撐板構成，上、下支撐板固定在連接軸上，連接軸在整個監控裝置的垂直軸心位置起支撐作用，通過滑軌與滑槽的滑動連接使滑動護罩在上、下支撐板之間進行滑動，從而調節安放在滑動護罩內水平預警攝像機的水平轉角，滑動護罩調節完後通過螺釘在滑動護罩定位孔上將滑動護罩與下支撐板固定連接；其中垂直調節部件由設有轉動軸和滑動軸的攝像機支架與設有定位孔和弧形孔的攝像機支架安裝板構成，其中攝像機支架兩側分別對稱設有兩個轉動軸和兩個滑動軸，攝像機支架安裝板兩側對應設有與攝像機支架相配合的兩個定位孔和兩個弧形孔，攝像機支架一端的兩個轉動軸放置在攝像機支架安裝板對應端兩側的兩個定位孔上轉動連接，攝像機支架另一端的兩個滑動軸與攝像機支架安裝板對應端的兩個弧形孔間隙配合，目的使攝像機支架在攝像機支架安裝板上可繞定位孔旋轉，從而調節安裝在攝像機支架上水平預警攝像機的垂直轉角。本發明的跟蹤示警機構包括跟蹤視頻採集部分和示警部分，其中跟蹤視頻採集部分由跟蹤攝像機、水平旋轉機構和垂直旋轉機構組成，其中水平旋轉機構由水平旋轉電機和同步帶機構b組成,垂直旋轉機構由垂直旋轉電機和同步帶機構a組成,示警部分由音頻採集器、報警器和示警燈組成。
跟蹤示警機構內各部件連接關係為跟蹤視頻採集部分和示警部分分別安放在預警定位機構的上方，跟蹤攝像機安放在驅動機箱上，水平旋轉機構和垂直旋轉機構安放在驅動機箱內，音頻採集器和報警器放置在聲音示警裝置內，示警燈放置在光照示警裝置內，聲音示警裝置和光照示警裝置也固定在驅動機箱上。跟蹤視頻採集部分和示警部分通過水平旋轉機構和垂直旋轉機構進行水平/垂直轉動，從而對監控目標進行跟蹤監控和示警。本發明電控實現部分本發明的垂直預警視頻採集單元採用垂直預警攝像機，負責採集監控裝置下方監控區域的預警視頻，並將上述垂直預警視頻傳輸至與其連接的第一視頻轉換單元。水平預警視頻採集單元採用水平預警攝像機，負責採集監控裝置側向監控區域的預警視頻，並將上述水平預警視頻傳輸至與其連接的第一視頻轉換單元。跟蹤視頻採集單元採用跟蹤攝像機，負責採集監控區域內對運動目標的跟蹤視頻，並將上述跟蹤視頻傳輸至與其連接的第一視頻轉換單元。光照強度檢測單元負責檢測監控區域的光照強度。光照強度檢測單元與第一控制単元相連接，將光照強度檢測值傳輸至第一控制單元。輔助照明単元負責對監控區域進行輔助照明。輔助照明単元與第一控制單元相連接，第一控制單元根據光照強度檢測單元對光照強度的檢測值判斷，當上述檢測值低於設定值時，第一控制單元控制輔助照明単元對監控區域進行輔助照明。第一視頻轉換單元負責將上述垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻轉換為數字視頻信號。第一視頻轉換單元與垂直預警視頻採集単元、水平預警視頻採集単元和跟蹤視頻採集単元相連接，從上述各単元中接收垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並將上述各視頻信號轉換為數字視頻信號後傳輸至與第一視頻轉換單元相連接的視頻存儲單元和視頻合成単元，而且，第一視頻轉換單元還將數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻傳輸至與其相連接的動態檢測單元。
視頻存儲單元負責存儲數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並且在第一控制單元的控制下，視頻存儲單元可以將其內部存儲的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻傳輸至視頻合成単元。視頻存儲單元與第一視頻轉換單元相連接，從第一視頻轉換單元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並將上述數字視頻信號存儲於視頻存儲單元內的存儲介質中。視頻存儲單元還與第一控制單元和視頻合成単元相連接，在第一控制單元的控制下，視頻存儲單元也可以將其內部存儲的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻傳輸至視頻合成単元。動態檢測單元負責檢測數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻中的動態，計算運動目標的位置信息並將所述位置信息轉換為對跟蹤示警模塊的控制指令。動態檢測單元與第一視頻轉換單元相連接，從第一視頻轉換單元接收數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻。動態檢測單元檢測上述數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻中的動態，計算運動目標的位置信息並將所述位置信息轉換為對跟蹤示警模塊的控制指令。動態檢測單元還與第一控制單元相連接，將上述對跟蹤示警模塊的控制指令傳輸至第一控制單元。視頻合成単元負責將數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻合成為 全景視頻數位訊號。視頻合成単元與第一視頻轉換單元和第一控制單元相連接，從第一視頻轉換単元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並在第一控制單元的控制下按照設定的構成方式將上述數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻合成為全景視頻數位訊號。當檢測到運動目標時，視頻合成単元在第一控制單元的控制下在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號。視頻合成單元還與視頻存儲單元相連接，在第一控制單元的控制下，視頻合成単元可以改由從視頻存儲單元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，此時第一控制單元控制視頻合成單元不再接收第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻。視頻合成単元接收來自於視頻存儲單元的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻為視頻存儲單元內存儲的錄像。第二視頻轉換單元負責將全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號，並傳輸至顯示設備。第二視頻轉換單元與視頻合成単元相連接，從視頻合成単元接收合成後的全景視頻數位訊號，並將上述全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號後傳輸至顯示設備。第一通訊單元負責第一控制單元與主控設備的通訊。第一通訊單元與第一控制單元和主控設備相連接，第一通訊單元接收主控設備發出的控制指令，並將上述控制指令傳輸至第一控制單元。第一通訊單元還接收第一控制單元發出的狀態信息，並將上述狀態信息傳輸至主控設備。當檢測到運動目標時，第一通訊單元將第一控制單元發出的報警指令傳輸至主控設備。第一控制單元負責接收動態檢測單元提供的對跟蹤示警模塊的控制指令，並通過第二通訊單元與跟蹤示警模塊通訊。第一控制單元還負責接收光照強度檢測單元對監控區域光照強度的檢測值，並控制開啟輔助照明単元。第一控制單元還負責控制視頻合成単元接收來自第一視頻轉換單元的數字視頻信號或接收來自視頻存儲單元的數字視頻信號，並設定合成全景視頻數位訊號的組合方式。當檢測到運動目標時，第一控制單元還負責控制視頻合成単元在相應預警視頻圖像上疊加報警信號。第一控制單元還負責控制視頻存儲單元是否輸出其內部存儲的數字視頻信號。第一控制單元還負責通過第一通訊單元與主控設備通訊。第一控制單元與動態檢測單元相連接，從動態檢測單元接收對跟蹤示警模塊的控制指令，並通過第二通訊單元將上述對跟蹤示警模塊的控制指令傳輸至跟蹤示警模塊，同時，第一控制單元還通過第二通訊單元從跟蹤示警模塊接收狀態信息。第一控制單元還與光照強度檢測單元和輔助照明単元相連接，第一控制單元從光照強度檢測單元接收對監控區域光照強度的檢測值，當上述檢測值低於設定值時，第一控制單元控制開啟輔助照明單元對監控區域進行輔助照明。第一控制單元還與視頻合成単元相連接，第一控制單元控制視頻合成單元從第一視頻轉換單元或從視頻存儲單元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，第一控制單元還控制視頻合成単元按照設定的構成方式將上述數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻合成為全景視頻數位訊號。當檢測到運動目標時，第一控制單元控制視頻合成単元在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號。第一控制單元還與視頻存儲単元相連接，第一控制單元控制視頻存儲単元可以將其內部存儲的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻傳輸至視頻合成単元，此時第一控制單元控制視頻合成單元不再接收第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻。