BRPI0709172A2 - método e ativadores e método para preparação dos mesmos - Google Patents
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Abstract
MéTODO E DISPOSITIVO PARA MONITORAMENTO DE IMAGEM-MOVIMENTO INTEGRADO. Trata-se de sistemas de segurança e métodos que são desenvolvidos usando uma variedade de dispositivos e métodos. De acordo com um semelhante desenvolvimento, um sistema de segurança usa um controlador 102 para se comunicar com dispositivos de monitoramento-segurança 104-110 e possui um dispositivo de captura de imagem integrado compreendendo uma estrutura de placa de circuito tendo uma peça de suporte de ajustagem de ângulo, uma placa de circuito 310 com uma superfície não ajustável, e condutores elétricos de comunicação de dados. Uma câmera 314 é presa à superfície não ajustável e é dirigida com um primeiro ângulo relativo à superfície não ajustável. Um detetor de movimento 312 é preso à superfície não ajustável e é dirigido com um segundo ângulo relativo à superfície não ajustável da placa de circuito. A peça de suporte ajusta o primeiro ângulo relativo ao segundo ângulo para capturar igualmente as imagens e movimento em uma área de alvo. Um circuito de comunicação de dados comunica dados da câmera e do detetor de movimento através dos condutores elétricos de comunicação de dados e comunica de modo sem fio os dados para o controlador.
Description
"MÉTODO E DISPOSITIVO PARA MONITORAMENTO DE IMAGEM-MOVIMENTO INTEGRADO"
DOCUMENTOS DE PATENTES RELACIONADAS
Este documento de patente reivindica benefício sob 35 U.S.C. § 119(e) para os se-guintes documentos de patente norte-americana! Pedido Provisório de Patente número60/785.570, intitulado "Motion-lmage Monitoring Method and Device", depositado em 24 demarço de 2006; e Pedido de Patente Série número 11/388.764 (RSIA.006PA), intituladouSecurity Monitoring Arrangement And Method Using a Common Field of View", depositadoem 24 de março de 2006, os quais por sua vez reivindicam benefícios sob 35 U.S.C. §119(e) para o Pedido Provisório de Patente norte-americana número 60/719.639, intitulado"Security Monitoring Arrangement and Method with Privacy Control", depositado em 22 desetembro de 2005. A prioridade é reivindicada para assunto de objetivo comum para cadaum destes documentos de patente subjacentes.
O solicitante respeitosamente faz referências ao pedido de patente norte-americanaco-depositado série número 11/687.991, depositado em 19 de março de 2007 e intitulado"Integrated Motion-lmage Monitoring Method and Device", para propósitos de cálculo da Ta-xa de Pesquisa PCT sob 35 U.S.C. § 111(a).
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção é direcionada a um método e dispositivo para monitorar o inte-rior de uma instalação ou residência e, mais especificamente, a um método e dispositivoutilizando um detetor de movimento e câmera integrados.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Uma variedade de aplicativos beneficia a proteção de residentes, empregados, pro-priedade pessoal, e semelhantes, usando sistemas de monitoramento e segurança dentrode instalações, por exemplo, para monitorar e/ou perceber determinadas condições tais co-mo problemas de operação de instalações ou a presença de um intruso indesejado. Muitosde tais sistemas são conectados a uma unidade de controle central e monitorados por umoperador que pode alertar os serviços de emergência apropriados na hipótese de um intrusoindesejado. Freqüentemente, um sistema de segurança de monitoramento de residênciainclui uma combinação de dispositivos sensores e dispositivos de alarme e alguns tambémincluem câmeras. Para obter a máxima cobertura de monitoramento, estes dispositivos sãodistribuídos pelo interior da instalação.
Os sistemas de segurança que empregam câmeras são vantajosos por serem ca-pazes de registrar toda e qualquer atividade associada a uma suspeita violação da instala-ção. Em algumas situações, no entanto, as câmeras registram as atividades normais dosresidentes da instalação e/ou empregados. As câmeras também registram atividades quesão percebidas falsamente como sendo violações de segurança, tais como comportamentosde animais domésticos e usuários autorizados que foram acidentalmente impedidos de entrar.
Em situações específicas, tais como aquelas com potencial para violar a privacida-de de residentes autorizados e/ou empregados da instalação, tal registro abrangente pelascâmeras de segurança pode ser indesejável. Uma vez que intrusos indesejáveis podem vio-lar a segurança de uma instalação enquanto os seus habitantes estão presentes, é necessá-rio ao sistema de monitoramento e segurança funcionar durante todo o tempo. No entanto,ter câmeras constantemente sendo disparadas para registrar a vida diária dos habitantes erotinas de trabalho é uma drástica invasão da privacidade dos residentes, especialmenteconsiderando falsos acionamentos. Mais ainda, o monitoramento e registro de atividades deconvidados pode ser não menos invasivo.
Uma vez que numerosas câmeras e detetores de movimento são geralmente ne-cessários para proporcionar cobertura de segurança apropriada a uma residência ou insta-lação, o tamanho e a colocação usual dos dispositivos são incômodos para instalar e mantere são desagradáveis esteticamente. Cada compartimento ou área em uma instalação requercaracteristicamente tanto o detetor de movimento como uma câmera, e grandes áreas po-dem requerem mais combinações. Os tamanhos destes dispositivos tornam óbvia a sua pre-sença em uma instalação. Mais ainda, um sistema de segurança de instalação completorequer caracteristicamente a instalação de vários componentes de sistema, incluindo a fia-ção para comunicações e energia elétrica entre unidades operando conjuntamente dentrodo sistema.
