CN101917596B - 一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统 - Google Patents

Abstract

一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，包括设置在监控路口的数据采集系统、设置在监控室内的控制系统、传输系统以及视频显示装置，所述自动标注路段信息的视频监控系统还包括用于将路口的路段名称及走向标注到视频画面上的路段信息标注模块；所述数据采集系统包括摄像头、云台以及水平角度测量装置和竖直角度测量装置，所述水平角度测量装置和竖直角度测量装置都与所述云台连接，对所述云台水平旋转的水平角度和竖直角度进行测量。解决了现有技术中的交通视频监控系统只能依靠监控人员的经验和记忆力来对路段名称进行标注的问题，是一种方便、快捷的自动标注路段信息的交通视频监控系统。

Description

一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统

技术领域

本发明涉及一种视频监控系统，具体地说是一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统及其方法。

背景技术

道路交通视频监控系统是道路交通指挥中心的重要组成部分，是了解全市交通状况和治安状况的窗口；建立道路交通视频监控系统是实现智能交通系统的重要环节，通过该系统可以实时反映路段的交通状况，准确地掌握所监视路口或者路段周围的车辆以及行人的流量、交通治安情况等，为指挥人员提供迅速直观的信息，从而对交通事故、交通堵塞以及突发性事件做出准确判断并及时响应，起到综合治理效果。

现在国内外范围内使用的道路交通视频监控系统大多是将路口视频监控前端设备诸如摄像头采集到的视频画面叠加上路口的名称后，送到交通指挥中心的显示终端，供监控中心的工作人员快速了解路面的即时交通状况。但是在大城市中，道路交通指挥控制中心的视频采集终端一般都有上百个，甚至上千个。由于大多数路口都有4个以上方向的路段需要监视，只是在视频画面上插入摄像头安装路口的名称文字是不够的，因为当需要监视某一个路口视频画面时，监控人员根据视频画面叠加的路口名称文字，只能快速知道该视频画面所显示的具体路口，但要想快速知道当前视频画面显示的是该路口的哪个具体路段和方向是非常困难的。

上述技术问题在中国专利文献CN2845059Y中也有体现，该文献公开了一种交通路况视频监控系统，包括各路段架设的摄取视频图像的摄像机，将视频图像输入计算机的视频采集卡，接收视频图像的路况监控分析装置，计算机，操控计算机的键盘，显示器；所述视频采集卡、路况监控分析装置安装在计算机内；摄像机、键盘、显示器分别与计算机连接，所述计算机上有控制信号输出接口。该现有技术中的交通路况视频监控系统，要想明确显示器所显示的画面中的路段的名称及走向，只能通过监控人员凭借经验和记忆来判断，通过人工编辑的方法，在显示的视频画面上人工的插入可显示的路段名称及走向信息。但是，上述解决途径始终受到监控人员经验和记忆力的制约，该人工识别和标注路段名称和走向的方式不仅准确性不高，而且也增加了工作人员的工作难度和工作量，最为重要的是，有可能因为误识别而导致无法将准确的即时路况反映到交通管理部门，使得交通事件无法及时被响应排除，对交通的顺畅造成影响。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的交通视频监控系统只能依靠监控人员的经验和记忆力来对路段名称进行标注，无法实现快速、准确无误地对路段名称及其走向进行标注，影响及时路况的反映，从而提出一种可以自动标注当前视频画面中所显示的路段名称及走向的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，包括设置在监控路口的数据采集系统、设置在监控室内的控制系统和视频显示装置、以及传输系统，其中：所述数据采集系统包括：摄像头和云台，所述摄像头和所述云台相连接设置，所述云台接收所述控制系统经所述传输系统传送的控制指令并进行解码，带动所述摄像头进行旋转；所述控制系统包括：云台控制单元，对控制指令进行编码并经所述传输系统向所述云台传输经编码后的控制指令；所述数据采集系统还包括竖直角度测量装置和水平角度测量装置，所述竖直角度测量装置和水平角度测量装置都与所述云台连接，分别对所述云台旋转的竖直角度和水平角度进行测量；所述标注路段信息的监控系统还包括路段信息标注模块，所述路段信息标注模块包括所述字符插入单元、插入字符控制单元、道路信息数据表存储单元，所述字符插入单元、插入字符控制单元、道路信息数据表存储单元依次连接；所述字符插入单元接收所述摄像头采集的视频信号并与所述视频显示装置相连接，所述道路信息数据表存储单元中的数据包括路段名称和该路段所对应的竖直角度范围值和水平角度范围值。

所述控制系统还包括与所述传输系统相连接的初始化道路信息输入单元。

所述道路信息数据表存储单元中的竖直角度范围值和水平角度范围值包括：仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度。