第一控制單元還 與第一通訊單元相連接，第一控制單元通過第一通訊單元接收主控設備發送的控制指令，同時，第一控制單元還通過第一通訊單元向主控設備發送狀態信息。當檢測到運動目標時，第一控制單元還通過第一通訊單元向主控設備發送報警指令，用於觸發主控設備的報警動作。第二通訊單元負責第一控制單元與跟蹤示警模塊的通訊。第二通訊單元與第一控制単元和跟蹤示警模塊中的第三通訊單元相連接，第二通訊單元接收第一控制單元發出的控制指令，並將上述控制指令傳輸至第三通訊單元。第二通訊單元還接收第三通訊單元傳輸的跟蹤示警模塊狀態信息，並將上述狀態信息傳輸至第一控制單元。第三通訊單元負責第二控制單元與預警定位模塊的通訊。第三通訊單元與第二控制単元和預警定位模塊中的第二通訊單元相連接，第三通訊單元接收第二通訊單元傳輸的預警定位模塊的控制指令，並將上述控制指令傳輸至第二控制單元。第三通訊單元還接收第二控制單元發出的狀態信息，並將上述狀態信息傳輸至第二通訊單元。第二控制單元負責通過第三通訊單元與預警定位模塊通訊；第二控制單元還負責根據對跟蹤示警模塊的控制指令，控制水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元；第二控制單元還負責控制光照示警單元對運動目標所在區域進行光照示警；第二控制單元還負責控制聲音示警單元對運動目標所在區域進行聲音示警，並選擇示警聲音的來源；第二控制單元還負責控制音頻採集単元對運動目標所在區域進行音頻採集。第二控制單元與第三通訊單元相連接，第二控制單通過第三通訊單元接收來自預警定位模塊的控制指令，同時，第二控制單元還通過第三通訊單元向預警定位模塊發送狀態信息。第二控制單元還與水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元相連接，第二控制單元根據跟蹤示警模塊的控制指令產生對水平旋轉電機驅動単元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元的控制信號。第二控制單元還與光照示警單元相連接，第二控制單元控制光照示警單元對運動目標所在區域進行光照示警。第二控制單元還與聲音示警單元相連接，第二控制單元控制聲音示警單元對運動目標所在區域進行聲音示警，第二控制單元選擇示警聲音的來源。第二控制單元還與音頻採集単元相連接，第二控制單元控制音頻採集単元對運動目標所在區域進行音頻採集。
水平旋轉電機驅動單元負責驅動水平旋轉電機。水平旋轉電機驅動單元與第二控制単元和水平旋轉電機相連接，水平旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動水平旋轉電機旋轉。垂直旋轉電機驅動單元負責驅動垂直旋轉電機。垂直旋轉電機驅動單元與第二控制単元和垂直旋轉電機相連接，垂直旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動垂直旋轉電機旋轉。 鏡頭變焦電機驅動單元負責驅動鏡頭變焦電機。鏡頭變焦電機驅動單元與第二控制単元和鏡頭變焦電機相連接，鏡頭變 焦電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動鏡頭變焦電機旋轉。水平旋轉電機負責帶動跟蹤示警機構在水平方向上旋轉。水平旋轉電機與水平旋轉電機驅動單元和跟蹤示警機構相連接，水平旋轉電機接收水平旋轉電機驅動單元的驅動信號，帶動跟蹤示警機構在水平方向上旋轉。垂直旋轉電機負責帶動跟蹤示警機構在垂直方向上旋轉。垂直旋轉電機與垂直旋轉電機驅動單元和跟蹤示警機構相連接，垂直旋轉電機接收垂直旋轉電機驅動單元的驅動信號，帶動跟蹤示警機構在垂直方向上旋轉。鏡頭變焦電機負責調整鏡頭焦距，使運動目標在跟蹤視頻上所佔面積和清晰度最佳。鏡頭變焦電機與鏡頭變焦電機驅動單元和變焦鏡頭鏡組相連接，鏡頭變焦電機接收鏡頭變焦電機驅動單元的驅動信號，帶動變焦鏡頭鏡組轉動從而改變鏡頭焦距，最終使運動目標在跟蹤視頻上所佔面積和圖像清晰度達到最佳狀態。光照示警單元負責對運動目標所在區域進行光照示警。光照示警單元與第二控制単元相連接，光照示警單元在第二控制單元的控制下對運動目標所在區域進行光照示警。聲音示警單元負責對運動目標所在區域進行聲音示警。聲音示警單元與第二控制単元相連接，聲音示警單元在第二控制單元的控制下對運動目標所在區域進行聲音示警，用於示警的示警聲音來源可由第二控制單元選擇。音頻採集單元負責對運動目標所在區域進行音頻採集。音頻採集単元與第二控制単元相連接，音頻採集単元在第二控制單元的控制下對運動目標所在區域進行音頻採集。以上機械部分的垂直預警攝像機、水平預警攝像機和跟蹤攝像機分別對應電控部分的垂直預警視頻採集単元、水平預警視頻採集単元和跟蹤視頻採集単元。預警定位自動跟蹤算法步驟步驟I對監控區域內預警視頻圖像進行圖像智能算法分析；步驟2對多攝像機監控區域內的運動目標進行運動分析；步驟3在監控範圍內對有效區域內的運動目標進行篩選；步驟4制定跟蹤策略；步驟5處理跟蹤控制信號。本發明的有益效果是(I)本發明採用水平方向和垂直方向可調的水平預警攝像機採集本監控裝置側向的視頻圖像，和採用垂直預警攝像機採集本監控裝置下方的視頻圖像，在兩部分視頻圖像上分別進行預警定位，並通過控制跟蹤示警機構對運動目標進行跟蹤示警；由此，能夠彌補通常只採用的廣角攝像機進行全景監控，由於視頻圖像扭曲和畸變，造成全景監控有效範圍小的問題。(2)由於水平預警部分視頻採集裝置(水平預警攝像機)的位置和數量可調，且相應優化配套的機械結構設計以實現多方向監控區域的可調性，進ー步提高了其適用性和靈活性，並且實現了監控區域的多方向調節，因此採用該監控裝置的系統可廣泛適用於不同環境和場所的需求；相比定點視頻採集裝置與旋轉視頻採集裝置配合的跟蹤監控裝置，具有擴大監控區域的效果，即實現了多方向監控區域的監控，尤其是實現了範圍更大的預警定位和自動跟蹤監控。(3)由於本發明採用了輔助光源部件，因此解決了定點視頻採集裝置與旋轉視頻採集裝置配合的跟蹤監控裝置不能在夜間或低照度情況下使用的問題；即使在夜間或低照度情況下，本監控裝置仍可對監控區域內的運動目標進行準確可靠的預警定位跟蹤。(4)由於本發明採用與跟蹤採集裝置同步運動的聲光示警裝置，在跟蹤運動目標的同時，本裝置採取主動示警方式對運動目標進行聲光示警；因而相比定點視頻採集裝置與旋轉視頻採集裝置配合的跟蹤監控裝置只跟蹤運動目標的被動記錄方法，採取主動示警的方法對運動目標的行為做有效反應。 (5)由於本發明為預警定位和跟蹤示警一體化裝置，具有結構簡單，安裝操作方便，尤其是解決了由多個監控設備組合完成監控目的的高成本問題，具有良好的經濟性，應用效果非常顯著。


圖I是本發明多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一實施例原理示意圖。圖2是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的立體圖。圖3是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的預警定位機構立體圖。圖4是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的水平滑動部件結構圖。圖5是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的滑動護罩結構圖。圖6是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的垂直調節部件結構圖。圖7是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的跟蹤示警機構立體圖。圖8是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的水平、垂直旋轉機構圖。圖9是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的詳細框圖。圖10是合成後的全景視頻數位訊號的構成例示意圖。圖11是動態檢測單元實現流程圖。圖12是圖像智能算法分析流程圖。圖13是廣角鏡頭的投影示意圖。
圖14是廣角攝像機的投影模型示意圖。圖15是攝像機投影模型(a)示意圖。圖16是攝像機投影模型(b)示意圖。圖17是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例示意圖。圖18是圖9多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例詳細框圖。圖19是圖18多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例詳細框圖。
