面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向縱向狹長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的狹長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，其特征在于，攝像機(jī)芯的視場長邊方向與縱向細(xì)長監(jiān)控區(qū)域長邊方向一致，即鉛垂方向安裝，由此提高縱向監(jiān)控范圍。以1080×1920分辨率攝像機(jī)為例，其監(jiān)控區(qū)域的縱向范圍可提高到2倍，特別適用于道路監(jiān)控應(yīng)用需求。比如以車輛騎軋車道分界線的監(jiān)控系統(tǒng)來講，同樣條件下，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)視場覆蓋道路縱向監(jiān)控范圍為40米，而本發(fā)明視頻監(jiān)控系統(tǒng)視場覆蓋道路縱向范圍為100米，大大提高了監(jiān)控范圍和降低了建設(shè)成本。
【專利說明】面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)管應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)管系統(tǒng)，可用于道路監(jiān)管和安防方面。
【背景技術(shù)】
[0002]視頻監(jiān)控在智能交通和安防方面有著廣闊的應(yīng)用，但是目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)芯都是按著視場的長邊方向?yàn)樗椒较虬惭b，這樣對于縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用時(shí)，監(jiān)控縱向范圍長度有限，比如以道路監(jiān)控為例，現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)芯分辨率設(shè)為1080 X 1920，沿道路方向其縱向監(jiān)控長度為A、垂直與道路方向的橫向監(jiān)控長度為B，A與1080個(gè)像元對應(yīng)，B與1920像元對應(yīng)，這樣，縱向監(jiān)控范圍長度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題擴(kuò)大縱向細(xì)長區(qū)域監(jiān)控范圍。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采取以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，包括攝像機(jī)芯、機(jī)芯安裝支架、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、運(yùn)動控制器和視頻處理器，其特征在于，攝像機(jī)芯的視場長邊方向與縱向細(xì)長監(jiān)控區(qū)域長邊方向一致，即鉛垂方向安裝，攝像機(jī)芯(I)通過機(jī)芯安裝支架(2)安裝于水平旋轉(zhuǎn)支架上(4)，水平旋轉(zhuǎn)支架(4)與俯仰驅(qū)動電機(jī)(3)固定聯(lián)接，俯仰電機(jī)(3)驅(qū)動機(jī)芯安裝支架
(2)帶動機(jī)芯俯仰轉(zhuǎn)動，俯仰電機(jī)的電機(jī)軸與機(jī)芯安裝支架固定成一體，水平驅(qū)動電機(jī)固定于底座(8)上，并通過電機(jī)軸與水平旋轉(zhuǎn)支架(4)固定聯(lián)接，驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)芯(I)水平旋轉(zhuǎn)。
[0006]前述的面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:運(yùn)動驅(qū)動器(7)固定于底座(8)上，運(yùn)動驅(qū)動器分別與俯仰驅(qū)動電機(jī)(3)和水平驅(qū)動電機(jī)
(5)，運(yùn)動驅(qū)動器同時(shí)與攝像機(jī)芯(I)、后端視頻處理器連接。
[0007]前述的面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控方法，其特征在于:安裝在道路中央的攝像機(jī)獲得原始圖像，先對原始圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，再對圖像進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，以便與一般處理程序?qū)印?br> [0008]前述的先對原始圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，其特征在于:對于一幀圖像，假設(shè)原始圖像為src,翻轉(zhuǎn)后的圖像為dst,圖像像素為rows行、cols列，設(shè)圖像x軸與視場長邊(cols列)對應(yīng)，y軸與視場短邊(rows行)對應(yīng)，對圖像沿X軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，即對(X，y)處的像素進(jìn)行如下變換:dst(i, j) = src (i, cols-j-1),并對所有像素均進(jìn)行該變換；對圖像沿y軸翻轉(zhuǎn)，即進(jìn)行如下變換:dst(i, j) = src (rows-1-1, j),并對所有像素均進(jìn)行該變換；對圖像沿x軸翻轉(zhuǎn)又沿y軸翻轉(zhuǎn)，則進(jìn)行如下變換:dst(i, j) = src (rows-1-1, cols-j-1),并對所有像素均進(jìn)行該變換。[0009]前述的對圖像進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，其特征在于:獲得的原始圖像中，假設(shè)圖片上任意一點(diǎn)(X，y)，繞任意一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(rx0，ry0)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)RotaryAngle角度后新的坐標(biāo)設(shè)為(xl，yl)，則根據(jù)幾何關(guān)系，有:
[0010]xl = (x-rxO)*cos(RotaryAngle)+(y-ryO)*sin(RotaryAngle)+rxO ；
[0011]yl = (x_rxO) *sin (RotaryAngle) + (y-ryO) *cos (RotaryAngle)+ryO ;根據(jù)上述公式對圖像進(jìn)行任意角度的快速旋轉(zhuǎn)，使得圖像滿足一般處理程序?qū)有枰?br> [0012]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:
[0013]本發(fā)明為了提高像道路這樣細(xì)長監(jiān)控應(yīng)用的需求，攝像機(jī)芯的視場長邊方向按著鉛垂方向安裝，即將傳統(tǒng)攝像機(jī)芯旋轉(zhuǎn)90度安裝，則其縱向監(jiān)控范圍長度由A變成了 B，即有1080個(gè)像元對應(yīng)變?yōu)榱?1920個(gè)像元對應(yīng)，其監(jiān)控范圍增加約為2倍。這樣對于道路監(jiān)控應(yīng)用來講，同樣監(jiān)控范圍要求下，其建設(shè)成本降低為50%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中1.攝像機(jī)芯，2.機(jī)芯安裝支架，3.俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)，4.水平旋轉(zhuǎn)支架，
5.水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)，6.半球形光路保護(hù)罩，7.運(yùn)動控制器，8.底座
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示的面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，其中:攝像機(jī)芯I通過機(jī)芯安裝支架2安裝于水平旋轉(zhuǎn)支架上4，水平旋轉(zhuǎn)支架4與俯仰驅(qū)動電機(jī)3固定聯(lián)接，俯仰電機(jī)3可驅(qū)動機(jī)芯安裝支架2帶動機(jī)芯俯仰轉(zhuǎn)動，水平驅(qū)動電機(jī)固定于底座8上，并與水平旋轉(zhuǎn)支架4固定聯(lián)接，驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)芯I水平旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動驅(qū)動器7固定于底座8上，運(yùn)動驅(qū)動器用于控制俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)3和水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)5，同時(shí)運(yùn)動驅(qū)動器與攝像機(jī)芯、后端視頻處理器連接，具有接收攝像機(jī)芯I的視頻和傳輸?shù)胶蠖艘曨l處理器之功能。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)芯是按著視場長邊方向?yàn)樗綐?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，本發(fā)明為了提高縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控的縱向范圍，特將攝像機(jī)芯按著其視場長邊方向?yàn)榇怪狈较驑?biāo)準(zhǔn)安裝。
[0018]在獲得原始圖像后，通過軟件優(yōu)化對圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)，使得更容易對接一般的處理程序。以道路監(jiān)控為例，對于安裝在道路中央的攝像機(jī)，假如其獲得的原始圖像為靠近相機(jī)的場景在圖像的右側(cè)，遠(yuǎn)離相機(jī)的場景在圖像左側(cè)，而在另外一個(gè)場景可能剛好相反，對于同一套處理程序來說，就需要先對圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)處理。
[0019]對于一幀圖像，假設(shè)原始圖像為src，翻轉(zhuǎn)后的圖像為dst，圖像像素為rows行、cols列，設(shè)圖像X軸與視場長邊(cols列)對應(yīng)，y軸與視場短邊(rows行)對應(yīng),對圖像沿X軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，即對(X，y)處的像素進(jìn)行如下變換:dst (i, j) = src (i, cols-j-1),并對所有像素均進(jìn)行該變換；
[0020]同理，對圖像沿y軸翻轉(zhuǎn)，即進(jìn)行如下變換:dst (i, j) = src (rows-1-1, j);同理沿X軸翻轉(zhuǎn)又沿y軸翻轉(zhuǎn)，則進(jìn)行如下變換:dst (i, j) = src (rows-1-1, cols-j-1)。
[0021]另外，獲得的原始圖像中，道路的方向往往與y軸方向有偏差，為了便于處理，需要對圖像進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)。假設(shè)圖片上任意一點(diǎn)(x，y)，繞任意一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(rxO，ryO)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)RotaryAngle角度后新的坐標(biāo)設(shè)為(xl，yl)。則根據(jù)幾何關(guān)系，有:
[0022]xl = (x-rxO)*cos(RotaryAngle)+(y-ryO)*sin(RotaryAngle)+rxO ；
