CN103167234A - 安装监控摄像机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装监控摄像机的方法。该方法包括：使摄像机的摄像机头向倾斜位置倾斜，在该倾斜位置，摄像机的光轴与摄像机头在摇摄时转动所围绕的旋转轴基本重合，并且在该倾斜位置摄像机头能够通过相对摄像机基座布置在固定位置的广角镜头拍摄图像；在倾斜之后使摄像机头围绕摄像机的光轴转动并且借助于摄像机头拍摄图像，直到通过广角镜头拍摄的广角图像呈现所期望的方位为止；以及存储摄像机的摇摄马达的主位置值，其中该位置值代表当所拍摄的广角图像呈现所期望的方位时摇摄马达的位置值。

Description

安装监控摄像机的方法

技术领域

本发明涉及监控摄像机和监控系统。具体地，本发明涉及安装供监控系统使用的摄像机的方法。

背景技术

监控系统大多数时候包括监控摄像机。有多种类型的监控摄像机，这些摄像机具有略微不同的特征且用于稍微不同的用途或情况。这些类型监控摄像机之一是广角监控摄像机。广角监控摄像机应用于其中监控大范围的情况以及其中视野中的细节不太重要的情况中。如果细节重要，那么一般向监控设施增加附加摄像机。大多数监控摄像机固定安装在预定的位置处，并且大多数时候要求摄像机提供特定摄像机视野的图像。在多数情况下，这种要求通过人工调整摄像机直到所拍摄的图像视图与所要求的图像视图对应来实现。

这种摄像机调整一般难以执行，这是因为，由于大多数监控摄像机没有包含预览显示而无法立即看到运动结果。如果在安装摄像机的位置不可获得或不可利用摄像机视野预览而是仅在远程位置可获得或可利用摄像机视野预览，那么摄像机调整也可能是困难的。

初看上去，会认为使广角摄像机的摄像机视野对应于所要求的摄像机视野的这个问题是不成问题的，因为广角摄像机在大多数情况下沿向下直接朝向地面或地板的方向安装，于是如果选择了正确的广角镜头，则得到所要求的摄像机视野。然而，即使在其中指向地面/地板的广角摄像机拍摄要求的全部场景的情况下，使摄像机视野对准场景中的明显特征或者以任何其它方式调整摄像机视野的对准也可能是值得推荐的，以便在操作员监控时获得不引起或引起很少应变的图像视图。今天，为了对准这样的广角摄像机，安装摄像机的人员使摄像机绕其竖直轴旋转，同时其他人检查所拍摄的图像。可替代地，安装摄像机的人员能够从他安装摄像机所在的位置查看呈现所拍摄的图像的显示器，或者他将不得不对摄像机进行微小调整，然后前往显示器并检查对准。

这种问题的一种解决办法是使所拍摄的图像能在运行于例如监控摄像机或运行于显示设备中的软件中转动。于是仅安装摄像机，然后在指示转动软件来转动所拍摄的图像是可能的显示设备中观看摄像机视野。然后可以在安装监控摄像机期间不费力气地对准图像视图。然而，实时视频流中的所拍摄图像的转动需要大量处理，并且还可能使系统变慢。

发明内容

本发明的一个目的在于便于监控摄像机的安装。

该目的借助于根据权利要求1的方法来实现。本发明的进一步实施例被呈现在从属权利要求中。

具体来说，根据本发明的一个实施例，安装监控摄像机的方法包括：使所述摄像机的摄像机头向倾斜位置倾斜，在所述倾斜位置，所述摄像机的光轴与所述摄像机头在摇摄时转动所围绕的旋转轴基本重合，并且在所述倾斜位置，所述摄像机头能够通过相对于所述摄像机的基座布置在固定位置的广角镜头来拍摄图像；在所述倾斜之后使所述摄像机头围绕所述摄像机的光轴转动并且借助于所述摄像机头拍摄图像，直到通过所述广角镜头拍摄的广角图像呈现所期望的方位为止；以及存储所述摄像机的摇摄马达的主位置值，其中所述位置值代表当所拍摄的广角图像呈现所期望的方位时所述摇摄马达的位置值。上面的安装方法的优点在于，与摄像机有关的安装变得更容易，可替代地，摄像机的操作需要较低的处理能力。因此，本发明可能便于安装，并且允许使用不那么强大的处理器或其它处理更密集的应用程序来在监控摄像机上运行。

根据一个实施例，所述摄像机头在通过所述广角镜头拍摄图像时拍摄被监控区域的全景图像。这一特征的优点在于，摄像机可以在同一设备中执行全景监视和详细识别，而无需投入多个摄像机。