圖20是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另ー變形實施例示意圖。圖21是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另ー變形實施例示意圖。圖22是圖21多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的框圖。圖23是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另ー變形實施例示意圖。圖24是圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另ー變形實施例示意圖。圖25是圖9多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另ー變形實施例詳細框圖。圖中1支架；2預警定位機構；3跟蹤示警機構；201控制箱；202視窗；203垂直預警攝像機；204滑動護罩；205連接軸；206下支撐板；207滑槽；208上支撐板；209滑軌；210滑動護罩定位孔；211攝像機支架安裝板；212水平預警攝像機；213弧形孔；214定位孔；215滑動軸；216轉動軸；217攝像機支架；218水平預警部分；219垂直預警部分；301跟蹤攝像機；302驅動機箱；303聲音示警裝置；304光照示警裝置；305垂直旋轉電機；306同步帶機構a ；307同步帶機構b ；308水平旋轉電機；4球型雲臺攝像機。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚，以下結合附圖和實施例對依據本發明提供的具體實施方式
、結構、特徵詳述如下如圖I所示，為多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一實施例原理示意圖，(常規狀態安裝吋)圖中跟蹤示警機構3安放在整個監控裝置的上方，跟蹤示警機構3下方依次為水平預警部分218和垂直預警部分219，水平預警部分218內安放了兩個採用長焦攝像機的水平預警攝像機212(圖6所示)，兩個水平預警攝像機212的夾角可進行調節(具體調節操作下文說明)，通過兩水平預警攝像機夾角的調節可改變水平預警監控區域的方向。垂直預警部分219安放ー個採用廣角攝像機的垂直預警攝像機203，圖I中圓形區域為垂直預警部分219內垂直預警攝像機203的監控區域，由於垂直預警攝像機203採用廣角攝像機，因此視頻圖像周邊會產生扭曲和畸變現象，導致監控區域的有效範圍較小，兩側三角形區域為水平預警部分218內水平預警攝像機212的監控區域，本監控裝置採用垂直預警部分219和水平預警部分218的組合視頻監控方式，擴大了垂直預警部分219內垂直預警攝像機203視頻監控區域的有效範圍，並且水平預警部分218與垂直預警部分219的視頻監控區域有重合，因此在合成兩部分視頻圖像後，可彌補垂直預警部分219內垂直預警攝像機203視頻圖像周邊扭曲和畸變對監控範圍造成的影響。綜上所述，相比專利申請公布號為CN102342099A的智能監控裝置只包含採用如雲臺攝像機的集中視頻採集裝置和採用如廣角攝像機的廣域視頻採集裝置，本發明的監控裝置不僅擴大了視頻監控區域，而且彌補了廣角攝像機視頻圖像周邊扭曲和畸變對監控範圍造成的影響，尤其實現了多方向監控區域的可調。如圖2所示，表示圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的實施例立體圖，包括支架I、預警定位機構2和跟蹤示警機構3，其中跟蹤示警機構3安放在預警定位機構2的上方，支架I為側裝。
如圖3 6所示，表示圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的預警定位機構。本監控裝置預警定位機構包括垂直預警部分219和水平預警部分218。所述垂直預警部分219包括垂直預警攝像機203和輔助照明部件(圖中未標出)，垂直預警部分219安放在整個監控裝置的下方，垂直預警攝像機203的鏡頭垂直指向下方，輔助照明部件固定安置在垂直預警攝像機的鏡頭周圍。所述水平預警部分218包括水平預警攝像機212、水平滑動部件、垂直調節部件和輔助照明部件；所述水平預警攝像機212採用長焦攝像機或/和變焦攝像機ー個以上；即水平預警攝像機212採用長焦鏡頭/變焦鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合，採用數量為ー組以上。水平預警攝像機212放置在滑動護罩204內並位於視窗202的後面，水平滑動部件由上下兩端設有滑軌209的滑動護罩204和與滑動護罩204接觸表面上設有滑槽207的上支撐板208和下支撐板206構成，上支撐板208和下支撐板206固定在連接軸205上，連接軸205位於整個監控裝置的垂直軸心位置起支撐作用，因此通過滑軌209與滑槽207的滑動連接使滑動護罩204可以在上支撐板208和下支撐板206之間滑動，從而調節安放在滑動護罩204內水平預警攝像機212的水平轉角，滑動護罩204調節完後通過螺釘在滑動護罩定位孔210上將滑動護罩204與下支撐板206固定連接。其中垂直調節部件由設有轉動軸216和滑動軸215的攝像機支架217與設有定位孔214和弧形孔213的攝像機支架安裝板211構成，其中攝像機支架217兩側分別對稱設有兩個轉動軸216和兩個滑動軸215，攝像機支架安裝板211兩側對應設有與攝像機支架相配合的兩個定位孔214和兩個弧形孔213，攝像機支架217 —端的兩個轉動軸216放置在攝像機支架安裝板211對應端兩側的兩個定位孔214上轉動連接，攝像機支架217另ー端的兩個滑動軸215與攝像機支架安裝板211對應端的兩個弧形孔213間隙配合，目的使攝像機支架217在攝像機支架安裝板211上可繞定位孔214旋轉，從而調節安裝在攝像機支架217上水平預警攝像機212的垂直轉角。輔助照明部件(圖中未標示)安放在水平預警攝像機212鏡頭周圍，電路元件放置在控制箱201中。所述垂直預警部分219和水平預警部分218中的輔助照明部件內設的輔助照明單元均可採用紅外燈、雷射器、可見光照明設備其中之一或兩種以上的組合；即可分別安放在水平預警攝像機鏡頭周圍和垂直預警攝像機鏡頭周圍。
如圖7、圖8所示，表示圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的跟蹤示警機構；所述跟蹤示警機構包括跟蹤視頻採集部分和示警部分所述跟蹤視頻採集部分由跟蹤攝像機301、水平旋轉機構和垂直旋轉機構組成，其中跟蹤攝像機301固定放置在驅動機箱302 —側，水平旋轉機構由水平旋轉電機308和同步帶機構b307組成,垂直旋轉機構由垂直旋轉電機305和同步帶機構a306組成,水平旋轉機構和垂直旋轉機構放置在驅動機箱302內；所述示警部分由音頻採集器、報警器和示警燈(圖中未標示)組成。音頻採集器和報警器放置在聲音示警裝置303內，示警燈放置在光照示警裝置304內，聲音示警裝置和光照示警裝置固定安裝在驅動機箱302另ー側。跟蹤視頻採集部分和示警部分通過水平旋轉機構和垂直旋轉機構進行水平/垂直轉動，從而對運動目標進行跟蹤監控和示警警告。如圖9所示，表示圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例的詳細 框圖。垂直預警視頻採集単元由廣角鏡頭和模擬攝像機組成。廣角鏡頭作為以透鏡或反射鏡的組合構成的光學結構體，對本發明所述監控裝置正下方的監控區域內射入的光進行集光而成像於模擬攝像機的圖像傳感器上。模擬攝像機將廣角鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以模擬複合視頻信號格式傳輸至第一視頻轉換單元。水平預警視頻採集単元由長焦鏡頭和模擬攝像機組成。長焦鏡頭作為以透鏡或反射鏡的組合構成的光學結構體，對本發明所述監控裝置某ー側向的監控區域內射入的光進行集光而成像於模擬攝像機的圖像傳感器上。模擬攝像機將長焦鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以模擬複合視頻信號格式傳輸至第一視頻轉換單元。水平預警部分可以包含ー個或多個水平預警視頻採集単元，本實施例中包含兩個水平預警視頻採集単元。由於廣角攝像機拍攝範圍廣、拍攝畫面周圍扭曲變形的特點，使得垂直預警視頻具備覆蓋面積大、可有效監控距離近的特點。由於長焦攝像機拍攝範圍窄、拍攝距離遠的特點，使得水平預警視頻具備拍攝面積小、可有效監控距離遠的特點。通過垂直預警視頻採集単元與水平預警視頻採集単元配合，即選擇焦距合適的廣角鏡頭和長焦鏡頭並配合調整水平預警部分的拍攝角度，可以使水平預警視頻覆蓋垂直預警視頻中扭曲變形的邊緣及邊緣以外的部分，獲得更遠距離的預警視頻圖像，大大提高了監控裝置的有效監控距離。而且，配合多個水平拍攝角度不同的水平預警視頻採集単元，可以使監控裝置對其周邊360°範圍內進行無死角的視頻監控。跟蹤視頻採集単元由變焦鏡頭和模擬攝像機組成。變焦鏡頭作為以透鏡或反射鏡的組合構成的光學結構體，對運動目標所在監控區域內射入的光進行集光而成像於模擬攝像機的圖像傳感器上。模擬攝像機將變焦鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以模擬複合視頻信號格式傳輸至第一視頻轉換單元。光照強度檢測單元採用光照強度傳感器。光照強度傳感器實時檢測監控區域的光照強度，並將對光照強度的檢測值傳輸至第一控制單元。輔助照明単元採用紅外LED模組。紅外LED模組在第一控制單元的控制下開啟，開啟後對監控區域進行紅外光輔助照明。