所述传输系统由设置在所述路口的路口数据传输单元和设置在所述监控室的中心数据传输单元组成。

所述道路信息标注模块设置在监控路口。

所述云台包括云台解码单元，对所述从路口数据传输单元传送的控制指令进行解码。

所述道路信息数据表存储单元中的数据还包括方向变量。

在所述道路信息数据表存储单元中还设置有用于检测该单元是否完成标准数据录入存储的标志位。

一种使用权利要求1所述视频监控系统实现自动标注路段信息的视频监控方法，其包括如下步骤：

①所述控制系统对所述云台和所述摄像头的实时监控位置不需要调整时，那么所述云台控制单元则不发送任何指令到所述云台和所述摄像头，所述视频显示装置上显示的字符不变；

②所述控制系统对所述云台和所述摄像头的实时监控位置需要进行调整时，所述云台控制单元依次经所述传输系统向所述云台发送控制指令，所述云台接收控制指令并进行解码，带动所述摄像头进行旋转，在旋转的过程中，所述插入字符控制单元将空白字段调入所述字符插入单元，并经所述视频显示装置进行实时显示；

③所述云台和所述摄像头停止旋转时，所述水平角度测量装置和竖直角度测量装置将所述云台和所述摄像头旋转后的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中存储的标准数据进行比对，将该水平角度值和竖直角度值所对应的道路名称的字符经所述插入字符控制单元将需要插入的字符提供给所述字符插入单元，所述字符插入单元将得到的所述字符插入到所述摄像头采集到的视频信号后传送给视频显示装置进行显示。

在所述步骤①之前，通过初始化道路信息输入单元向道路信息数据表存储单元输入标准数据。

在所述步骤②中所述云台接收从所述路口数据传输单元传送的控制指令，并通过所述云台解码单元对所述控制指令进行解码，带动所述摄像头进行旋转。

在所述步骤①之前向所述道路信息数据表存储单元中录入所需的数据包括仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度，以及上述角度范围对应的路段名称，其录入过程如下：

首先，监控人员选定某一路口作为监控对象，通过所述云台控制单元控制选定路口的所述云台和所述摄像头旋转，假定所述摄像头在水平方向为从左向右旋转，当所述控制系统的视频显示画面中完整的出现被监控路段时，监控人员通过所述初始化道路信息输入单元将该路段名称通过所述中心数据传输单元和所述路口数据传输单元存储到所述道路信息数据表存储单元中；

然后，将所述摄像头沿水平方向向右、竖直方向向上进行旋转，至画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平终止角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直终止角度；

之后，将所述云台和所述摄像头沿竖直方向向下旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平终止角度；同时，将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直终止角度；

然后，将所述摄像头沿水平方向向左旋转，且在竖直方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直起始角度；

最后，将所述摄像头沿竖直方向向上旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直起始角度；

且当所述仰视水平终止角度或俯视水平终止角度小于所述仰视水平起始角度或所述仰视水平起始角度时，将所述仰视水平终止角度或所述俯视水平终止角度增加360度进行记录。

监控人员通过所述初始化道路信息输入单元将该路段名称及走向文字一并通过所述中心数据传输单元和所述路口数据传输单元存储到所述道路信息数据表存储单元中。

在所述步骤③中将所述水平角度测量装置和竖直角度测量装置测得的经旋转后的摄像头和云台的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据进行对比，判断该测量的水平角度值和竖直角度值属于那组数据范围之内，过程如下：

第一步，判断所述道路信息数据表中是否存在某组数据，使得所述测量的水平角度值大于等于该组数据中的仰视水平起始角度，且小于等于该组数据中的仰视水平终止角度，或者所述水平角度值大于等于该组数据中的俯视水平起始角度，且小于等于该组数据中的俯视水平终止角度，对满足条件的数组进行第二步判断；如果没有满足条件的数组，则判断所述水平角度值是否小于所述道路信息数据表中的所有数据组中的俯视水平起始角度或者仰视水平起始角度，如果小于，则调用仰视水平终止角度或俯视水平终止角度大于360度的所有数组进行下一步判断，否则调用空白字符送入字符插入单元后退出；

第二步，对满足第一步中条件的数组继续进行判断，比较所述测量的竖直角度值是否大于该组数据的所述俯视竖直终止角度和所述俯视竖直起始角度，同时小于该组数据的所述仰视竖直终止角度和所述仰视竖直起始角度，如果存在满足条件的数据组，将该组数据对应的路段名称调入所述字符插入单元；如果没有满足条件的数组，则调用空白字符送入字符插入单元；