O desenvolvimento de pequenos detetores e câmeras apresenta um grande núme-ro de problemas. Por razões de segurança, de facilidade de instalação e flexibilidade de umsistema, é uma desvantagem requerer que os detetores e câmeras sejam eletricamente co-nectados a outros componentes. Mais especificamente, detetores e câmeras que operamusando uma fonte de energia elétrica externa, tal como uma tomada elétrica, podem serburlados removendo a fonte de energia. Isto apresenta numerosos pontos fracos de segu-rança no sistema como um todo. Mais ainda, a confiança em uma fonte de energia elétricaexterna freqüentemente complica o processo de instalação porque a instalação requer umaconexão à fonte externa de energia elétrica. Isto pode exigir distribuição dos fios conduzindoenergia aos detetores e câmeras. Dispositivos pequenos possuem o problema adicional denão ter espaço para incluir grandes fontes de energia independentes, tais como baterias.Conseqüentemente, a funcionalidade e o tempo entre carregamentos dos dispositivos sãosacrificados de modo freqüente em função do tamanho. Por exemplo, muitos protocolos decomunicação sem fio exaurem rapidamente baterias e outras fontes de energia. Outras par-tes famintas de energia de câmeras e detetores incluem a câmera, o detetor, e dispositivosde processamento de imagem e de iluminação. Estes e outros problemas têm impedido odesenvolvimento de câmeras e detetores pequenos, portáteis, usados em aplicações desegurança.
Os problemas discutidos acima têm apresentado desafios para o desenvolvimentode um sistema de monitoramento e segurança de residência e/ou instalação que proporcio-ne o máximo de cobertura e ao mesmo tempo minimize um ou mais dos problemas acimaidentificados.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção é direcionada aos tipos acima relacionados de dispositivos desegurança integrados. Estes e outros aspectos da presente invenção são exemplificados emuma quantidade de aplicações e desenvolvimentos ilustrados, alguns dos quais são mostra-dos em figuras e caracterizados na parte de reivindicações que se segue.
Vários aspectos da presente invenção são aplicáveis a um dispositivo de segurançaque usa tanto a detecção de movimento como a captura de imagem para detetar uma viola-ção de segurança.
De acordo com uma modalidade da presente invenção, um sistema de segurançausa um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento e segurança etem um dispositivo integrado de captura de imagem compreendendo uma estrutura de placade circuito possuindo uma peça de suporte de ajustagem de ângulo, uma placa de circuitocom uma superfície não ajustável, e condutores elétricos de comunicação de dados. Umacâmera é presa à superfície não ajustável e é dirigida com um primeiro ângulo relativo àsuperfície não ajustável. Um detetor de movimento é preso à superfície não ajustável e édirigido com um segundo ângulo relativo à superfície não ajustável da placa de circuito. Apeça de suporte ajusta o primeiro ângulo relativo ao segundo ângulo para capturar igual-mente as imagens e o movimento em uma área de alvo. Um circuito de comunicação dedados envia dados da câmera e do detetor de movimento através dos condutores elétricosde comunicação de dados e comunica de modo sem fio os dados ao controlador.
Compatível com outra modalidade da presente invenção, um sistema de segurançausa um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento e segurança. Umdispositivo de captura de imagem integrado tem uma estrutura de placa de circuito com umapeça de suporte de ajustagem de ângulo, uma placa de circuito com uma superfície nãoajustável e condutores elétricos. Uma combinação integrada inclui uma câmera presa à su-perfície não ajustável e dirigida cm um primeiro ângulo relativo à superfície não ajustável. Acombinação também inclui um detetor de movimento preso à superfície não ajustável e diri-gido de modo diferente com um segundo ângulo relativo à superfície não ajustável da placade circuito. A peça de suporte ajusta o primeiro ângulo relativo ao segundo ângulo para cap-turar igualmente imagens e movimento em uma área de alvo. A câmera e o detetor de mo-vimento são conectados eletricamente aos seus respectivos condutores elétricos. Um circui-to de controle proporciona comunicação sem fio entre o controlador e a combinação integrada.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, um sistema de segurançausa um controlador para se comunicar com os dispositivos de monitoramento e segurança.
Dentro do sistema de segurança é usado um dispositivo de captura de imagem integradoque possui um circuito de bateria. O circuito de bateria é conectado a um circuito para rece-ber sinais de controle de modo sem fio. O circuito receptor é conectado a um circuito de con-trole de energia que é responsivo à recepção dos sinais de controle sem fio e que controla ouso do circuito de bateria. O dispositivo também inclui uma câmera, um detetor de movimen-to e uma estrutura de placa de circuito para integrar eletricamente a câmera e o detetor demovimento. A estrutura de placa de circuito ajusta um primeiro ângulo com o qual a câmeracaptura imagens e um segundo ângulo, diferente do primeiro ângulo, com o qual o detetorde movimento identifica movimento. A lógica sincroniza a transmissão de dados entre o cir-cuito para receber sinais de controle de modo sem fio e o controlador.
De acordo com outra modalidade da presente invenção, um sistema de segurançausa um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento e segurança. Umdispositivo de captura de imagem possuindo uma placa de circuito com uma superfície nãoajustável inclui um circuito para se conectar por meio de interface sem fio com o controlador.O dispositivo de captura de imagem tem uma câmera presa à superfície não ajustável daplaca de circuito e dirigida com um primeiro ângulo substancialmente perpendicular à super-fície da placa de circuito. Um detetor de movimento integra-se à superfície não ajustável daplaca de circuito usando uma ou mais conexões de furo atravessante. Um suporte dirige odetetor de movimento com um segundo ângulo diferente do dito primeiro ângulo durante asoldagem das conexões de furo atravessante.
O sumário acima da presente invenção não objetiva descrever cada modalidade i-Iustrada ou cada desenvolvimento da presente invenção. As figuras e a descrição detalhadaque se seguem exemplificam estas modalidades de modo mais específico.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A invenção pode ser entendida de modo mais completo considerando-se a descri-ção detalhada de várias modalidades da invenção em conexão com os desenhos anexos,nos quais:
a Figura 1 mostra um sistema de segurança de edifício, de acordo com uma moda-lidade de exemplo da presente invenção;
a Figura 2 ilustra um dispositivo de segurança montado em uma parede, de acordocom uma modalidade de exemplo da presente invenção;
a Figura 3 é uma vista lateral de um dispositivo de segurança de imagem-movimento, de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção;a Figura 4A ilustra orientações de LEDs (diodos emissores de luz), de acordo comuma modalidade de exemplo da presente invenção;
a Figura 4B é uma vista inferior de um dispositivo de segurança de imagem-movimento mostrando a orientação de LED1 de acordo com uma modalidade de exemplo dapresente invenção;
a Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma peça de suporte interna de um dis-positivo de segurança e imagem-movimento, de acordo com uma modalidade de exemploda presente invenção; e
a Figura 6 é um gráfico de respostas de filtro, de acordo com uma modalidade deexemplo da presente invenção.