在其他實施例中，輔助照明単元也可採用例如可見光LED模組、雷射器等輔助照明単元，選擇其一或他們的組合。第一視頻轉換單元採用模數視頻解碼器。模數視頻解碼器接收垂直預警視頻採集単元和水平預警視頻採集單元輸出的垂直預警視頻模擬信號和水平預警視頻模擬信號，並將上述垂直預警視頻模擬信號和水平預警視頻模擬信號數位化後傳輸至動態檢測單元(下文簡稱經數位化後的垂直預警視頻模擬信號和水平預警視頻模擬信號為「數字垂直預警視頻」和「數字水平預警視頻」)。同吋，模數視頻解碼器還將上述數字垂直預警視頻和數字水平預警視頻傳輸至視頻合成単元。同吋，模數視頻解碼器還將上述數字垂直預警視頻和數字水平預警視頻傳輸至視頻存儲單元。而且，模數視頻解碼器還接收跟蹤視頻採集單元輸出的跟蹤視頻模擬信號，並將上述跟蹤視頻模擬信號數位化後傳輸至視頻合成単元(下文簡稱經數位化後的跟蹤視頻模擬信號為「數字跟蹤視頻」)。同時，模數視頻解碼器還將上述數字跟蹤視頻傳輸至視頻存儲單元。視頻存儲單元具備如SD卡或硬碟的存儲介質。SD卡接收並存儲第一視頻轉換單元輸出的數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻。而且，在第一控制單元的控制下，SD卡也可以將其內部存儲的上述數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻傳輸至視頻合成単元。視頻存儲單元也能夠存儲壓縮的數字視頻信號代替原始的數字視頻信號。在這種實施例中，視頻存儲單元附加具備用於壓縮原始數字視頻信號和解壓縮數字視頻信號的壓縮/解壓縮單元。動態檢測單元採用數位訊號處理器。動態檢測單元、視頻合成単元和第一控制單元可由同一數位訊號處理器實現，也可分別由各自獨立的數位訊號處理器實現。數位訊號處理器以幀為単位分別檢測數字垂直預警視頻圖像和數字水平預警視頻圖像中的動態，當檢測到多個運動目標時，根據運動目標的大小、速度和出現的先後順序(可考慮大小、速度和出現先後順序因素之一，或綜合考慮其全部因素)，對所有運動目標進行優先級排序，在僅有ー個跟蹤示警模塊的前提下，確定優先級最高的運動目標並計算出該運動目標的位置信息，數位訊號處理器將運動目標的位置信息轉換為對跟蹤示警模塊的控制指令，並將上述對跟蹤示警模塊的控制指令傳輸至第一控制單元。其後將詳述動態檢測算法。視頻合成單元採用數位訊號處理器。視頻合成単元、動態檢測單元和第一控制單元可由同一數位訊號處理器實現，也可分別由各自獨立的數位訊號處理器實現。數位訊號處理器從第一視頻轉換單元接收數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻，並在第一控制單元的控制下按照設定的構成方式將上述數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻合成為全景視頻數位訊號。當檢測到運動目標時，數位訊號處理器在第一控制單元的控制下在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號。在第一控制単元的控制下，上述數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻可以是由第一視頻轉換單元提供的實時監控視頻，也可以是由視頻存儲單元提供的以往監控視頻的錄像。當數位訊號處理器從視頻存儲單元接收數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻時，第一控制單元控制數位訊號處理器不再接收第一視頻轉換單元輸出的數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻。此時數位訊號處理器接收來自於視頻存儲單元的數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻為視頻存儲単元內存儲的錄像。 圖10表示合成後的全景視頻數位訊號的構成例。視頻合成単元將視頻畫面分割為四個顯示區間，每個顯示區間分別以數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻中的一路數字視頻信號填充。操作人員通過主控設備發送控制指令來改變全景視頻數位訊號的組成結構。例如，如果操作人員在顯示設備上的全景視頻中選擇放大跟蹤視頻，則主控設備發送相應的控制指令，第一控制單元控制視頻合成単元在全景視頻數位訊號中只包含數字跟蹤視頻，並使其佔滿全部四個顯示區間。同樣地，如果操作人員在顯示設備上的全景視頻中選擇關閉跟蹤視頻，則主控設備發送相應的控制指令，第一控制單元控制視頻合成単元在全景視頻數位訊號中不包含數字跟蹤視頻，原先用於填充數字跟蹤視頻的區間被預設畫面替代。第二視頻轉換單元採用數字視頻編碼器。數字視頻編碼器接收視頻合成單元輸出的全景視頻數位訊號，並將上述全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號傳輸至顯示設備。 第一通訊單元採用串行通訊編解碼器。串行通訊編解碼器與主控設備或第一控制單元間的連接能夠根據RS232、RS485或RS422標準形成。串行通訊編解碼器接收主控設備發出的符合串行通訊標準的控制指令(下文簡稱符合串行通訊標準的控制指令為「串行控制指令」)，並將上述串行控制指令解碼後傳輸至第一控制單元。上述串行控制指令ー種是針對預警定位模塊的控制指令，另ー種是針對跟蹤示警模塊的控制指令。在第一種情況下，第一控制單元將控制指令轉換為控制信號，控制例如視頻存儲單元、視頻合成単元等功能単元。在第二種情況下，第一控制單元將控制指令中繼傳輸至跟蹤示警模塊。而且，串行通訊編解碼器還接收第一控制單元發出的狀態信息，並將上述狀態信息編碼為符合串行通訊標準的狀態信息後傳輸至主控設備(下文簡稱符合串行通訊標準的狀態信息為「串行狀態信息」)。上述狀態信息ー種是預警定位模塊的狀態信息，另ー種是由第一控制單元中繼傳輸的跟蹤示警模塊的狀態信息。當檢測到運動目標時，串行通訊編解碼器還接收第一控制單元發出的報警指令，並將上述報警指令編碼為符合串行通訊標準的報警指令後傳輸至主控設備(下文簡稱符合串行通訊標準的報警指令為「串行報警指令」)。第一控制單元採用數位訊號處理器。第一控制單元、視頻合成単元和動態檢測單元可由同一數位訊號處理器實現，也可分別由各自獨立的數位訊號處理器實現。數位訊號處理器接收動態檢測單元產生的對跟蹤示警模塊的控制指令，並通過第二通訊單元將上述對跟蹤示警模塊的控制指令傳輸至跟蹤示警模塊，同時，數位訊號處理器還通過第二通訊単元從跟蹤示警模塊接收狀態信息。數位訊號處理器還從光照強度檢測單元接收對監控區域光照強度的檢測值，當上述檢測值低於設定值時，數位訊號處理器控制開啟輔助照明單元對監控區域進行輔助照明。數位訊號處理器還控制視頻合成單元從第一視頻轉換單元或從視頻存儲單元接收數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻，數位訊號處理器還控制視頻合成単元按照設定的構成方式將上述數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻合成為全景視頻數位訊號。當檢測到運動目標時，數位訊號處理器還控制視頻合成単元在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號。數位訊號處理器還控制視頻存儲単元可以將其內部存儲的數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻傳輸至視頻合成単元，此時數位訊號處理器控制視頻合成單元不再接收第一視頻轉換單元輸出的數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻。數位訊號處理器還通過第一通訊單元接收主控設備發送的控制指令，同時，數位訊號處理器還通過第一通訊單元向主控設備發送狀態信息。當檢測到運動目標時，數位訊號處理器還通過第一通訊單元向主控設備發送報警指令，用於觸發主控設備的報警動作。