所述字符插入单元将在上述过程中得到的所述字符插入到所述摄像头采集到的视频信号后传送给视频显示装置进行显示。

在所述步骤①中，在录入标准数据之前，标志位置0；在标准数据建立之后，标志位置1。

在所述步骤③中将所述角度测量装置测得的经旋转后的角度值与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据进行比对前，通过所述道路信息数据表存储单元中设置的标志位先进行存储单元自检，若自检结果为所述标志位为0，那么不进行后续操作步骤；若自检结果为所述标志位为1，那么就继续后续操作步骤。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，包括数据采集系统、控制系统、视频显示装置以及传输系统，还包括由字符插入单元、插入字符控制单元和道路信息数据表存储单元组成的路段信息标注模块，所述道路信息数据表存储单元中的数据包括路段名称和该路段所对应的竖直角度和水平角度范围值；所述数据采集系统包括摄像头、云台、水平角度测量装置和竖直角度测量装置；所述控制系统包括云台控制单元。本发明将所需显示的路段内容信息和标准数据存储在道路信息数据表存储单元中，为自动标注路段信息提供基础；并通过所述水平角度测量装置测得所述云台和所述摄像头的水平角度值，通过所述竖直角度测量装置测得所述云台和所述摄像头的竖直角度值，之后通过将该水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据进行比对，确定该位置所对应的路段信息。使用本发明所述的自动标注路段信息的视频监控系统实现对待监控路口实时监控的控制方式，不仅准确，而且由于数值运算简单快捷，可以保证匹配速度，使路段信息可以实时的显示在所需画面上，同时在摄像头旋转和路段信息显示不完整的情况下调用空白字符，不在画面上显示字符，有保证了用户界面的友好性；通过在数据采集系统中设置信息标注模块，实现了对摄像头拍摄到的路段自动标注名称，从而使监控人员在看到路段画面的同时可以看到路段的名称及走向，使路段信息一目了然，为监控人员提供了方便，使其可以快速了解路段信息，具有很好的实用价值；此外，摄像头通过云台安装到某一位置后，所采集到的画面信息与所述摄像头的水平转角和竖直转角决定，通过所述摄像头和所述云台的水平角度值和竖直角度值来与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据来匹配，使得判断更为准确。

(2)本发明所述的标注路段信息的监控系统，可以通过设置在控制系统的初始化道路信息输入单元向所述道路信息数据表存储单元中录入路段信息及标准数据，可以根据需要选择录入路段的所需信息，如路段的名称走向等信息，可以根据需要来选择，此外，初始化道路信息输入单元也可以对路段信息进行编辑，如果路段名称发生改变或是由于改建使得路段位置发生变化，都可以通过初始化道路信息输入单元对所述道路信息数据表存储单元中的相关数据进行修改，具有广泛的实用性。

(3)本发明所述的标注路段信息的监控系统，云台包括云台解码器，所述云台解码器用来解析云台控制单元发出的指令进而控制云台的转动，接收和解析指令准确迅速，保证了执行指令的实时性和准确性。

(4)本发明所述的标注路段信息的监控系统，根据需要设置了路段名称和走向，也可以根据需要设置路段的其他信息，通过摄像头的旋转角度的范围来确定所显示图像的路段信息，具有较高的准确性，而且方便、快捷，为监控人员提供相应的路段信息。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统的系统结构拓扑图；

图2是本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统另一实施方式的系统结构拓扑图；

图3是本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统的初始化程序框图；

图4是本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统的文字标注处理主程序框图。

图中附图标记表示为：1-数据采集系统，2-控制系统，3-视频显示装置，4-传输系统，5-路段信息标注模块，6-摄像头，7-云台，81-水平角度测量装置，82-竖直角度测量装置，9-字符插入单元，10-插入字符控制单元，11-道路信息数据表存储单元，12-中心数据传输单元，13-路口数据传输单元，14-云台控制单元，15-初始化道路信息输入单元。

具体实施方式

图1给出了本发明所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统的基本组成，其包括数据采集系统1、控制系统2、视频显示装置3以及传输系统4，所述数据采集系统1安装于待监控的路口，所述控制系统2和视频显示装置3则安装在交通监控中心的监控室内。首先来看所述数据采集系统1，其包括摄像头6、云台7、水平角度测量装置81和竖直角度测量装置82，路段信息标注模块5设置在被监控的路口，所述路段信息标注模块5又由所述字符插入单元9、插入字符控制单元10、道路信息数据表存储单元11组成；其中，所述摄像头6和所述云台7相连接，所述水平角度测量装置81和竖直角度测量装置82都和所述云台7以及所述传输系统4连接，所述字符插入单元9和所述插入字符控制单元10连接，所述插入字符控制单元10与所述道路信息数据表存储单元11连接；所述摄像头6和所述字符插入单元9相连接，所述字符插入单元9与所述视频显示装置3连接。