Enquanto a invenção é receptiva a várias modificações e formas alternativas, suasespecificações foram mostradas por meio de exemplo nos desenhos e serão descritas emdetalhe. Deve ser entendido , no entanto, que a intenção não é necessariamente limitar ainvenção às modalidades específicas descritas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas asmodificações, equivalências, e alternativas envolvidas dentro do espírito e objetivo da inven-ção, como definido pelas reivindicações anexadas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A presente invenção acredita-se ser aplicável a uma variedade de diferentes abor-dagens e combinações nela utilizadas para monitoramento de uma área de alvo. A invençãofoi julgada particularmente vantajosa para se dirigir a aplicações de monitoramento e segu-rança em uma residência ou ambiente de escritório-instalação onde um ou mais dispositivosperiféricos comunicam-se um com o outro e são usados para monitorar uma ou mais respec-tivas áreas de alvo. Enquanto a presente invenção não é necessariamente assim limitada,tal aplicação de monitoramento-segurança é usada na discussão que se segue para exem-plificar determinadas modalidades da presente invenção.
Compatível com tal aplicação, a Figura 1 descreve um sistema de segurança deacordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção, como pode ser útil paramonitorar um edifício (tal como uma residência ou local de trabalho). A Figura 1 inclui o edi-fício 100, o painel de controle 102, e os dispositivos periféricos 104-110. O sistema de segu-rança é desenvolvido de modo a reduzir o consumo de energia elétrica de um ou mais dopainel de controle 102 e dos dispositivos periféricos 104-110 como relacionados com as co-municações sem fio entre os dispositivos. Ao desenvolver as comunicações sem fio, o dis-positivo usa múltiplas freqüências (canais) assim como intervalos de comunicação. Os dis-positivos são capazes de reduzir o consumo de energia utilizando informação com respeito auma freqüência específica das múltiplas freqüências utilizadas e o intervalo de comunicação.
Por exemplo, se os dispositivos de transmissão modificam suas transmissões baseados nainformação, um dispositivo receptor pode reduzir o consumo de energia diminuindo o tempoque o dispositivo receptor está escutando para uma transmissão de outro dispositivo. Redu-zindo o consumo de energia, o dispositivo proporciona a ele mesmo desenvolver comunica-ções bi-direcionais entre os dispositivos, o que caracteristicamente requer mais consumo deenergia do que as comunicações unidirecionais.
As linhas denteadas e elipses encontradas entre o painel de controle 104 e os dis-positivos periféricos 104-110 representam comunicações sem fio entre o painel de controle eos dispositivos periféricos. As comunicações sem fio podem ser desenvolvidas usando fre-qüências adequadas. Por exemplo, foram achadas adequadas para sistemas de segurançaas freqüências de comunicações sem fio das bandas de rádio industrial, científica e médica(ISM) (900 MHz, 2,4 GHz e 5,8 GHz); no entanto, podem ser desenvolvidas freqüênciassubstitutas de acordo com as particularidades do sistema ou o seu desenvolvimento plane-jado. Por exemplo, com relação a desenvolvimentos relacionados com acoplamento comu-nicativo e transferência de dados entre os dispositivos acima discutidos de acordo com pro-tocolos apropriados podem ser feitas referências ao pedido de depósito de patente norte-americana série número 11/389.673, depositado em 24 de março de 2006, intitulado "Spre-ad Spectrum Communications for Building-Security" (Dossiê do Advogado númeroRSIA.010PA), e a publicação de Pedido de Depósito de Patente Européia número EP 1 363260, depositado em 6 de maio de 2003, intitulado "Procédé de Communication Radiofré-quence Entre Plusieurs Dispositifs Et Système De Surveillance Mettant Em Ouvre Um TelProcédé", os quais estão aqui totalmente incorporados como referência.
Os vários elementos dos dispositivos periféricos 104-110 e o painel de controle 102são desenvolvidos usando um ou mais das combinações de circuitos elétricos, processado-res, elementos de memória, código de software, dispositivos de lógica programável, interfa-ces de entrada/saída ou suas combinações. Em modalidades alternativas (mais específi-cas), as modalidades apresentadas aqui são desenvolvidas em combinação com as modali-dades descritas no documento de patente acima referenciado número 11/388.764, intitulado" Security Monitoring Arrangement And Method Using a Common Field of View" (totalmenteincorporado aqui como referência).
O edifício 100 representa uma instalação na qual é desenvolvido o sistema de se-gurança de edifício. Os desenvolvimentos comuns do edifício 100 incluem, mas não são aelas limitadas, casas residenciais, lojas de varejo, edifícios de escritórios, edifícios governa-mentais, museus e outras instalações. Caracteristicamente, o sistema de segurança monito-rará vários locais do edifício 100. Conseqüentemente, a Figura 1 descreve vários dispositi-vos periféricos por todo o edifício.
Os dispositivos de comunicações periféricos 104-110 podem tomar a forma de vá-rios dispositivos diferentes, alguns deles sendo mostrados na Figura 1. Por exemplo, o dis-positivo 104 representa um sensor de janela que pode, entre outras coisas, detetar quandoa janela foi aberta ou comprometida de outra forma; o dispositivo 106 representa uma câme-ra para captura de vídeo; o dispositivo 108 representa um alarme; e o dispositivo 110 repre-senta um dispositivo portátil periférico, tal como uma chave de segurança, para fazer interfa-ce com o painel de controle 102 ou outro periférico. Estes dispositivos periféricos 104-110comunicam-se com o painel de controle 102 utilizando comunicações sem fio.