第二通訊單元採用串行通訊編解碼器。串行通訊編解碼器與第一控制單元和跟蹤示警模塊中的第三通訊單元間的連接能夠根據RS232、RS485或RS422標準形成。串行通訊編解碼器接收預警定位模塊中第一控制單元發送的對跟蹤示警模塊的控制指令，並將上述控制指令編碼為串行控制指令後傳輸至跟蹤示警模塊中的第三通訊單元。上述對跟蹤示警模塊的控制指令可以是第一控制單元發送的由動態檢測單元對運動目標的位置檢測而產生的控制指令，也可以是第一控制單元中繼傳輸的來自於主控設備的控制指令，且控制指令後者的優先級高於前者。而且，串行通訊編解碼器還接收跟蹤示警模塊中的第三通訊單元發送的跟蹤示警模塊的串行狀態信息，並將上述串行狀態信息解碼為狀態信息後傳輸至第一控制單元。第三通訊單元採用串行通訊編解碼器。串行通訊編解碼器與第二控制單元和預警定位模塊中的第二通訊單元間的連接能夠根據RS232、RS485或RS422標準形成。串行通訊編解碼器接收預警定位模塊中的第二通訊單元發送的對跟蹤示警模塊的串行控制指令，並將上述串行控制指令解碼為控制指令後傳輸至跟蹤示警模塊中的第二控制單元。而且，串行通訊編解碼器還接收第二控制單元傳輸的跟蹤示警模塊的狀態信息，並將上述狀態信息編碼為串行狀態信息後傳輸至預警定位模塊中的第二通訊單元。 第二控制單元採用微控制處理器。微控制處理器通過第三通訊單元接收來自預警定位模塊的對跟蹤示警模塊的控制指令，並根據上述對跟蹤示警模塊的控制指令產生對水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元的控制信號。同吋，微控制處理器還通過第三通訊單元向預警定位模塊發送狀態信息。微控制處理器還控制光照示警單元對運動目標所在區域進行光照示警。微控制處理器還控制聲音示警單元對運動目標所在區域進行聲音示警，微控制處理器選擇示警聲音的來源。微控制處理器還控制音頻採集単元對運動目標所在區域進行音頻採集。水平旋轉電機驅動單元可採用步進電機驅動器。步進電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對水平旋轉電機的驅動信號，驅動水平旋轉電機旋轉。水平旋轉電機可採用步進電機。步進電機接收水平旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下旋轉並帶動跟蹤示警機構在水平方向上旋轉，最終使跟蹤示警機構在水平方向上朝向運動目標所在區域。垂直旋轉電機驅動單元可採用步進電機驅動器。步進電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對垂直旋轉電機的驅動信號，驅動垂直旋轉電機旋轉。垂直旋轉電機採用步進電機。步進電機接收垂直旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下旋轉並帶動跟蹤示警機構在垂直方向上旋轉，最終使跟蹤示警機構在垂直方向上朝向運動目標所在區域。鏡頭變焦電機驅動單元可採用步進電機驅動器。步進電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對鏡頭變焦電機的驅動信號，驅動鏡頭變焦電機旋轉。鏡頭變焦電機可採用微型步進電機。微型步進電機接收鏡頭變焦電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號控制下旋轉並帶動變焦鏡頭鏡組轉動從而改變鏡頭焦距，最終使運動目標在跟蹤視頻上所佔面積和圖像清晰度達到最佳狀態。光照示警單元採用強光LED模組。強光LED模組在第二控制單元的控制下，對運動目標所在區域進行光照示警。聲音示警單元採用模擬定向揚聲器。模擬定向揚聲器在第二控制單元的控制下，對運動目標所在區域進行聲音示警。用於示警的聲音可以來自於預先存儲在定向揚聲器內部的錄音，也可以直接來自於主控設備現場採集的操作人員的語音喊話。音頻採集單元採用模擬定向拾音器。模擬定向拾音器在第二控制單元的控制下，對運動目標所在區域進行模擬音頻採集，並將所採集的模擬音頻傳輸至主控設備。如圖11和圖12所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置實施例動態檢測和圖像智能算法流程。 步驟I對監控區域內預警視頻圖像進行圖像智能算法分析，該步驟包括以下幾個步驟步驟101採用高斯建模提取背景圖像。步驟102通過當前圖像和背景圖像做差分並且ニ值化得到關於運動目標的ニ值化前景圖像。步驟103通過對ニ值化前景圖像進行輪廓搜索，用矩形框表示運動團塊，確定出運動團塊的位置(矩形中心位置)和尺寸(矩形長和寬)。步驟104對找到的運動團塊進行合井，團塊合併的最終結果作為運動檢測目標的結果輸出。步驟105對於當前幀檢測到運動目標需要將其與之前的運動目標進行匹配以實現目標跟蹤。匹配依據同一個運動目標在相鄰圖像幀間移動的像素距離很小和尺寸變化很小的原則進行，至此完成了對預警視頻圖像中運動目標的跟蹤。並按照運動目標出現的先後順序賦予運動目標標號(ID)。步驟2對多攝像機監控區域內的運動目標進行運動分析。預警定位機構採用多攝像機監控方式實現了對監控區域的視頻監控，運動目標在監控區域運動時，其運動範圍可能跨越多個攝像機的監控區域，當運動目標從當前攝像機的監控視野進入到另ー個監控視野吋，同一運動目標的ID應該是不變的，預警定位機構的各攝像機都採用智能圖像分析模塊進行運動目標跟蹤，各攝像機得到的運動目標跟蹤結果需進行分析以識別出同一運動目標的跨區域運動，在多攝像機間的運動目標分析模塊對預警定位機構的攝像機監控重疊區出現的目標採用攝像機標定方法分析運動目標在世界坐標系中的位置，根據同一運動目標的世界坐標系的位置一致的方法判斷出現在重疊區的目標是否是同一目標。預警定位機構採用多攝像機監控方式實現了對監控區域的視頻監控，運動目標在監控區域運動時，其運動範圍可能跨越多個攝像機的監控區域，當運動目標從當前攝像機的監控視野進入到另ー個攝像機的監控視野吋，同一運動目標的ID應該是不變的。步驟3在監控區域內對有效區域內的運動目標進行篩選。在監控區域內往往需要劃定預警區域，對有效區域內的運動目標實行跟蹤，預警區域的設置可在預警定位機構的各攝像機的視頻圖像上標定，根據運動目標在視頻圖像的位置信息判斷目標是否出現在預警區域內。
步驟4制定跟蹤策略。跟蹤策略的制定是為滿足多運動目標進入預警區域時為跟蹤示警機構選擇ー個有效的跟蹤目標。跟蹤策略可實現為自動跟蹤方式，即選擇最早出現的或者最大的有效跟蹤目標作為跟蹤示警機構的跟蹤目標。當目標不在跟蹤區域時選擇下ー個最早出現的有效跟蹤目標作為跟蹤示警機構的跟蹤目標。優選地，跟蹤策略可選擇巡航跟蹤方式，即當多個有效跟蹤目標出現在有效跟蹤區域吋，跟蹤示警機構對每個有效跟蹤目標進行一段時間的連續跟蹤，當運動目標丟失或者達到跟蹤時間時，跟蹤示警機構會選擇下一個有效跟蹤目標進彳了跟蹤。步驟5跟蹤控制信號的轉換。跟蹤運動目標的控制信號有水平旋轉信號、垂直旋轉信號和變焦倍率值，水平旋轉信號和垂直旋轉信號可表示為具體的水平旋轉角度和垂直旋轉角度。預警定位機構中包含垂直向下安裝的廣角攝像機和傾斜一定角度的長焦鏡頭攝 像機，在廣角鏡頭攝像機下，廣角鏡頭的像點投影關係滿足圖13中的廣角鏡頭投影規則。如圖13所不，點O是圖像平面的圓心,OZ垂直於圖像平面,OA和OB為兩個入射光線，Dl和D2分別是A和B的成像點。設α I和α 2為Z AOZ和Z BOZ的弧度值，dl和d2為Dl和D2到圓心O的距離。則投影關係滿足a I/ a 2 = dl/d2 (O く α I く α 2 く π /2)(I)當α 2 = 3i/2時，d2等於地面的圓心半徑R，有dl = 2R α I/π。對於廣角圖像的失真存在徑向失真和切向失真，在此處我彳丨3僅考慮徑向失真。在廣角鏡頭攝像機下，如圖14所示，如果已知跟蹤示警機構觀察景物點A時的垂直旋轉角度α 1，對於α I的獲取，可以由操作人員遙控跟蹤示警機構使成像點B位於跟蹤視頻圖像的中心，查詢跟蹤示警機構此時的垂直旋轉角度即為α 。同時，已知景物點A在圖像上的成像點B在圖像平面上的距離0Β，已知景物點D在圖像上的成像點C在圖像平面上的距離0C，在圖像平面上OB和OC即為運動目標的位置與圖像中心的距離，根據公式(I)可以得到垂直旋轉角度α2。已知跟蹤示警機構觀察景物點A時的水平旋轉角度，在圖像平面上可以得到景物點D的成像點C相對於景物點A的成像點B的相對角度Z B0C,因而景物點A相對景物點D的水平旋轉角度不難得到。在長焦鏡頭攝像機下，根據小孔成像模型，可以將預警定位機構與監控區域系統簡化為攝像機投影模型(a)示意圖(如圖15所示)。圖15中，平面ABU表示路平面，AB⑶為攝像機拍攝到的路平面上的梯形區域，O點為攝像機鏡頭中心點，OG為攝像機光軸，G點為攝像機光軸和路平面的交點(同時也是視野梯形的對角線交點)，I點為O點在路平面上的垂直投影。在路平面坐標系中，將G點定義為坐標系原點，運動目標前進方向定義為Y軸方向。G、A、B、C、D各點在圖像平面內的對應點(如圖16所示)，是攝像機投影模型(b)示意圖。a、b、C、d為圖像平面矩形的四個頂點，H和W分別為圖像平面的高和寬。定義圖像矩形的中心點g為圖像平面坐標系的坐標原點，y軸表示運動目標的前進方向。在路平面上取一點P，其在路平面坐標系的坐標為(Xp，Yp)，P點在圖像平面內的對應點為P，其在圖像平面坐標系的坐標為(xp，yp)。