在所述控制系统2中，包括云台控制单元14，所述云台控制单元14与所述传输系统4相连，所述控制系统2通过传输单元4与设置在监控路口的数据采集系统1和路段信息标注模块5进行通信。

在上述由数据采集系统1、控制系统2、视频显示装置3、传输系统4以及路段信息标注模块5组成的自动标注路段信息的视频监控系统中，设置所述摄像头6用于对待监控的路口进行实施画面的记录；设置所述云台7用于接收所述云台控制单元14经传输系统4传送的控制指令并进行解码，在本实施例中可以采用设置于所述云台7内部的云台解码单元对所述控制指令进行解码；所述云台7与所述摄像头6相连接，从而实现云台7在接受控制指令后按照所述指令带动所述摄像头6旋转；所述水平角度测量装置81和所述竖直角度测量装置与所述云台7相连接，对所述云台7带动所述摄像头6旋转的水平角度和竖直角度进行测量，并将测量的数据传输给所述路段信息标注模块5，所述路段信息标注模块5主要用于完成路段信息的插入，其中所述道路信息数据表存储单元11存储了预先设置好的用于匹配及显示的标准数据，所述插入字符控制单元10用于通过所述传输系统4实时检测所述云台控制单元14是否发出了云台旋转指令，读取所述水平角度测量装置81测得的水平角度值和所述竖直角度测量装置82测得的竖直角度值，并将上述读取的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元11中的标准数据进行比对，最后将比对结果传输到所述字符插入单元9，所述字符插入单元9用于将插入字符控制单元10提供的插入内容完整地、且不破坏图像质量地按照规定尺寸大小插入到指定画面的指定位置内。

所述云台控制单元14对控制指令进行编码并经所述传输系统4向所述云台4传输经编码后的控制指令；视频显示装置3，用于显示所述摄像头所拍摄路段的实时画面，并显示插入所述路段信息后的画面。

在本实施例中，传输系统4可以为设置在所述被监控路口的路口数据传输单元13和设置在所述监控室的中心数据传输单元12，所述控制系统2通过传输系统4的中心数据传输单元12与所述路口数据传输单元13的连接实现数据通信，即所述路口数据传输单元13将获得的数据传输给所述控制系统2并接受所述控制系统2发出的控制指令。此外，在所述控制系统2中，还可以设置初始化道路信息输入单元15，所述初始化道路信息输入单元15用于输入待存储于所述道路信息数据表存储单元10内的标准数据。此时，所述初始化道路信息输入单元15和所述中心数据传输单元12相连接，所述路段信息标注模块5和所述路口数据传输单元13通过所述道路信息数据表存储单元11相连接，如图2所示。所述道路信息数据表存储单元11可以预先不存储任何数据，而是通过所述初始化道路信息输入单元15来对所述道路信息数据表存储单元11中的标准数据进行输入或修改，所述标准数据包括路段名称及其对应的水平角度范围值和竖直角度范围值，由于一个路段可能对应着一个角度范围，因此同一个路段名称对应着若干个水平角度和竖直角度。

作为可以变换的实施方式，所述道路信息标注模块也可以设置在控制系统中。

本实施例所述的监控系统，其实现自动标注路段信息的视频监控的工作过程如下：

①通过所述控制系统2的初始化道路信息输入单元15向所述道路信息数据表存储单元11中录入所需的标准数据，建立道路信息数据表；

首先，监控人员选定某一路口作为监控对象，通过所述云台控制单元14控制选定路口的所述云台7和所述摄像头6旋转，当视频显示画面中完整的出现被监控路段时，监控人员通过所述初始化道路信息输入单元15将该路段名称通过所述中心数据传输单元12和所述路口数据传输单元13存储到所述道路信息数据表存储单元11中；沿水平方向和竖直方向旋转所述云台7和所述摄像头6，记录下可以完整显示该路段的所有对应的水平角度和竖直角度，设定此处摄像头从左向右旋转一圈对应水平角度为0-360度，所述摄像头从下向上旋转对应俯仰角度为0-180度。。

②所述控制系统2对交通监控系统开机正常运行时所述云台7和所述摄像头6的实时监控位置不需要调整时，那么所述云台控制单元则不发送任何指令到所述云台和所述摄像头，所述视频显示装置上显示的字符不变；

如果所述控制系统2对所述云台7和所述摄像头6的实时监控位置需要进行调整时，所述云台控制单元14依次经所述中心数据传输单元12和所述路口数据传输单元13向所述云台7发送控制指令，所述云台7接收从所述路口数据传输单元13传送的控制指令并通过所述云台解码单元进行解码，带动所述摄像头6进行旋转，在旋转的过程中，所述插入字符控制单元10将空白字段调入所述字符插入单元9，并经所述视频显示装置3进行实时显示；在上述的过程中可以通过所述插入字符控制单元10和所述路口数据传输单元13实时检测所述云台控制单元14是否发出了云台旋转指令。