O bloco 112 representa vários elementos que podem ser desenvolvidos nos dispo-sitivos periféricos 104-110, incluindo um bloco de transceptor, um bloco de protocolo demensagem, um bloco de sincronização e um bloco de antecipação de transmissão (Tx). Vá-rias modalidades da presente invenção usam um ou mais destes blocos. Em uma destasmodalidades, um dispositivo periférico transmite de modo sem fio um sinal usando o blocode transceptor. O dispositivo periférico utiliza informação com relação a um período detransmissão e o canal de escuta do painel de controle no processo de transmissão.
Em uma modalidade, os dispositivos periféricos 104-110 transmitem informação desegurança do edifício ao painel de controle 102. Por exemplo, o dispositivo 106 pode trans-mitir imagens de vídeo ou informação de estado de dispositivo ao painel de controle 102,enquanto que o dispositivo 104 pode transmitir informação relacionada com o sensor dejanela.
A Figura 1 mostra o painel de controle 102 como incluindo um bloco de transceptor,um bloco de protocolo de mensagem, um bloco de sincronização e um bloco de antecipaçãode transmissão (Tx). Várias modalidades da presente invenção usam um ou mais destesblocos. Em tal modalidade, o bloco de transceptor é usado para receber sinais de um dosdispositivos periféricos 104-110 como uma função dos intervalos de comunicação e a fre-qüência que o painel de controle usa para escutar a transmissão. A freqüência de escuta éuma de várias freqüências potenciais disponíveis para a comunicação entre os dispositivosperiféricos e o painel de controle. Por exemplo, o sistema pode usar um número de posiçõesde freqüências contíguas (canais) dentro de uma banda de freqüência adequada. Um e-xemplo de tal uso inclui 25 ou mais canais dentro da banda de freqüência ISM de 902-928MHz. Outras numerosas combinações de canais e bandas de freqüência são possíveis u-sando a presente invenção.
Caracteristicamente, o painel de controle e os periféricos são desenvolvidos usandoum conjunto similar de elementos como representado pelos blocos 102 e 112; no entanto,vários componentes podem ser desenvolvidos de modo diferente. Por exemplo, o bloco desincronização pode ser desenvolvido de modo diferente no painel de controle contra os dis-positivos periféricos onde o painel de controle proporciona informação de sincronização acada um dos periféricos e os periféricos devem usar a informação de sincronização paramanter a sincronização usando um relógio local. Em tal situação, os periféricos devem com-parar a informação de sincronização com o relógio local de modo a compensar qualquerdiferença entre os quadros de tempo dos periféricos e o quadro de tempo do painel de controle.
O painel de controle 102 e os blocos periféricos 104-110 são representados comopossuindo um transceptor; no entanto, o sistema pode ser desenvolvido usando variaçõesde receptores e transmissores. Em alguns casos, o painel de controle pode ser desenvolvidocom apenas um receptor e os periféricos com apenas um transmissor. Em outros casos, opainel de controle pode ser desenvolvido com apenas um transmissor, enquanto que os pe-riféricos são desenvolvidos com apenas um receptor. Outros desenvolvimentos permitem aum ou mais dos painéis de controle e periféricos ter o transmissor e receptor (transceptor).Deste modo, transceptor aqui é usado para descrever um receptor, um transmissor ou am-bos, um receptor e transmissor.
A Figura 2 ilustra um dispositivo de segurança montado em uma parede, de acordocom uma modalidade de exemplo da presente invenção. Uma modalidade de exemplo dapresente invenção envolve um dispositivo de monitoramento que inclui um detetor de movi-mento integrado e um dispositivo de captura de imagem. Em certos desenvolvimentos, odetetor de movimento é projetado com um detetor de infravermelho passivo (PIR) 202. En-quanto podem ser usados outros detetores de movimento, a discussão que permanecequanto ao detetor de movimento será relacionada a um detetor tipo PIR. O dispositivo desegurança aponta o detetor de PIR com um ângulo 212. Em um desenvolvimento preferen-cial, o detetor de PIR 202 é posicionado a um ângulo 212 de cerca de cinco graus em rela-ção a um eixo horizontal (por exemplo, paralelo ao solo). O dispositivo de monitoração tam-bém inclui um sensor de imagem 204. Para certos desenvolvimentos, as lentes do sensor deimagem são lentes de ângulo aberto (por exemplo, lentes Fresnel). Em um caso, o dispositi-vo de segurança dirige o sensor de imagem 204 em uma direção 210. O sensor de imagem204 pode ser orientado tal que o limite superior 206 da área de visão 20δ fique na horizontalou quase nela, um exemplo sendo paralelo ao solo. Ao mesmo tempo em que mantêm estelimite superior comum 206, os dois componentes (por exemplo, o detetor de PIR 202 e osensor de imagem 204) podem ser angulados em diferentes ângulos de modo a formar umcampo de visão comum. Isto pode ser útil para aumentar a cobertura efetiva dos componen-tes. Por exemplo, os dispositivos podem ser facilmente instalados porque o instalador sabeque a cobertura (mostrada pelo campo de visão 208) se estenderá horizontalmente da alturaem que os componentes são colocados na parede. Assim, a altura da instalação é facilmen-te estabelecida pela determinação do ponto mais alto para o qual a cobertura é desejada(por exemplo, o nível da cabeça). Mais ainda, tal alinhamento entre componentes pode serbenéfico porque os componentes podem ter um campo de visão comum. De modo maisespecífico, uma indicação de movimento por um sensor de PIR corresponderá diretamente àimagem capturada pela câmera.A Figura 3 é uma vista lateral de um dispositivo de segurança de imagem-movimento, de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção. Em um de-senvolvimento compatível com o exemplo de ilustração mostrado na Figura 3, o dispositivode monitoramento inclui um alojamento 302 que contém uma única placa de circuito 310para ambos os componentes (sensor de movimento 312 e dispositivo de