利用幾何關係可以推導出如下路平面坐標系與圖像平面坐標系之間的對應關係Yp = h · Ii1 · yp · (l+k22)/ (l_k2 · Ii1 · yp)(2)Xp = ((UG+Yp) /UG) · k3 · xp · k4(3)yp = (YpZk1) / (h+h · k22+YP · k2)(4)xp = (UG · Xp) / (k3 · k4 (UG+YP))(5)式(2)、(3)、(4)、(5)中，ki = 2tg( a 0)/H(6)k2 = tg ( y 0)(7)k3 = h/cos ( y 0)(8)k4 = 2tg ( β q)/W(9)UG = h · [tg( y 0) -tg ( Y 0- α o) ] * cos( y Q-α 0)/ [cos ( Y 0- a 0) -cos ( Y 0) I (10)式(6)、(7)、(8)、(9)、(10)中，H為圖像平面的高;W為圖像平面的寬；h為攝像機的安裝高度；2 為攝像機鏡頭的水平視場角；2 為攝像機鏡頭的垂直視場角；Y ^為攝像機的俯仰角。式⑵與式⑶為圖像平面到路平面的映射關係；式⑷與式(5)為路平面到圖像平面的逆映射關係。具體推導過程本發明不做詳細說明。根據景物點在路平面坐標系和圖像平面坐標系的對應轉換關係，在已知運動目標成像點的位置時，不難算出運動目標相對於監控裝置的實際位置關係，再由空間幾何關係得到運動目標的水平旋轉角度和垂直旋轉角度。對於跟蹤示警機構觀察運動目標的適宜變焦倍率值，可以以預警定位機構為中心的球坐標系中的絕對值來表示，操作跟蹤示警機構到特定位置，進行適宜的變焦倍率查詢，其餘運動目標位置可以特定位置為基準計算相對值。如圖17所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例。圖17所示的實施例中，將預警定位機構2的水平預警部分218增設了兩個水平預警攝像機212，使四個水平預警攝像機212朝向不同的方向，即各攝像機彼此位置有一定夾角，如圖17所述四個水平預警攝像機212彼此間的夾角為90°，這樣在圖I實施例基礎上就増加了兩個監控方向，同時也增大了預警監控區域的範圍，在每個攝像機的水平視場角 均大於90°的前提下，通過四個水平預警攝像機可實現360°全景監控，其詳細實施框圖與圖9框圖原理相同，本發明不再進行描述。如圖18所示，為圖9多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例。圖9所示的實施例中，第一控制單元通過第一通訊單元以串行通信的方式與主控設備進行通訊。第二視頻轉換單元將視頻合成単元合成的全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號，並通過同軸電纜傳輸至顯示設備。音頻採集単元將採集到的模擬音頻信號通過同軸電纜傳輸至主控設備。聲音示警單元通過同軸電纜接收主控設備發送的模擬示警聲
曰 在本實施例中，預警定位模塊還包括網絡適配単元，所述網絡適配單元還具備乙太網接口、串行通訊接口、數字視頻輸入接口、數字音頻輸入接口和數字音頻輸出接口。網絡適配單元採用乙太網板。上述乙太網板通過連接在其乙太網接口上的LAN電纜連接到主控設備。乙太網板根據TCP/IP協議從主控設備接收控制指令並將控制指令解碼為串行控制指令，乙太網板將上述串行控制指令通過串行通訊接口傳輸至第一通訊單元。而且，第一通訊單元將串行狀態信息和串行報警指令通過串行通訊接口傳輸至乙太網板，乙太網板將串行狀態信息和串行報警指令根據TCP/IP協議編碼並傳輸至主控設備。而且，乙太網板將視頻合成單元合成的全景視頻數位訊號以數位訊號形式傳輸至主控設備。而且，乙太網板將音頻採集單元採集到的數字音頻信號以數位訊號形式傳輸至主控設備。而且，乙太網板將主控設備發送的數字示警聲音以數位訊號形式傳輸至聲音示警單元。在本實施例中，由於網絡適配單元採用數位訊號形式傳輸全景視頻數位訊號，故可省略第二視頻轉換單元。由於網絡適配單元採用數位訊號形式傳輸音頻信號，故音頻採集單元需為數字定向拾音器，聲音示警單元需為數字定向揚聲器。如採用模擬定向拾音器和模擬或數字定向揚聲器，網絡適配單元還應具備模擬音頻輸入接口和模擬音頻輸出接口，並附加具備進行模擬音頻信號和數字音頻信號相互轉換的模數/數模音頻編解碼單 J Li ο在本實施例中，網絡適配單元採用LAN電纜連接到主控設備。更優的，可以使網絡適配單元通過無線網絡通訊技術連接到主控設備或移動通訊終端。在這種實施例中，網絡適配單元附加具備無線通訊功能的無線通訊單元，例如3G無線通訊模塊或Wi-Fi無線通訊模塊。如圖19所示，為圖18多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的一變形實施例。如圖18所示的實施例中，垂直預警視頻採集單元、水平預警視頻採集單元和跟蹤視頻採集單元均輸出模擬視頻信號。上述模擬視頻信號經第一視頻轉換單元數位化後再傳輸至動態檢測單元、視頻存儲單元和視頻合成單元。本實施例中，垂直預警視頻採集單元由廣角鏡頭和數字攝像機組成。數字攝像機將廣角鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以數字視頻信號形式輸出。水平預警視頻採集單元由長焦鏡頭和數字攝像機組成。數字攝像機將長焦鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以數字視頻信號形式輸出。跟蹤視頻採集單元由變焦鏡頭和數字攝像機組成。數字攝像機將變焦鏡頭集光的光轉換成電信號並最終以數字視頻信號形式輸出。在本實施例中，由於垂直預警視頻採集單元、水平預警視頻採集單元和跟蹤視頻採集單元均輸出數字視頻信號，故可省略第一視頻轉換單元。監控裝置以全數字方式工作。如圖20所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另一變形實施例。本實施例將水平預警部分218在垂直方向上增設η層，並且在每層水平預警部分中增設η個水平預警攝像機212，通過本實施例的組合可以實現多方向、更大監控區域的監控，其詳細實施框圖與圖9框圖原理相同，本發明不再進行詳細描述。如圖21和圖22所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另一變形實施例。如圖21所示，本實施例在監控裝置上方增設η個跟蹤示警機構，為滿足多目標跟蹤的需求。圖9所示的實施例中，監控裝置僅包含一個預警定位模塊和一個跟蹤示警模塊。當預警定位模塊中的動態檢測單元檢測到多個運動目標時，僅能控制跟蹤示警模塊對優先級最高的那一個運動目標進行跟蹤示警。預警定位模塊中的視頻合成單元僅將全景視頻畫面分割為四個顯示區間。在本實施例中，監控裝置包含一個預警定位模塊和多個跟蹤示警模塊。預警定位模塊通過第二通訊單元與多個跟蹤示警模塊進行通訊，預警定位模塊通過第一視頻轉換單元從多個跟蹤示警模塊獲取跟蹤視頻。在本實施例中，由於第二通訊單元要與多個跟蹤示警模塊進行通訊，第二通訊單元發送的串行控制指令中需包含跟蹤示警模塊的ID或地址，從而能夠保證第二通訊單元向多個跟蹤示警模塊選擇性地發送串行控制指令。同樣的，當跟蹤示警模塊向第二通訊單元發送串行狀態信息時，串行狀態信息中也需要包含跟蹤示警模塊的ID或地址，從而明確狀態信息的來源。而且，由於預警定位模塊的第二通訊單元連接有多個跟蹤示警模塊，各跟 蹤示警模塊應設置為接收到相應的串行控制指令後才將自身的狀態信傳輸至第二通訊單
J Li ο在本實施例中，當存在多個運動目標時，動態檢測單元先根據運動目標的大小、速度和出現的先後順序(可考慮大小、速度和出現的先後順序因素之一，或綜合考慮其全都因素)對所有運動目標進行優先級排序。然後，根據運動目標的優先級順序和跟蹤示警機構的數量確定需要跟蹤的運動目標。最後，計算出所有需要跟蹤的運動目標的位置信息，動態檢測單元將所有運動目標的位置信息轉換為對相應跟蹤示警模塊的控制指令，並將上述對所有跟蹤示警模塊的控制指令傳輸至第一控制單元。在本實施例中，視頻合成單元可以將視頻畫面分割為更多個顯示區間，每個顯示區間分別以數字垂直預警視頻、數字水平預警視頻和數字跟蹤視頻中的一路數字視頻信號填充。如圖23所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另一變形實施例。本實施例為圖I實施例的變形，將監控裝置上方增設η個跟蹤示警機構滿足多運動目標跟蹤的需求，將預警定位機構中的水平預警部分增設η個水平預警攝像機，並且在垂直軸向上增設η層水平預警部分，該實施例可將監控區域的方向和監控範圍的大小進行連續調節，不同組合適用不同的監控目的，其具體實施框圖是在圖9框圖的基礎上進行的集成開發，本發明不再進行詳細描述。如圖24所示，為圖I多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另一變形實施例。本實施例為圖I實施例的變形，將跟蹤示警機構安放在預警定位機構下方取代垂直預警部分，本實施例跟蹤示警機構優先採用球型雲臺攝像機4，其設計思想也包含其它由水平/垂直旋轉部件驅動的視頻採集裝置。如圖25所示，為圖9多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置的另一變形實施例。圖9所示的實施例中，預警定位模塊包含垂直預警視頻採集單元和水平預警視頻採集單元。動態檢測單元檢測垂直預警視頻採集單元和水平預警視頻採集單元輸出的預警視頻。在本實施例中，採用跟蹤視頻採集單元替代垂直預警視頻採集單元。在無運動目標出現的情況下，跟蹤視頻採集單元負責對本發明所述監控裝置正下方的監控區域進行垂直預警視頻採集(本實施例中，簡稱跟蹤視頻採集單元此時處於「預警狀態」)。針對預警狀態，跟蹤視頻採集單元應預設有預警位置。當調用預警位置時，第二控制單元控制垂直旋轉電機驅動單元，進而控制垂直旋轉電機帶動跟蹤示警機構轉動，最終使跟蹤示警機構在垂直方向上朝向監控裝置正下方的監控區域。第二控制單元還控制鏡頭變焦電機驅動單元，進而控制鏡頭變焦電機帶動變焦鏡頭鏡組轉動，最終使變焦鏡頭處於廣角狀態，使得攝像機拍攝視頻圖像的面積最大化。 在本實施例中，動態檢測單元檢測跟蹤視頻採集單元和水平預警視頻採集單元輸出的預警視頻。當動態檢測單元檢測到運動目標時，跟蹤視頻採集單元負責對運動目標所在監控區域進行跟蹤視頻採集(本實施例中，簡稱跟蹤視頻採集單元此時處於「跟蹤狀態」)。當運動目標在預警視頻中消失後，跟蹤視頻採集單元應退出跟蹤狀態，自動調用預警位置並進入預警狀態。