③所述云台7和所述摄像头6停止旋转时，所述水平角度测量装置81和竖直角度测量装置82将所述云台7和所述摄像头6旋转后的水平角度值和竖直角度值经所述路口数据传输单元13传输至所述路口信息标注模块5中的道路信息数据表存储单元11中，并与其中存储的标准数据进行比对，当测得的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中存储的水平角度和竖直角度分别相同时，调取该组数据对应的道路名称经所述插入字符控制单元10将需要插入的道路名称字符提供给所述字符插入单元9，再经所述路口数据传输单元13传输至所述控制系统2的所述视频显示装置3中进行实时显示。

实施例2

本实施例在上述实施例1中所述的自动标注路段信息的视频监控系统的基础上，还在所述道路信息数据表存储单元11中进一步设置与所述路段名称相对应的该路段的方向。且还在所述道路信息数据表存储单元11中设置用于鉴别是否将标准数据录入的标志位，标志位如果显示为0，则说明数据为空未录入，如果显示为1则说明数据为实已经录入。

在该实施例中与实施例1中所述的道路信息数据表存储单元11中数据的录入形式也不同，其不是一对一的水平角度和路段名称的关系，而是水平角度和竖直角度所成的范围对应一个路段名称的录入方式，因此道路信息数据表存储单元中的标准数据包括仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度，以及和该角度范围对应的路段名称，由于一定的水平角度和竖直角度范围对应着同一路段，通过上述标准数据构成一个角度范围来对应同一路段。。

根据上述设置的不同，本实施例所述的视频监控系统，其实现自动标注路段信息的视频监控的工作过程如下：

①通过所述控制系统2的初始化道路信息输入单元15向所述道路信息数据表存储单元11中录入所需的标准数据，建立道路信息数据表，其过程如图3所示；

首先，将道路信息数据表存储单元中的标志位置0.监控人员选定某一路口作为监控对象，通过所述云台控制单元14控制选定路口的所述云台7和所述摄像头6旋转，假定所述摄像头在水平方向的转动为从左向右，当视频显示画面中完整的出现被监控路段时，监控人员通过所述初始化道路信息输入单元15将该路段名称及方向通过所述中心数据传输单元12和所述路口数据传输单元13存储到所述道路信息数据表存储单元11中；

然后，将所述摄像头沿水平方向向右、竖直方向向上进行旋转，至画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平终止角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直终止角度；

之后，将所述云台和所述摄像头沿竖直方向向下旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平终止角度；同时，将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直终止角度；

然后，将所述摄像头沿水平方向向左旋转，且在竖直方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直起始角度；

最后，将所述摄像头沿竖直方向向上旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直起始角度；

且当所述仰视水平终止角度或俯视水平终止角度小于所述仰视水平起始角度或所述仰视水平起始角度时，将所述仰视水平终止角度或所述俯视水平终止角度增加360度进行记录。

通过上述过程，得到该画面显示的路段名称及其对应的角度范围存储在所述道路信息数据表存储单元。之后，将所述道路信息数据表存储单元中的标志位置1.

②所述控制系统2对交通监控系统开机正常运行时所述云台7和所述摄像头6的实时监控位置不需要调整时，那么所述云台控制单元14则不发送任何指令到所述云台7和所述摄像头6，所述视频显示装置3上显示的字符不变；

如果所述控制系统2对所述云台7和所述摄像头6的实时监控位置需要进行调整时，所述云台控制单元13依次经所述中心数据传输单元12和所述路口数据传输单元13向所述云台7发送控制指令，所述云台7接收从所述路口数据传输单元13传送的控制指令并通过所述云台解码单元进行解码，带动所述摄像头6进行旋转，在旋转的过程中，所述插入字符控制单元10将空白字段调入所述字符插入单元9，并经所述视频显示装置3进行实时显示；在上述的过程中可以通过所述插入字符控制单元10和所述路口数据传输单元13实时检测所述云台控制单元14是否发出了云台旋转指令。

③所述云台7和所述摄像头6停止旋转时，所述水平角度测量装置81和所述竖直角度测量装置82将所述云台7和所述摄像头6旋转后的水平角度值和竖直角度值经所述路口数据传输单元13传输至所述路口信息标注模块5中的道路信息数据表存储单元11中，并与其中存储的标准数据进行比对；

比对时先利用设置的标志位对所述道路信息数据表存储单元11是否已经录入了标准数据进行自检，若自检结果为所述标志位为显示为0，那么不进行后续操作步骤；若自检结果为所述标志位为显示为1，那么就继续后续操作步骤。

将所述水平角度测量装置81测得的经旋转后的水平角度值和所述竖直角度测量装置82测得的竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元11中的标准数据进行对比，判断该测量的角度属于哪一组标准数据的范围；