captura de imagem314). Em uma modalidade particular, a placa de circuito 310 é uma da variedade de placasde circuito impresso sólidas comumente usadas (PCB). Por exemplo, a placa de circuito310 pode ser desenvolvida usado uma placa de circuito FR4 (Resistente ao Fogo 4) co-mum, de duas (ou mais) camadas, que tem um formato retangular como mostrado pela Fi-gura 3. Muitos componentes de circuito padronizados (por exemplo, detetores de imagem edispositivos de PIR) são projetados para serem montados alinhados com uma placa decircuito. Conseqüentemente, os componentes de circuitos padronizados montados em umaplaca de circuito comum resultam em componentes de circuito tendo um alinhamento co-mum (por exemplo, perpendicular à placa de circuito) como mostrado pelo ângulo 306. Cer-tos aspectos da presente invenção decorrem do uso de tal placa de circuito sólida e compo-nentes padronizados tendo alinhamentos diferentes. Por exemplo, um suporte angulado 502(mostrado na Figura 5) é usado em conexão com a placa de circuito única 310 para propor-cionar o ângulo do sensor de PIR representado em 316. Pernas com fio 320 e 322 do sen-sor 312 passam através e são usadas com "furos atravessantes" para encaixar o sensor dePIR 312 com a placa de circuito 310. A diferença angular entre as pernas com fio 320 e 322e a placa de circuito 310 pode ser acomodada utilizando qualquer número de técnicas. Al-guns exemplos de técnicas incluem, sem limitação, dobrar as pernas com fio 320 e 322,usar orifícios na placa de circuito 310 suficientemente largos para permitir a entrada em ân-gulo das pernas com fio 320 e 322, usar orifícios com ângulos na placa de circuito 310 eprender as pernas com fio a um lado da placa de circuito usando solda, parafusos ou técni-cas similares de fixação. Um ou outro lado da placa de circuito 310 inclui as áreas 328 e 330para a montagem de conjuntos de circuitos tais como um conjunto de circuitos de manipula-ção de sinal de PIR e circuitos de transceptores de radiofreqüência (RF) (componentes se-parados ou integrados) e a antena 331. De modo similar, a placa de circuito 310 inclui áreaspara montar um dispositivo relacionado à captura de imagem (por exemplo, lentes) 332 e umprocessador de vídeo 334 programado para processar (manipular) imagens capturadas.
Em uma aplicação mais específica, os circuitos de RF e relacionados montados naplaca podem ser projetados e programados para desenvolver a comunicação e operaçõesrelacionadas de um modo compatível com uma ou mais modalidades apresentadas no do-cumento de patente norte-americana acima referenciado, depositado em 24 de março de2006, e intitulado "Spread Spectrum Communications for Building-Security" (Dossiê do Ad-vogado número RSIA.010PA).As Figuras 4A-4B e Figura 5 ilustram várias vistas de uma modalidade do dispositi-vo de monitoração mostrado na Figura 3. A Figura 4A ilustra LEDs tipo IR (diodos de emis-são de infravermelho ou IREDs) 410 e 412 que emitem luz como a utilizada pelo dispositivode monitoramento para a captura de imagem de visão noturna. A Figura 4B é uma vista infe-rior de tal dispositivo que orienta os LEDs 410 e 412 para propósitos de segurança de ima-gem-movimento. Um sensor, tal como o capturador de imagem 314, e o detetor de PIR 312capturam o IR refletido. A Figura 4A mostra dois padrões de iluminação possíveis 420 e 430para os IREDs 410 e 412. 420 mostra um primeiro padrão de iluminação onde as bases dosIREDs são paralelas uma à outra. Tal padrão resulta da montagem normal em um PCB co-mum. 430 mostra um segundo padrão de iluminação que tem menos sobreposição de ilumi-nação e proporciona um ângulo de iluminação mais largo. Isto é obtido angulando os IREDsseparados um do outro. Tal padrão de iluminação angulado pode ser obtido usando técnicassimilares àquelas discutidas em relação ao sensor de PIR e como ainda aqui discutidas.
A Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma peça de suporte interna de um dis-positivo de segurança de imagem-movimento, de acordo com uma modalidade de exemploda presente invenção.
O suporte do sensor de PIR da Figura 5 é conectado com o corpo da parte plásticaprincipal (estrutural) 516 usando nervuras removíveis 512. Estas nervuras 512 podem sercortadas para se ter acesso à placa de circuito 310, por exemplo, para fazer reparos, seminterferir com o sensor de PIR 312. As nervuras 512 permitem acesso ao conjunto de circui-tos sem a necessidade de remover a solda do sensor de PIR ou perturbar potencialmente oângulo do sensor de PIR como representado em 316 da Figura 3. O dispositivo de capturade imagem pode ser um tipo de dispositivo montado em superfície (SMD) e soldado usandoum processo de fusão seguido de solidificação. A placa de circuito (310 da Figura 3) é fixa-da, por exemplo, grampeada, à parte de plástico principal 516 e a combinação suporte-placaé inserida no alojamento 302 do dispositivo de segurança de imagem-movimento com cadaum dos componentes sensores angulados de modo a proporcionar um campo de visão co-mum. O alojamento 302 é mostrado de modo geral na Figura 3, e para uma visão mais es-pecífica de tal alojamento pode ser feita referência ao Pedido de Projeto norte-americanonúmero 29/256.856, depositado em 24 de março de 2006 (Dossiê número RSIA.002DE),intitulado "Mountable Security Detector".
Em uma modalidade da presente invenção, a reflexão de luz parasita pode ser re-duzida usando uma parede fina 510. Em uma modalidade preferencial, esta parede 510 temuma forma de cone que minimiza efeitos adversos do padrão de visão do sensor de PIR.
Compatível com outra modalidade da presente invenção, o enchavetamento dosvários sensores e dispositivos de iluminação pode ser incorporado no alojamento 302. Maisespecificamente, os suportes de IRED 506 podem incluir partes de enchavetamento 504 e osuporte de PIR 502 pode inclui a parte de enchavetamento 508. Várias soluções de encha-vetamento podem ser desenvolvidas dependendo do componente sendo empregado e doprojeto de alojamento.