[0023]yl = (x_rxO) *sin (RotaryAngle) + (y-ryO) *cos (RotaryAngle)+ryO ;根據(jù)該公式可對圖像進(jìn)行任意角度的快速旋轉(zhuǎn)，使得圖像滿足易于處理的要求。
[0024]實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明系統(tǒng)同樣條件下比傳統(tǒng)視覺監(jiān)控系統(tǒng)的縱向監(jiān)控范圍增大約為2倍。比如以車輛騎軋車道分界線的監(jiān)控系統(tǒng)來講，同樣條件下，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)視場覆蓋道路縱向監(jiān)控范圍為40米,而本發(fā)明視頻監(jiān)控系統(tǒng)視場覆蓋道路縱向范圍為100米,大大提高了監(jiān)控范圍和降低了建設(shè)成本。
[0025]除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，比如目前的槍機(jī)攝像機(jī)的機(jī)芯也是按著視場長邊方向?yàn)樗椒较驑?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，本發(fā)明技術(shù)方案同樣適用于槍機(jī)攝像機(jī)，可將其攝像機(jī)芯按著機(jī)芯視場長邊方向?yàn)榈缆贩较虬惭b，即垂直方向安裝，以提高其視場覆蓋道路或者監(jiān)控區(qū)域縱向范圍。
【權(quán)利要求】
1.面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，包括攝像機(jī)芯、機(jī)芯安裝支架、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、運(yùn)動控制器和視頻處理器，其特征在于，攝像機(jī)芯的視場長邊方向與縱向細(xì)長監(jiān)控區(qū)域長邊方向一致，即鉛垂方向安裝，攝像機(jī)芯(I)通過機(jī)芯安裝支架(2)安裝于水平旋轉(zhuǎn)支架上(4)，水平旋轉(zhuǎn)支架(4)與俯仰驅(qū)動電機(jī)(3)固定聯(lián)接，俯仰電機(jī)(3)驅(qū)動機(jī)芯安裝支架(2)帶動機(jī)芯俯仰轉(zhuǎn)動，俯仰電機(jī)的電機(jī)軸與機(jī)芯安裝支架固定成一體，水平驅(qū)動電機(jī)固定于底座(8)上，并通過電機(jī)軸與水平旋轉(zhuǎn)支架(4)固定聯(lián)接，驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)芯(I)水平旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:運(yùn)動驅(qū)動器(7)固定于底座(8)上，運(yùn)動驅(qū)動器分別與俯仰驅(qū)動電機(jī)(3)和水平驅(qū)動電機(jī)(5)，運(yùn)動驅(qū)動器同時(shí)與攝像機(jī)芯(I)、后端視頻處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向縱向細(xì)長區(qū)域視頻監(jiān)控應(yīng)用的細(xì)長視場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控方法，其特征在于:安裝在道路中央的攝像機(jī)獲得原始圖像，先對原始圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，再對圖像進(jìn) 行一定角度的旋轉(zhuǎn)，以便與一般處理程序?qū)印?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的先對原始圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，其特征在于: 對于一幀圖像，假設(shè)原始圖像為src,翻轉(zhuǎn)后的圖像為dst,圖像像素為rows行、cols列，設(shè)圖像X軸與視場長邊(cols列)對應(yīng)，y軸與視場短邊(rows行)對應(yīng),對圖像沿x軸進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，即對(X，y)處的像素進(jìn)行如下變換:dst(i, j) = src(i, cols-j-1),并對所有像素均進(jìn)行該變換； 對圖像沿y軸翻轉(zhuǎn)，即進(jìn)行如下變換:dst (i, j) = src (rows-1-1, j),并對所有像素均進(jìn)行該變換；對圖像沿X軸翻轉(zhuǎn)又沿y軸翻轉(zhuǎn)，則進(jìn)行如下變換:dst(i，j)=src (rows-1-1, cols-j-1),并對所有像素均進(jìn)行該變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對圖像進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，其特征在于:獲得的原始圖像中，假設(shè)圖片上任意一點(diǎn)(X，y)，繞任意一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(rxO，ryO)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)RotaryAngle角度后新的坐標(biāo)設(shè)為(xl，yl)，則根據(jù)幾何關(guān)系，有:
xl = (x-rxO)*cos(RotaryAngle) + (y-ryO)*sin (RotaryAngle)+rxO ；
yl = (x-rxO) *sin (RotaryAngle) + (y-ryO) *cos (RotaryAngle) +ryO ;根據(jù)上述公式對圖像進(jìn)行任意角度的快速旋轉(zhuǎn)，使得圖像滿足一般處理程序?qū)有枰?br> 【文檔編號】H04N7/18GK103997627SQ201410252682
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】徐貴力, 程月華, 劉常德, 李旭 申請人:徐貴力