第一步，判断所述道路信息数据表中是否存在某组数据，使得所述测量的水平角度值大于等于该组数据中的仰视水平起始角度，且小于等于该组数据中的仰视水平终止角度，或者所述水平角度值大于等于该组数据中的俯视水平起始角度，且小于等于该组数据中的俯视水平终止角度，对满足条件的数组进行第二步判断；如果没有满足条件的数组，则判断所述水平角度值是否小于所述道路信息数据表中的所有数据组中的俯视水平起始角度或者仰视水平起始角度，如果小于，则调用仰视水平终止角度或俯视水平终止角度大于360度的所有数组进行下一步判断，否则调用空白字符送入字符插入单元后退出；

第二步，对满足第一步中条件的数组继续进行判断，比较所述测量的竖直角度值是否大于该组数据的所述俯视竖直终止角度和所述俯视竖直起始角度，同时小于该组数据的所述仰视竖直终止角度和所述仰视竖直起始角度，如果存在满足条件的数据组，将该组数据对应的路段名称调入所述字符插入单元；如果没有满足条件的数组，则调用空白字符送入字符插入单元。

所述字符插入单元将在上述过程中得到的所述字符插入到所述摄像头采集到的视频信号后传送给视频显示装置进行显示。

为了便于更好地理解本发明所述的技术方案，下面选定官园桥路口为待监控路口，对其进行标注路段信息的视频监控，其具体的实施过程如下：

1)建立道路信息数据表

所述道路信息数据表是指包含道路信息数据的数组，存储在所述道路信息数据表存储单元中。所述每个数组包括仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度，以及该角度范围对应的路段名称字段、方向字段，变量的个数也可以根据所需添加的信息来设置。

首先，监控人员在监控中心通过控制系统2选择官园桥路口的数据采集系统，将道路信息数据表存储单元11中的标志位标志为零。通过云台控制单元14来控制摄像头6旋转，假定所述水平角度测量装置为从左向右角度递增，当西二环北段的完整路段显示在画面中时，通过初始化道路信息存储单元将该路段的名称“西二环”和方向“北”写入所述道路信息数据表中的路段名称字段、方向字段两个变量中。

然后，确定完整显示此路段时摄像头水平角度的变化范围，即先向左向上旋转摄像头，当旋转到水平角度为350度，垂直角度为90度时，画面显示的西二环北段的路段刚要偏离完整状态，也就是说如果再向左向上旋转摄像头则路段不能继续完整显示，将这一点的水平角度值350度写入道路信息数据表中该数组的仰视水平起始角度中，同时将90度写入仰视竖直起始角度中；

然后，先向左向下旋转摄像头，当旋转到水平角度为350度，垂直角度为85度时，画面显示的西二环北段的路段刚要偏离完整状态，也就是说如果再向左向下旋转摄像头则路段不能继续完整显示，将这一点的水平角度值350度写入道路信息数据表中该数组的俯视水平起始角度中，同时将85度写入俯视竖直起始角度中；

然后向右向上旋转摄像头，当旋转到水平角度为10度，垂直角度为90度时，画面显示的西二环北段的路段刚要偏离完整状态，此时，将该水平角度值与仰视水平角度值比较，如果大于所述仰视水平角度值，则将该水平角度写入仰视水平终止角度，如果小于所述仰视水平起始角度，则将该水平角度加上360度后写入所述仰视水平终止角度，此时将10度加上360度后为370，将370度写入所述道路信息数据表中该组数据的仰视水平终止角度，同时将90度写入仰视竖直终止角度中；

同理向右向下旋转摄像头，当旋转到水平角度为10度，垂直角度为85度时，画面显示的西二环北段的路段刚要偏离完整状态，将10度加上360后的370度写入俯视水平终止角度，将85度写入俯视竖直终止角度。

其他三个方向的数据按照此方法进行记录，并将上述测量得到的数据写入道路信息数据表中，数据如下所示：

上述道路信息数据表建立后，将道路信息数据表中的标志位标记为1。

2)路段名称及走向的标注过程

监控人员在监控中心通过控制系统2来对设置在路口的数据采集系统1进行操纵。监控人员在监控中心，通过云台控制单元14控制摄像头6旋转，所述水平角度测量装置81和竖直角度测量装置82会自动记录当前的云台的水平角度值和竖直角度值。在旋转过程中，画面上不出现标注的字符，待云台转动结束，被监控的路段画面完整的显示在视频显示装置后，路段的名称和走向标注在画面中；若云台转动结束后，画面中显示的不是完整的路段信息，则路段的名称和走向不会标注在画面中。其具体实现过程如下：