Certas modalidades incluem um alojamento compacto que envolve a miniaturizaçãodo conjunto de circuitos e componentes do dispositivo de segurança de imagem-movimento.Para se obter um dispositivo completo compacto, os componentes eletrônicos são montadosem ambos os lados da placa de circuito. Em certos desenvolvimentos, a colocação inclui osensor de imagem localizado em um lado superior com o processador de vídeo localizadodo lado oposto. Assim, o comprimento das conexões ente o sensor de imagem e o proces-sador pode ser reduzido de modo a se evitar ruído de sinal. Mais ainda, para reduzir a inter-ferência eletromagnética (EMI), os componentes "barulhentos" (por exemplo, componentesde vídeo, sensor de imagem, processador de vídeo, memória) são localizados perto de umaparte da placa tal como a parte inferior, enquanto os circuitos de condição de PIR e de RFsão localizados perto da outra parte tal como a extremidade superior.
O sensor de imagem é empregado em conexão com dois diodos de emissão de in-fravermelho (IREDs) para proporcionar visão noturna e captura de imagem em ambientescom deficiência de luz. Em certos desenvolvimentos, eles são localizados perto do sensorde imagem, de um modo simétrico, para distribuir igualmente a energia infravermelha. Emoutros determinados desenvolvimentos, os IREDs não são posicionados horizontalmente,porém em vez disso possuem bases anguladas ou suportes para proporcionar uma distribui-ção de infravermelho que reduz a sobreposição entre dois IREDs no eixo central e aumentao ângulo de iluminação. Os IREDs também drenam um alto nível de corrente, o que limita ouso de tipos pequenos de SMD (dispositivos montados em superfície), que não podem dis-sipar alta energia. Em vez disto, é utilizado o tipo de furo atravessante. Isto também é vanta-joso por permitir flexibilidade nos ângulos de iluminação proporcionados pelos IREDs.
As áreas comuns de furos atravessantes criam dificuldade na colocação do proces-sador de vídeo próximo (mas de um lado oposto) do sensor de imagem. Em certos desen-volvimentos, é empregada uma peça de suporte plástica para superar estas dificuldades.Por exemplo, os IREDs são posicionados adaptando suportes de IRED no suporte de plásti-co para orientar os ângulos desejados dos IREDs, e evitando assim a solda do furo atraves-sante do IRED durante a colocação inicial. As pernas (furos atravessantes) do IRED podemser curvadas e se usar um parafuso 404 para criar pressão nas pernas de cada um dos I-REDs, formando deste modo um contato elétrico com a placa de circuito. Em um desenvol-vimento, estes dois parafusos também servem para segurar o fixador de lentes do sensor deimagem 514 firmemente à placa de circuito, para reduzir a luz parasita em razão das lacu-nas entre a placa de circuito e o fixador de lentes.
Os parafusos acima discutidos podem ser usados igualmente para apertar o supor-te fixador da placa de circuito, posicionar a câmara ótica entre o sensor de imagem e as len-tes, e pressionar as pernas de IREDs na placa de circuito para se obter um bom contato. Asoldagem é assim evitada opcionalmente para a fixação de IRED e os orifícios metalizadosusualmente requeridos para uma área de furo atravessante também não são necessários.
Estes liberam espaços do lado oposto da placa de circuito para posicionar o processador devídeo (por exemplo, um DSP - Processador de Sinal Digital).
De acordo com outra modalidade da presente invenção, os vários componentespodem ser integrados de modo independente de uma única placa de circuito, não ajustável.Por exemplo, uma placa flexível pode ser usada para proporcionar ângulos diferentes paraos IREDs, câmera e detetor de movimento. Outro desenvolvimento semelhante pode incor-porar interconexões flexíveis/anguladas, tais como cabos de fita ou conectores angulados,para integrar os componentes e placa(s) de circuito sobre a(s) qual(is) os componentes seposicionam. Estas e outras modalidades incluem o uso de um circuito de controle de energiaque é empregado em conjunção com um circuito de bateria. O circuito de controle de ener-gia responde a vários sinais de controle pela redução do consumo de energia do dispositivo.Isto é particularmente útil para desenvolver um dispositivo auto-alimentado que opera porextensos períodos de tempo sem reposição, recarregamento ou suplementação de energiapara o dispositivo de outro modo.
Em uma situação, o circuito de controle de energia recebe sinais de controle docontrolador de central. Em resposta aos sinais de controle, o circuito de controle de energiapode desenvolver qualquer uma de um número de diferentes técnicas de economia de e-nergia. Uma destas técnicas envolve colocar o dispositivo em estado de redução de energiadesativando ou de outra forma reduzindo o consumo de energia por um ou mais dos deteto-res de movimento, câmeras e IREDs. Assim, o circuito de controle de energia pode manter oestado de energia reduzida até que um sinal de controle seja recebido que induza o disposi-tivo a deixar o estado de redução de energia. Tal sinal de controle pode ser do controladorde central ou de outras fontes, tal como uma chave de segurança ou um sensor de intrusão.
Lógica adicional pode ainda controlar os diversos estados de energia. Por exemplo, o dete-tor de movimento pode ser ativado em resposta a um sinal de controle, enquanto mantém acâmera desativada até ser detectado movimento. Isto também pode reduzir a perturbaçãodo sistema de segurança através da diminuição do tempo durante o qual as imagens sãocapturadas. Em outro estado de redução de energia, as capturas de imagem podem serreduzidas em freqüência. Por exemplo, em vez de capturar uma imagem a cada segundo, odispositivo pode ser configurado para capturar e/ou transmitir uma imagem a cada minuto.Isto pode reduzir significativamente a média de consumo de energia durante um período detempo.