在一个实施例中，所述方法进一步包括：以圆形广角全景形式将通过所述广角镜头拍摄的图像作为移动图像的实时呈现而呈现在显示器上。全景的圆形很可能源自于广角镜头的畸变。然而，如果所使用的镜头未引入严重的畸变，那么图像可能在用于显示图像的客户计算机中失真。

在另一实施例中，所述摄像机头的所述转动是响应于操作员指示呈现在所述显示器上的全景界面中的全景图像转动来执行的，并且其中所述圆形角全景呈现相应地转动。

一个实施例进一步包括在存储主位置之后接收指示进入广角视野的请求的信号，并且响应于接收指示请求的所述信号，执行下列步骤：使所述摄像机向所述摄像机的光轴与所述摄像机在摇摄时转动所围绕的旋转轴基本重合的倾斜位置倾斜，并且使所述摄像机围绕所述摄像机的所述光轴转动，直到到达所述摄像机的摇摄马达的存储主位置为止。这种进入全景摄像机视野的方式的优点在于，摄像机将直接提供操作员友好的视图，这便于将操作员的任务分配为监控来自监控摄像机的图像的任务。

本发明的进一步应用范围从下面给出的详细描述中将变得明显。然而，应当理解，详细描述和特定示例在指示本发明优选实施例的同时仅仅通过图示说明的方式给出，因为根据该详细描述，本发明范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员来说将变得明显。因此，应当理解，本发明不限于所描述的设备的具体组件部分或者所描述方法的步骤，因为这种设备和方法可以变化。还应当理解，这里使用的术语是仅仅为了描述具体实施例的目的，而不旨在进行限制。必须注意，如在说明书和所附权利要求书中所使用的那样，“一个”和“所述”旨在意味着存在一个或多个元件，除非上下文另外明确指示。因此，例如提到“一个传感器”或“所述传感器”可能包括若干传感器等。此外，词“包括”并不排除其它元件或步骤。

附图说明

本发明的其它特征和优点从以下参照附图对当前优选实施例的详细描述中将变得明显，附图中：

图1是实施本发明一个实施例的监控摄像机的示意侧视图；

图2是与图1相同的区别在于监控摄像机的摄像机头倾斜的侧视图；

图3是其中假设安装有根据本发明一个实施例的监控摄像机的示例房间的示意全景图；

图4是从图3的示例房间中的通过如图1所示的广角镜头拍摄图像的监控摄像机中获得的示例全景图像；

图5是从图3的示例房间中的透过如图2所示的圆顶玻璃拍摄图像的监控摄像机中获得的详细视图的示例；

图6a是由未正确安装的监控摄像机获取的图3的示例房间的示例全景图；

图6b是在监控摄像机正确安装且对准时由该监控摄像机获取的图3的示例房间的示例全景图；以及

图7是在安装上述监控摄像机期间对准监控摄像机的过程的流程图。

此外，在附图中，相同的附图标记始终在若干幅图中指代相同或相应的部分。

具体实施方式

本发明涉及监控摄像机以及涉及便于安装这种摄像机。

参考图1，根据一个实施例，监控摄像机10是包括摄像机头12、透明圆顶盖14和圆顶基座16的圆顶摄像机。摄像机头12能够借助于电控马达（未示出）摇摄和倾斜。摄像机头12可以是能够摇摄和倾斜的任何已知的摄像机头。此外，摄像机头12还包括镜头18。镜头18被布置成将表现摄像机10所拍摄的场景的光聚焦到摄像机头12中的图像传感器之上。所拍摄图像的视角可以是固定的或可变的。可变视角可以通过具有可变焦距镜头18来实现。在固定视角镜头的情况下，在摄像机的不同应用之间视角的选择可能不同。

圆顶摄像机进一步包括安装在透明圆顶盖14上的并且从圆顶盖14远离摄像机头12延伸的广角镜头20。广角镜头20沿使该广角镜头的光轴22与摄像机头12在摇摄期间转动所围绕的旋转轴24（下文中称为摇摄轴24）基本重合的方向安装。广角镜头20的视角大于摄像机头12中的镜头18的视角。在一个实施例中，广角镜头20的视角基本大于摄像机头12的镜头18的视角。广角镜头的视角可以大于180度。然而，根据应用，视角可以更大或更小。视角应当至少被选择为提供适当的全景图像（overview image）。