①系统运行后，首先检测道路信息数据表是否建立，如果标志位等于1则继续下一步，否则调用空白字符送入字符插入单元；

②通过所述路口数据传输单元13的数据信号来实时检测所述云台控制单元14是否发出云台旋转指令；

若检测到云台7旋转的指令，当摄像头6正在旋转时，将空白字段调入字符插入单元；若云台7已经旋转完毕，处于静止状态，则读取所述水平角度测量装置81的水平角度值和竖直角度测量装置82的竖直角度值，假设此处读取的水平角度值为359度，垂直角度值为87度；

判断步骤②中所述水平角度值359度和垂直角度值87度是否在某一组数据的范围内，插入字符控制单元立即用该水平角度359°值与道路信息数据表中每个数据组设置的水平角度起始值和终止值进行比对。当该水平角度值359°大于目标名称方位数据表中起始值Tq＝350°和Tq＝330°、同时又小于水平终止值Tz＝370°和Tz＝380°时，那么说明其中有2个数据组满足水平角度条件，再用垂直角度值H＝87°与满足水平角度值条件的2个数据组中的垂直角度值进行比对，那么就会发现只有一个符合条件的数据组，即“西直门”“北”所对应的一组数据。

③插入字符控制单元将目标名称“西直门”和方位“北”的文字调入字符插入单元，并插入到视频画面中，形成标注“西直门”和“北”的文字视频图像。

④通过所述路口数据传输单元与中心数据传输单元之间的数据通信，将监控路口通过步骤③得到的标注了名称及走向的视频画面传输到控制系统的视频显示装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，包括设置在监控路口的数据采集系统、设置在监控室内的控制系统和视频显示装置、以及传输系统，其中：

所述数据采集系统包括：摄像头和云台，所述摄像头和所述云台相连接设置，所述云台接收所述控制系统经所述传输系统传送的控制指令并进行解码，带动所述摄像头进行旋转；

所述控制系统包括：云台控制单元，对控制指令进行编码并经所述传输系统向所述云台传输经编码后的控制指令；

其特征在于：

所述数据采集系统还包括竖直角度测量装置和水平角度测量装置，所述竖直角度测量装置和水平角度测量装置都与所述云台连接，分别对所述云台旋转的竖直角度和水平角度进行测量；

所述标注路段信息的监控系统还包括路段信息标注模块，所述路段信息标注模块包括字符插入单元、插入字符控制单元、道路信息数据表存储单元，所述字符插入单元、插入字符控制单元、道路信息数据表存储单元依次连接；所述字符插入单元接收所述摄像头采集的视频信号并与所述视频显示装置相连接，所述道路信息数据表存储单元中的数据包括路段名称和该路段所对应的竖直角度范围值和水平角度范围值。

2.根据权利要求1所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述控制系统还包括与所述传输系统相连接的初始化道路信息输入单元。

3.根据权利要求1所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述道路信息数据表存储单元中的竖直角度范围值 和水平角度范围值包括：仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度。

4.根据权利要求1或2所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述传输系统由设置在所述路口的路口数据传输单元和设置在所述监控室的中心数据传输单元组成。

5.根据权利要求1所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述道路信息标注模块设置在监控路口。

6.根据权利要求1所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述云台包括云台解码单元，对从所述路口数据传输单元传送的控制指令进行解码。

7.根据权利要求6所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：所述道路信息数据表存储单元中的数据还包括方向变量。

8.根据权利要求1或3或7所述的利用摄像头竖直和水平角度标注路段信息的监控系统，其特征在于：在所述道路信息数据表存储单元中还设置有用于检测该单元是否完成标准数据录入存储的标志位。

9.一种使用权利要求1所述视频监控系统实现自动标注路段信息的视频监控方法，其包括如下步骤：

①所述控制系统对所述云台和所述摄像头的实时监控位置不需要调整时，那么所述云台控制单元则不发送任何指令到所述云台和所述摄像头，所述视频显示装置上显示的字符不变；

②所述控制系统对所述云台和所述摄像头的实时监控位置需要进行调整时，所述云台控制单元依次经所述传输系统向所述云台发送控制指令，所述云台接收控制指令并进行解码，带动所述摄像头进行旋转，在旋转的过程中，所述插入字符控制单元将空白字段调入所述字符插入单元，并经所述视频显示装置进行实时显示；

③所述云台和所述摄像头停止旋转时，所述水平角度测量装置和竖直角度测量装置将所述云台和所述摄像头旋转后的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中存储的标准数据进行比对，将该水平角度值和竖直角度值所对应的道路名称的字符经所述插入字符控制单元将需要插入的字符提供给所述字符插入单元，所述字符插入单元将得到的所述字符插入到所述摄像头采集到的视频信号后传送给视频显示装置进行显示。