Em outra situação, o circuito de controle de energia controla a transmissão de ima-gens da câmera para o controlador central. O conjunto de circuitos de transmissão sem fiopode requerer uma quantidade significativa de energia para operar. Assim, a transmissão degrandes quantidades de dados pode necessitar de períodos extensos de atividade detransmissão e correspondente exaustão de energia. Uma técnica empregada pelo dispositi-vo é executada por compressão lógica que reduz o tamanho dos dados da imagem a sertransferidos. Outra técnica envolve lógica para limitar os dados transmitidos para imagensnecessárias. Por exemplo, o dispositivo pode ser capacitado para capturar imagens quandouma porta ou janela é acionada; no entanto, as imagens capturadas não necessitam serenviadas se um código correto de autorização é proporcionado pela pessoa acionando osensor. Várias outros desenvolvimentos de lógica podem ser usados para reduzir transmis-sões desnecessárias de imagens capturadas. Ainda outra técnica envolve o uso de protoco-los de estabelecimento de comunicação eficientes entre os dispositivos. Muitos protocolosde comunicação requerem um ou mais dos dispositivos ter extensos períodos de escuta oude remessa de modo a sincronizar as comunicações entre dispositivos. Um protocolo deestabelecimento de ligações eficiente pode ser usado para reduzir os tempos de sincroniza-ção, levando a economias significativas de energia. Para detalhes adicionais de tal protoco-lo, pode ser feito referência ao pedido de patente norte-americana série número 11/389.673,depositado em 24 de março de 2006, intitulado "Spread Spectrum Communication for Buil-ding-Security" (Dossiê do Advogado número RSIA.010PA), que é aqui totalmente incorpora-do como referência.
Em outras modalidades, o dispositivo de segurança de imagem-movimento podeser usado para capturar imagens tanto à luz do dia como usando tecnologia de visão notur-na. Em ambientes com luz suficiente, o sensor de imagem pode capturar imagens em cor.Em adição, o dispositivo de captura de imagem inclui uma câmera que também pode obterquadros em preto e branco em ambientes de pouca luz tal como empregando um iluminadorde infravermelho à noite. Isto pode ser obtido com um sensor de imagem em preto e brancodesde que os sensores de imagem de cor integrem um filtro, que rejeita o comprimento deonda IR de modo a manter a fidelidade de cor. Em certos desenvolvimentos, um sensor deimagem de cor é utilizado com filtros de cor específicos. A Figura 6 mostra um gráfico derespostas de filtros (ilustrado por linhas representando as cortes verde 604, vermelho 602 eazul 606), de acordo com uma modalidade de exemplo da presente invenção. As respostasde filtro ilustradas mostram que no comprimento de onda do infravermelho, a sensibilidadede cada cor é balanceada, e está próxima da sensibilidade no espectro visível. Isto permitevisão noturna com os iluminadores IRED onde o sinal de cor é ignorado, e apenas o sinal deluminescência é utilizado para se obter quadros em preto e branco.
Outra modalidade permite múltiplas possibilidades de captura de imagem em ambi-entes à luz do dia. Se o nível de luz IR é baixo (por exemplo, luz interna com lâmpadas elé-tricas fluorescentes), a fidelidade de cor será boa porque a resposta a cada cor não estaráexcessivamente afetada pela luz IR e a câmera pode capturar imagens de cor. Se o nível deIR é alto (por exemplo, lâmpadas elétricas incandescentes ou exposição direta ao Sol), afidelidade de cor do sensor de imagem pode ser afetada de modo adverso pela luz IR, e acâmera pode entregar imagens em preto e branco. Em ainda outras modalidades, toda a-quisição de imagem opera usando os sinais de cor enquanto uma estação de monitoramen-to remoto (por exemplo, um PC) determina se as imagens em preto e branco ou de cor se-rão mostradas.
Em certos desenvolvimentos, o dispositivo de captura de imagens é inicializadocom modos de operação múltiplos. Por exemplo, em um modo automático, uma vez que odispositivo de captura de imagem é armado, o dispositivo começará a aquisição de imagemde vídeo tão logo o detetor de movimento detecte movimento. Em outro exemplo, em ummodo de painel de controle o dispositivo de segurança de imagem-movimento envia umanotificação de intrusão ao painel de controle e espera por um comando de aquisição de ví-deo do painel. A aquisição de vídeo e a transferência de vídeo são duas ações independen-tes. Isto permite ao dispositivo de captura de imagem obter imagens de vídeo dentro de umazona retardada, antes de o sistema ser desarmado. Se o desarme é feito antes do fim de umatraso, o vídeo será apagado; caso contrário, o painel de controle requisitará os dados devídeo e enviará os dados de vídeo para uma estação de monitoramento remota.
Em certos casos, uma transferência de vídeo requer várias vezes mais energia quea aquisição de vídeo. O dispositivo de captura de imagem é capaz de transferir dados devídeo a uma solicitação do painel de controle através de um canal de rádio. O painel de con-trole também pode requerer o apagamento de vídeo na memória. Uma vez que a transfe-rência de dados de vídeo pode tomar mais de dois minutos, durante o tempo de transferên-cia, uma destruição do dispositivo de captura de imagem resultará na perda do vídeo rema-nescente armazenado na memória RAM. Uma memória não volátil (por exemplo, tipo Flash)pode ser usada para duplicar os dados de vídeo imediatamente depois ou durante a aquisi-ção. O pequeno tamanho do chip de Flash (por exemplo, S08) o torna difícil de violar, e as-sim aumenta a probabilidade dos dados de vídeo serem recuperados no caso de o dispositi-vo ser danificado por um intruso.
Os vários circuitos e lógicas aqui descritas podem ser desenvolvidos usando umavariedade de dispositivos incluindo, mas não a eles limitados, componentes lógicos isolados,componentes analógicos, processadores de uso geral configurados para executar instruçõesde software, dispositivos lógicos programáveis e suas combinações.
Enquanto certos aspectos da presente invenção foram descritos com referência avárias modalidades de exemplo específicas, aqueles versados na técnica reconhecerão quealém disso podem ser feitas muitas modificações sem se apartarem do espírito e objetivo dapresente invenção. Aspectos da presente invenção são apresentados nas reivindicaçõesque se seguem.