上述參照各實施例對該多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，因此在不脫離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，為視頻監控系統的視頻監控前端設備；其特徵在於 該監控裝置包括預警定位機構和跟蹤示警機構；所述預警定位機構與該監控裝置設有的支架連接，所述跟蹤示警機構對應設置於預警定位機構上方； 所述預警定位機構包括垂直預警部分和水平預警部分，垂直預警部分用來採集本監控裝置下方的視頻圖像，水平預警部分用來採集本監控裝置側向的視頻圖像；所述預警定位機構內設預警定位模塊，用以實現預警定位機構對所監控運動目標的預警定位，並控制跟蹤示警機構對運動目標進行跟蹤示警； 所述跟蹤示警機構包括跟蹤視頻採集部分和示警部分，跟蹤視頻採集部分用來跟蹤採集運動目標的視頻圖像，示警部分用來對運動目標進行示警警告；所述跟蹤示警機構內設跟蹤示警模塊，用以實現跟蹤示警機構對所監控運動目標的跟蹤示警。
2.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述預警定位模塊包括垂直預警視頻採集單元、水平預警視頻採集單元、光照強度檢測單元、輔助照明單元、第一視頻轉換單元、視頻存儲單元、動態檢測單元、視頻合成單元、第二視頻轉換單元、第一控制單元、第一通訊單元和第二通訊單元； 所述垂直預警視頻採集單元採集監控裝置下方監控區域的預警視頻，並將上述預警視頻傳輸至第一視頻轉換單元； 所述水平預警視頻採集單元採集監控裝置側向監控區域的預警視頻，並將上述預警視頻傳輸至第一視頻轉換單元； 所述第一視頻轉換單元接收垂直預警視頻採集單元、水平預警視頻採集單元和跟蹤示警模塊中跟蹤視頻採集單元輸出的模擬視頻信號，並將上述模擬視頻信號轉換為數字視頻信號; 所述光照強度檢測單元檢測監控區域的光照強度，並將檢測值傳輸至第一控制單元，由第一控制單元控制輔助照明單元對監控區域進行輔助照明； 所述視頻存儲單元存儲第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻；而且，在第一控制單元的控制下，視頻存儲單元可以將其內部存儲的數字視頻信號傳輸至視頻合成單元； 所述動態檢測單元檢測第一視頻轉換單元輸出的數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻中的動態，並將運動目標的位置信息轉換為對跟蹤示警模塊的控制指令，上述控制指令通過第一控制單元傳輸至第二通訊單元，由第二通訊單元將控制指令傳輸至跟蹤示警模塊； 所述視頻合成單元在第一控制單元的控制下選擇從第一視頻轉換單元或視頻存儲單元接收數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並將上述所有視頻合成為全景視頻數位訊號；當檢測到運動目標時，視頻合成單元在第一控制單元的控制下在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號； 所述第二視頻轉換單元負責將全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號，並傳輸至顯示設備； 所述第一控制單元接收動態檢測單元提供的對跟蹤示警模塊的控制指令，並通過第二通訊單元與跟蹤示警模塊通訊；第一控制單元還接收光照強度檢測單元對監控區域光照強度的檢測值，並控制開啟輔助照明單元；第一控制單元還控制視頻合成單元接收來自第一視頻轉換單元的數字視頻信號或接收來自視頻存儲單元的數字視頻信號，並設定合成全景視頻的組合方式；當檢測到運動目標時，第一控制單元還控制視頻合成單元在相應預警視頻圖像上疊加報警信號；第一控制單元還控制視頻存儲單元是否輸出其內部存儲的數字視頻信號；第一控制單元還通過第一通訊單元與主控設備通訊； 所述第一通訊單元負責第一控制單元與主控設備的通訊；第二通訊單元負責第一控制單元與跟蹤示警模塊中的第三通訊單元進行通訊。
3.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤示警模塊包括跟蹤視頻採集單元、音頻採集單元、光照示警單元、聲音示警單元、水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元、鏡頭變焦電機驅動單元、第二控制單元和第三通訊單元； 所述跟蹤視頻採集單元採集運動目標所在區域的跟蹤視頻，並將上述跟蹤視頻傳輸至預警定位模塊中的第一視頻轉換單元； 所述音頻採集單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行音頻採集，並將所採集的音頻傳輸給主控設備； 所述光照示警單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行光照示m.I=I ， 所述聲音示警單元接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行聲音示m.I=I ， 所述水平旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動水平旋轉電機旋轉；所述垂直旋轉電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動垂直旋轉電機旋轉；所述鏡頭變焦電機驅動單元接收第二控制單元的控制信號，驅動鏡頭變焦電機旋轉；所述第三通訊單元負責第二控制單元與預警定位模塊中的第二通訊單元進行通訊，第二控制單元通過第三通訊單元接收對跟蹤示警模塊的控制指令；且第二控制單元通過第三通訊單元向預警定位模塊中的第二通訊單元發送狀態信息，第二通訊單元將上述狀態信息傳輸至第一控制單元； 所述第二控制單元根據上述對跟蹤示警模塊的控制指令，控制水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元；所述第二控制單元控制光照示警單元對所監控運動目標所在區域進行光照示警；所述第二控制單元控制聲音示警單元對所監控運動目標所在區域進行聲音示警，並選擇示警聲音的來源；所述第二控制單元還控制音頻採集單元對所監控運動目標所在區域進行音頻採集。
4.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述垂直預警部分包括垂直預警攝像機和輔助照明部件；所述垂直預警攝像機採用廣角攝像機；所述輔助照明部件內設的輔助照明單元採用紅外燈、雷射器、可見光照明設備其中之一或兩種以上的組合。
5.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述水平預警部分包括水平預警攝像機、水平滑動部件、垂直調節部件和輔助照明部件。
6.根據權利要求5所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於所述水平滑動部件包括滑動護罩、上支撐板和下支撐板；所述滑動護罩上下兩端設有滑軌；所述上支撐板和下支撐板與滑動護罩接觸表面設有與滑動護罩上、下兩端滑軌相配合的滑槽。
7.根據權利要求5所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述垂直調節部件包括攝像機支架和攝像機支架安裝板；所述攝像機支架兩側設有兩個轉動軸和兩個滑動軸，攝像機支架安裝板兩側對應設有兩個定位孔和兩個弧形孔，攝像機支架一端的兩個轉動軸放置在攝像機支架安裝板兩側的兩個定位孔上轉動連接，另一端的兩個滑動軸與攝像機支架安裝板兩個弧形孔間隙配合。
8.根據權利要求5或6或7所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述水平預警攝像機設置於垂直調節部件內的攝像機支架上，且通過攝像機支架與攝像機支架安裝板的轉動連接調節水平預警攝像機的垂直轉角；垂直調節部件內的攝像機支架安裝板固定安放在水平滑動部件的滑動護罩內，且通過滑動護罩與上支撐板和下支撐板的滑動連接調節水平預警攝像機的水平轉角。
9.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤視頻採集部分包括跟蹤攝像機、水平旋轉機構和垂直旋轉機構，所述示警部分包括音頻採集器、報警器和示警燈。
10.根據權利要求9所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤攝像機採用變焦攝像機，由鏡頭變焦電機驅動鏡頭變焦，即鏡頭變焦電機接收鏡頭變焦電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，鏡頭變焦電機帶動變焦鏡頭鏡組轉動，最終使運動目標在跟蹤視頻上所佔面積和圖像清晰度達到最佳狀態。