因此，广角镜头20被安装为使得当摄像机头12被引导通过广角镜头20拍摄图像时，摄像机头12的光轴26与广角镜头20的光轴22对准。

由于广角镜头20的定位以及摄像机头12是可移动的事实，通过如图1所示的广角镜头20拍摄全景图像是可能的，并且当在全景图像中发现或检测出感兴趣的事物时，通过将摄像机头12简单地移离广角镜头20并使其指向感兴趣的事件或特征且透过圆顶盖拍摄图像，进行更详细的研究是可能的。在图2中，摄像机被示出为处于透过圆顶盖拍摄图像来获得更详细的视图而不通过广角镜头20拍摄图像的位置。

在一个实施例中，摄像机头12的镜头18的视角或焦距被选择为，使得在未通过广角镜头20拍摄时由摄像机头12拍摄的图像足以提供相关监视信息。相关监视信息的示例可以例如是汽车的牌照号、可辨别的人脸、事件的详细进展等。广角镜头20的视角可以被选择为，使得摄像机头12在被引导为通过广角镜头20拍摄图像时将拍摄其中安装有监控摄像机的整个房间的至少地板的图像视图。可替代地，广角镜头20的视角被选择为，使得当摄像机头12被引导为通过广角镜头20拍摄图像时摄像机头12将拍摄被监控区域的全景图像。于是操作员或图像分析过程可以辨认全景图像中的感兴趣的事件或特征，并重新引导摄像机头12进行包括感兴趣的事件或特征的场景的直接拍摄。上句中的“直接拍摄”应当理解为当摄像机头12未被引导为通过广角镜头20拍摄图像时通过摄像机头12拍摄图像。

为了便于理解摄像机的功能，下面将描述示例场景。在示例场景中，在房间30的天花板上安装根据本发明一个实施例的监控摄像机10，见图3。房间包括四面墙31-34，其中墙31具有通往房间隔壁区域的门36，墙32提供到走廊38内的通道，并且墙34具有窗户40。让我们假设监控摄像机10设置为全景模式，即摄像机头通过以广角镜头拍摄图像（图1所示的摄像机设置）来拍摄被监控区域的全景图像。来自全景模式下的监控摄像机10的视频序列中的帧可能看上去像图4中的图像，在该图像中全景摄像机视野拍摄到被监控房间30的全部四面墙31-34全景，即监控摄像机在处于全景模式时拍摄到整个房间30。此外，该图像帧显示出人42正在进入房间。这从包括该图像帧的视频序列来看可能更加明显。如果可以使用该监控摄像机10的图像并且有权控制监控摄像机10的操作员发现所关注的这个人42并想要获得该人42的更详细的图像，那么该操作员可以简单地在控制站指出全景图像中的人42或人的区域，并且监控摄像机的摄像机头偏离广角镜头20并指向被监控房间30的被指出的区域。因此，摄像机头12将移动到与图2所示的位置类似的位置内，并且将可能拍摄如图5所示的图像的图像44。根据摄像机头12上的镜头18和/或该镜头18的变焦设置，由摄像机头12拍摄的图像可能具有更宽或更窄的图像视图。于是，当操作员完成对该人的研究时，摄像机头12可以恢复为通过广角镜头20拍摄图像，从而恢复至监控摄像机的全景模式。

当安装呈现全景图像的摄像机时，可能遇到一些问题。例如，由广角摄像机视野拍摄的场景可能包括线性特征或包括限定应当以相对于显示器上呈现的图像方位的特定方式而定向的重复线性图案的特征。如果这些线性特征在得到的图像中不甚理想，那么在该图像是操作员所观察的监控系统中的监控图像的情况下，可能刺激或干扰该图像的观察者，以引起监控系统的操作员的差的表现。这种不甚理想的线性特征从人机工程学观点看可能甚至具有严重影响，这是因为操作员无意识地倾斜或转动他的头部以便对准这些特征以及操作员长时间执行这种动作。在放置的不甚理想时对观察者而言可能引起麻烦的其它特征是入口、窗户等。即便某些广角镜头的线性特征稍微弯曲地显示，上述情况也存在。在图6a和图6b中图示了该问题。图6a的摄像机视野图示稍微未对准的摄像机，图6b的摄像机视野图示了对准的摄像机。对准全景图像的另一原因可能是为了以对观察者自然的方式转动被监控区域的视图，从而使观察者更容易调整方向。

根据本发明的一个实施例，安装（即通过例如安装摄像机并调整其操作设置，使监控摄像机10做好操作准备）监控摄像机包括借助于下面描述的过程对准呈现在观察者的显示器上的图像，参见图7和图1。该过程可以是由用户开始的安装和配置过程的一部分。