Claims (18)
1. Dispositivo de captura de imagem integrado, para uso em um sistema de segu-rança que usa um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento-segurança, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:uma estrutura de circuito de placa tendouma peça de suporte de ajuistagem de ângulo,um circuito de placa com uma superfície não ajustável, econdutores elétricos;uma combinação integrada incluindo uma câmera presa à superfície não ajustável edirigida com um primeiro ângulo relativo à superfície não ajustável, e incluindo um detetor demovimento preso à superfície não ajustável e dirigido de modo diferente com um segundoângulo relativo à superfície não ajustável da placa de circuito, a peça de suporte ajustando oprimeiro ângulo relativo ao segundo ângulo para capturar igualmente imagens e movimentoem uma área de alvo, e a câmera e o detetor de movimento conectados eletricamente aseus respectivos condutores elétricos; eum circuito de controle para comunicação sem fio entre o controlador e a combina-ção integrada.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque inclui ainda um circuito de bateria e um circuito de controle de energia, responsivo aocontrolador, para limitar o consumo de energia do circuito de bateria.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque o dispositivo inclui um alojamento que prende o circuito de placa e uma fonte de energiaindependente, e que é adaptado para dirigir o detetor de movimento com um ângulo ao lon-go de um plano substancialmente horizontal e dirigir a câmera em uma direção descendentepara cobrir uma área mais abaixo do plano substancialmente horizontal.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque compreende ainda:dois emissores de infravermelho integrados com a superfície da placa de circuitousando uma ou mais conexões com fio; edois suportes que dirigem um dos emissores de infravermelho com um ângulo dife-rente de um ângulo do outro emissor de infravermelho.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato deque os emissores de infravermelho são dirigidos para longe um do outro, aumentando destaforma um ângulo de iluminação de ambos os emissores, relativo a um ângulo de iluminaçãopara ambos os emissores dirigidos paralelos um ao outro e no qual os emissores de infra-vermelho são conectados eletricamente à placa de circuito usando um parafuso que tam-bém conecta fisicamente um processador de vídeo à placa de circuito.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato deque os emissores de infravermelho são dirigidos para longe um do outro, deste modo au-mentando um ângulo de iluminação de ambos os emissores, relativo a um ângulo de ilumi-nação para ambos os emissores dirigidos em paralelo um ao outro e no qual os emissoresde infravermelho são conectados à placa de circuito usando um parafuso.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque o suporte que dirige o detetor de movimento inclui nervuras removíveis para a remoçãodo suporte.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque a placa de circuito inclui um processador de imagem e no qual o processador de ima-gem e ao menos parte de um circuito de comunicação são localizados em um lado da placade circuito oposto a um lado da placa de circuito do qual o detetor de movimento e o disposi-tivo de captura de imagem são dirigidos.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque o dispositivo inclui um alojamento que segura a placa de circuito e que inclui uma parteem formato de cone para reduzir a luz parasita de alcançar o detetor de movimento.
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque o detetor de movimento é um detetor de infravermelho passivo.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque o dispositivo é arranjado para capturar quadros em um modo preto e branco e um modode cor.
12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato deque durante condições de pouca luz, o dispositivo opera no modo preto e branco usando aluz proporcionada pelos emissores de infravermelho localizados na placa de circuito e noqual, durante altas condições de luz, o dispositivo é selecionável para operar tanto no modopreto e branco ou no modo de cor.
13. Dispositivo de captura de imagem, para uso em um sistema de segurança queusa um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento-segurança, tendouma placa de circuito com uma superfície não ajustável, o dispositivo CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um circuito para fazer interface de modo sem fio com o controlador;uma câmera presa à superfície não ajustável da placa de circuito e dirigida com umprimeiro ângulo substancialmente perpendicular à superfície da placa de circuito;um detetor de movimento integrado à superfície não ajustável da placa de circuitousando uma ou mais conexões de furos atravessantes; eum suporte que dirige o detetor de movimento com um segundo ângulo diferente dodito primeiro ângulo durante a soldagem das conexões de furos atravessantes.
14. Dispositivo de captura de imagem integrado, para uso em um sistema de segu-rança que utiliza um controlador para se comunicar com dispositivos de monitoramento-segurança, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um circuito de bateria;um circuito para receber sinais de controle sem fio;um circuito de controle de energia, responsivo à recepção dos sinais de controlesem fio, para controlar o uso do circuito de bateria;uma câmera;um detetor de movimento;uma estrutura de placa de circuito para integrar eletricamente a câmera e o detetorde movimento, para ajustar um primeiro ângulo com o qual a câmera captura imagens eajustar um segundo ângulo, diferente do primeiro ângulo, no qual o detetor de movimentodetecta movimento; elógica para sincronizar transmissão de dados entre o circuito para receber sinais decontrole sem fio e o controlador.
15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato deque o dispositivo opera um primeiro modo de energia e um segundo modo de energia sob ocontrole do circuito de controle de energia e no qual o primeiro modo de energia reduz oconsumo de energia de um ou mais da câmera, do detetor de movimento e do circuito parareceber sinais de controle sem fio com respeito ao consumo de energia do dito um ou maisda câmera, do detetor de movimento e do circuito para receber sinais de controle sem fiooperando no segundo modo de energia.
16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato deque inclui ainda lógica para comprimir dados de imagem capturada pela câmera.
17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato deque inclui ainda uma memória temporária para armazenar imagens capturadas e lógica paraselecionar uma parte das imagens capturadas armazenadas para ser transmitida ao contro-lador e uma segunda parte das imagens capturadas armazenadas que não é transmitida aocontrolador.
18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato deque a lógica de sincronização identifica tempos periódicos durante os quais a comunicaçãoocorre entre o dispositivo de captura de imagem e o controlador e no qual o circuito de con-trole de energia desativa o circuito para receber sinais de controle sem fio durante temponão identificado como os tempos periódicos.
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