10.根据权利要求9所述的视频监控方法，其特征在于，在所述步骤①之前，通过初始化道路信息输入单元向道路信息数据表存储单元输入标准数据。

11.根据权利要求10所述的视频监控方法，其特征在于，在所述步骤②中所述云台接收从所述路口数据传输单元传送的控制指令，并通过所述云台解码单元对所述控制指令进行解码，带动所述摄像头进行旋转。

12.根据权利要求10所述的视频监控方法，其特征在于：

在所述步骤①之前向所述道路信息数据表存储单元中录入所需的数据包括仰视水平起始角度及其对应的仰视竖直起始角度，俯视水平起始角度和其对应的俯视竖直起始角度，仰视水平终止角度及其对应的仰视竖直终止角度，俯视水平终止角度及其对应的俯视竖直终止角度，以及上述角度范围对应的路段名称，其录入过程如下：

首先，监控人员选定某一路口作为监控对象，通过所述云台控制单元控制选定路口的所述云台和所述摄像头旋转，假定所述摄像头在水平方向为从左向右旋转，当所述控制系统的视频显示画面中完整的出现被监控路段时，监控人员通过所述初始化道路信息输入单元将该路段名称通过所述中心数据传输单元和所述路口数据传输单元存储到所述道路信息数据表存储单元中； 

然后，将所述摄像头沿水平方向向右、竖直方向向上进行旋转，至画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平终止角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直终止角度；

之后，将所述云台和所述摄像头沿竖直方向向下旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平终止角度；同时，将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直终止角度；

然后，将所述摄像头沿水平方向向左旋转，且在竖直方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的俯视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的俯视竖直起始角度；

最后，将所述摄像头沿竖直方向向上旋转，且在水平方向上进行适当调节，使画面显示的路段完整性临界缺失状态时，将此时通过所述水平角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的水平角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据为所述路段名称对应监控角度范围的仰视水平起始角度；并且将此时通过所述竖直角度测量装置得到的所述云台和所述摄像头的 竖直角度写入所述道路信息数据表存储单元中，记录该数据位所述路段名称对应的监控角度范围的仰视竖直起始角度；

且当所述仰视水平终止角度或俯视水平终止角度小于所述仰视水平起始角度或所述仰视水平起始角度时，将所述仰视水平终止角度或所述俯视水平终止角度增加360度进行记录。

13.根据权利要求12所述的视频监控方法，其特征在于：监控人员通过所述初始化道路信息输入单元将该路段名称及走向文字一并通过所述中心数据传输单元和所述路口数据传输单元存储到所述道路信息数据表存储单元中。

14.根据权利要求12所述的视频监控方法，其特征在于：

在所述步骤③中将所述水平角度测量装置和竖直角度测量装置测得的经旋转后的摄像头和云台的水平角度值和竖直角度值与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据进行对比，判断该测量的水平角度值和竖直角度值属于那组数据范围之内，过程如下：

第一步，判断所述道路信息数据表中是否存在某组数据，使得所述测量的水平角度值大于等于该组数据中的仰视水平起始角度，且小于等于该组数据中的仰视水平终止角度，或者所述水平角度值大于等于该组数据中的俯视水平起始角度，且小于等于该组数据中的俯视水平终止角度，对满足条件的数组进行第二步判断；如果没有满足条件的数组，则判断所述水平角度值是否小于所述道路信息数据表中的所有数据组中的俯视水平起始角度或者仰视水平起始角度，如果小于，则调用仰视水平终止角度或俯视水平终止角度大于360度的所有数组进行下一步判断，否则调用空白字符送入字符插入单元后退出；

第二步，对满足第一步中条件的数组继续进行判断，比较所述测量的竖直角度值是否大于该组数据的所述俯视竖直终止角度和所述俯视竖直起始角度，同时小于该组数据的所述仰视竖直终止角度和所述仰视竖直起始角度，如果存在满足条件的数据组，将该组数据对应的路段名称调入所述字符插入单元；如果没有满足条件的数组，则调用空白字符送入字符插入单元；

所述字符插入单元将在上述过程中得到的所述字符插入到所述摄像头采集到的视频信号后传送给视频显示装置进行显示。

15.根据权利要求9～14中任一项所述的视频监控方法，其特征在于：在所述步骤①中，在录入标准数据之前，标志位置0；在标准数据建立之后，标志位置1。

16.根据权利要求15所述的视频监控方法，其特征在于：在所述步骤④中将所述角度测量装置测得的经旋转后的角度值与所述道路信息数据表存储单元中的标准数据进行比对前，通过所述道路信息数据表存储单元中设置的标志位先进行存储单元自检，

若自检结果为所述标志位为0，那么不进行后续操作步骤；

若自检结果为所述标志位为1，那么就继续后续操作步骤。 

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