11.根據權利要求9所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述水平旋轉機構由水平旋轉電機和同步帶機構組成；垂直旋轉機構由垂直旋轉電機和同步帶機構組成；所述水平旋轉電機接收水平旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，水平旋轉電機帶動跟蹤示警機構轉動，最終使跟蹤示警機構在水平方向上朝向運動目標所在區域；所述垂直旋轉電機接收垂直旋轉電機驅動單元的驅動信號，在驅動信號的控制下，垂直旋轉電機帶動跟蹤示警機構轉動，最終使跟蹤示警機構在垂直方向上朝向運動目標所在區域。
12.根據權利要求2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述垂直預警視頻採集單元採用垂直預警攝像機；所述水平預警視頻採集單元採用水平預警攝像機。
13.根據權利要求2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述光照強度檢測單元採用光照強度傳感器；光照強度傳感器實時檢測監控區域的光照強度，並將檢測數據發送給第一控制單元。
14.根據權利要求2或4所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於所述輔助照明単元採用紅外LED模組；所述紅外LED模組在第一控制單元的控制下開啟，開啟後對監控區域進行紅外光輔助照明。
15.根據權利要求2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述第一視頻轉換單元採用模數視頻解碼器；模數視頻解碼器接收垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻，並將上述垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻數位化後傳輸至視頻存儲單元和視頻合成単元，同時還將上述數位化後的垂直預警視頻和水平預警視頻傳輸至動態檢測單元； 所述動態檢測單元採用數位訊號處理器；數位訊號處理器對監控區域預警視頻圖像通過圖像智能算法分析得到控制跟蹤示警模塊跟蹤運動目標的控制指令； 所述視頻存儲單兀米用SD卡作為存儲介質；SD卡接收並存儲弟一視頻轉換單兀輸出的數字視頻信號；而且，在第一控制單元的控制下，SD卡也可以將其內部存儲的上述數字視頻信號傳輸至視頻合成単元； 所述視頻合成單元採用數位訊號處理器；數位訊號處理器將上述數位化後的垂直預警視頻、水平預警視頻和跟蹤視頻合成為全景視頻數位訊號；當檢測到運動目標時，數位訊號處理器在相應預警視頻圖像上疊加例如邊框閃爍等報警信號； 所述第二視頻轉換單元採用數字視頻編碼器；數字視頻編碼器接收視頻合成單元輸出的全景視頻數位訊號，並將上述全景視頻數位訊號轉換為模擬複合視頻信號傳輸至顯示設備。
16.根據權利要求2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述第一控制單元採用數位訊號處理器。
17.根據權利要求2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述第一通訊單元採用串行通訊編解碼器；所述串行通訊編解碼器接收視頻監控系統主控設備發出的對本發明所述監控裝置的控制指令，且回傳第一控制單元回傳給主控設備的狀態信息；當檢測到運動目標時，串行通訊編解碼器還負責將第一控制單元產生的報警指令傳輸至主控設備； 所述第二通訊單元採用串行通訊編解碼器；所述串行通訊編解碼器接收本監控裝置第ー控制單元對第二控制單元的控制指令，且回傳第二控制單元回傳給第一控制單元的狀態信息。
18.根據權利要求2或17所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述對跟蹤示警模塊的控制指令是第一控制單元發送的由動態檢測單元對運動目標的位置檢測而產生的控制指令，或是第一控制單元中繼傳輸的來自於主控設備的控制指令，且控制指令後者的優先級高於前者。
19.根據權利要求3所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤視頻採集單元採用跟蹤攝像機； 所述音頻採集單元採用模擬或數字定向拾音器，模擬或數字定向拾音器接收第二控制単元的控制信號，對運動目標所在區域進行音頻採集，並將所採集的音頻傳輸給主控設備; 所述光照示警單元採用強光LED模組，強光LED模組接收第二控制單元的控制信號，對運動目標所在區域進行光照示警； 所述聲音示警單元採用模擬或數字定向揚聲器，模擬或數字定向揚聲器接收第二控制単元的控制信號，對運動目標所在區域進行聲音示警，該用於示警的聲音來自於預先存儲在模擬或數字定向揚聲器內部的錄音，或來自於主控設備現場採集的操作人員的語音喊話； 所述水平旋轉電機驅動單元採用電機驅動器，電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對水平旋轉電機的驅動信號； 所述垂直旋轉電機驅動單元採用電機驅動器，電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對垂直旋轉電機的驅動信號； 所述鏡頭變焦電機驅動單元採用電機驅動器，電機驅動器接收第二控制單元的控制信號，並將上述控制信號轉換為對鏡頭變焦電機的驅動信號； 所述第三通訊單元採用串行通訊編解碼器，串行通訊編解碼器負責第二通訊單元與第ニ控制單元的通訊。
20.根據權利要求3所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述第二控制單元採用微控制處理器；微控制處理器通過第三通訊單元與第二通訊單元通訊；微控制處理器還根據對跟蹤示警模塊的控制指令，控制水平旋轉電機驅動單元、垂直旋轉電機驅動單元和鏡頭變焦電機驅動單元；微控制處理器還控制光照示警單元對運動目標所在區域進行光照示警；微控制處理器還控制聲音示警單元對運動目標所在區域進行聲音示警，並選擇示警聲音的來源；微控制處理器還控制音頻採集単元對運動目標所在區域進行音頻採集。
21.根據權利要求I或2所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於所述預警定位模塊還包括網絡適配単元，網絡適配単元還具備乙太網接ロ、串行通訊接ロ、數字視頻輸入接ロ、模擬/數字音頻輸入接ロ和模擬/數字音頻輸出接ロ ；網絡適配單元採用乙太網板，上述乙太網板通過連接在其乙太網接口上的LAN電纜連接到主控設備； 更優的，使乙太網板通過無線網絡通訊技術連接到主控設備或移動通訊終端；乙太網板附加具備無線通訊功能的無線通訊單元。
22.根據權利要求12所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述垂直預警攝像機採用廣角鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合；所述水平預警攝像機採用長焦鏡頭/變焦鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合，採用數量為ー組以上。
23.根據權利要求19所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤攝像機採用變焦鏡頭和模擬攝像機/數字攝像機的組合。
24.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述水平預警部分在垂直軸向上設置ー層以上，並且在每層水平預警部分中設置ー個以上水平預警攝像機。
25.根據權利要求I或3所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於該監控裝置上方設置ー個以上跟蹤示警機構，且包含一個預警定位模塊和ー個以上跟蹤示警模塊；預警定位模塊通過第二通訊單元與ー個以上跟蹤示警模塊進行通訊，預警定位模塊通過第一視頻轉換單元從ー個以上跟蹤示警模塊獲取跟蹤視頻。
26.根據權利要求I所述的多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，其特徵在於 所述跟蹤示警機構安放在預警定位機構下方取代垂直預警部分，跟蹤示警機構優先採用球型雲臺攝像機，且包含其它由水平/垂直旋轉部件驅動的視頻採集裝置。
全文摘要
本發明涉及一種多方向監控區域預警定位自動跟蹤監控裝置，該監控裝置即使在低照度情況下仍能監控範圍較大的全景區域，該監控裝置包括預警定位機構和跟蹤示警機構，其中預警定位機構內設有預警定位模塊，跟蹤示警機構內設有跟蹤示警模塊。該監控裝置通過對多個方向進行預警視頻採集，直接檢測多個預警視頻圖像內的動態，從而確定所監控運動目標的位置信息，進而對運動目標進行跟蹤視頻採集、音頻採集、光照示警和聲音示警，同時，還在相應視頻圖像中添加報警信號，並通過回傳指令控制主控設備產生報警動作，最終將多個預警視頻和跟蹤視頻進行存儲並傳輸至顯示設備。該監控裝置具有多方向監控區域調節功能，其適用性和靈活性得到了顯著提高。
文檔編號H04N7/18GK102868875SQ201210357740
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者葉晨, 武付軍, 宋巖, 馮榮軒, 張羽, 曾驥 申請人:天津市亞安科技股份有限公司