首先，使摄像机头12向安装在圆顶14之上的广角镜头20倾斜（步骤100），以便通过广角镜头20拍摄广角摄像机视野，即倾斜到广角镜头20的光路22内。倾斜后的摄像机头12的方向还可以被描述为使摄像机头倾斜，使得摄像机头12的光学系统18的光轴26与广角镜头20的光轴22基本重合。然后，当摄像机头12已倾斜时，向监控摄像机10的操作员提供（步骤102）使摄像机头12围绕广角镜头20的与摄像机头12的光学系统18的光轴26重合的光轴22转动的可能性。如果由监控摄像机10拍摄的场景的对准不令人满意，那么操作员指示摄像机10来使摄像机头12围绕摄像机头12的光学系统18的光轴26以及由此围绕广角镜头20的光轴22转动（步骤104）。操作员可以使用与用于摇摄的装置相同的装置或者使用包括物理控制（比如操纵杆、键盘、跟踪板、鼠标等）或在操作员所使用的监控屏幕上呈现的图形用户界面中实施的虚拟控制的任何其它的控制装置来指示摄像机转动。然后，当确定所拍摄的图像对准时，操作员停止摄像机头12的转动。当摄像机的操作员确定摄像机头充分对准时，将摄像机头12的位置存储为全景主位置（步骤106）。全景主位置包括表示摄像机的摇摄位置的值。倾斜位置不一定与全景摇摄位置一起存储在全景主位置中，这是因为摄像机头12总是倾斜到与处于全景位置时的摇摄旋转平面正交的位置内，即倾斜到与摇摄运动的旋转轴24和广角镜头20的光轴重合的位置内。

当设置全景主位置时，使摄像机头12摇摄和倾斜以及沿不包括广角镜头20的光路的方向引导摄像机视野以便拍摄具体环境图像（例如如图2所示的）的操作员，能够利用控制接口通过例如按下按键或者以使用控制接口的任何其它已知的方式指示全景请求来使摄像机视野恢复至全景。控制接口可以包括物理控制装置，比如按键、键、操纵杆、调节轮等，或者其可以包括在显示屏上呈现的并通过触摸屏幕（例如触摸屏）或者通过将指针（例如计算机鼠标或任何其它计算机控制设备）引导到屏幕上的选择位置来控制的虚拟控制装置。响应于全景请求，摄像机头12倾斜，使得摄像机头12的光学系统18的光路26穿过广角镜头20射出，即摄像机头12的光学系统18的光路26与广角镜头20的光路22成一直线，如图1所示。此外，检索所存储的摇摄位置，使摄像机头12向所存储的摇摄位置的值所指示的摇摄位置摇摄。摄像机头12的摇摄可以在摄像机头12的倾斜以前、以后或与摄像机头12的倾斜基本同时执行。如果摄像机头12在其摇摄以前倾斜，则摄像机视野的摇摄基本导致摄像机头12围绕摄像机头12的光学系统18的光轴26和广角镜头20的光轴22转动。

根据另一实施例，摄像机包括电子罗盘，并且全景图像沿被定义为罗盘方向的方向转动，例如总是可以转动全景图像，使得顶部图像代表被监控区域的北部。

Claims (5)

1.一种安装监控摄像机的方法，所述方法包括：

使所述摄像机的摄像机头向倾斜位置倾斜，在所述倾斜位置，所述摄像机的光轴与所述摄像机头在摇摄时转动所围绕的旋转轴基本重合，并且在所述倾斜位置，所述摄像机头能够通过相对于所述摄像机的基座布置在固定位置的广角镜头来拍摄图像；

在所述倾斜之后，使所述摄像机头围绕所述摄像机的光轴转动并且借助于所述摄像机头拍摄图像，直到通过所述广角镜头拍摄的广角图像呈现所期望的方位为止；以及

存储所述摄像机的摇摄马达的主位置值，其中所述位置值代表当所拍摄的广角图像呈现所期望的方位时所述摇摄马达的位置值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述摄像机头在通过所述广角镜头拍摄图像时拍摄被监控区域的全景图像。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：以圆形广角全景形式将通过所述广角镜头拍摄的图像作为移动图像的实时呈现而呈现在显示器上。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述摄像机头的所述转动是响应于操作员指示呈现在所述显示器上的全景界面中的全景图像的转动来执行的，并且其中所述圆形角全景呈现相应地转动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括：在存储主位置之后接收指示进入广角视野的请求的信号，并且响应于接收指示请求的所述信号，执行下列步骤：

使所述摄像机向所述摄像机的光轴与所述摄像机在摇摄时转动所围绕的旋转轴基本重合的倾斜位置倾斜，并且

使所述摄像机围绕所述摄像机的光轴转动，直到到达所存储的所述摄像机的摇摄马达的主位置为止。

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