CN103262122B - 用于摄影机规划和定位的集成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准监视预定区域的摄影机CAM的定位的方法、一种有关系统以及有关设备。摄影机CAM通过通信链路耦合到远程服务器RS，其中远程服务器RS能够接收对应于所述摄影机CAM的环境内的所述预定待监视区域的媒体。该媒体由摄影机CAM记录并且通过通信链路被转发到所述远程服务器RS。所述方法包括以下步骤：基于定义所述预定待监视区域的预定义摄影机定位参数和由摄影机定位设备CPD确定的标识所述摄影机的当前定位的实际摄影机定位参数，确定摄影机定位校准指令。

Description

用于摄影机规划和定位的集成方法

本发明涉及一种用于校准摄影机定位的方法，以及一种用于校准摄影机定位的系统。

所述用于校准摄影机定位的方法在本领域内是众所周知的，其中这样的方法涉及校准摄影机的定位以用于监视该摄影机的环境中的预定区域。这样的摄影机通常耦合到远程服务器，用于通过通信链路管理多个此类摄影机。远程服务器能够接收对应于摄影机的所述四周/环境内的预定待监视区域的媒体，其中该媒体由摄影机记录并且随后通过通信链路被转发到远程服务器。在远程服务器处，可以连同分别监视一个不同区域的多个其他摄影机的媒体显示并检察在该远程服务器处接收到的所述媒体。

在由不同的实体、工具和处理运行“监视规划”、“安装和试运转”以及“操作”阶段时，导致数据失配和低效率的风险很大。此外，每当根据活动类型由不同的工程师来施行摄影机安装时也会导致附加的低效率；在一种典型的情况中，线缆架设工程师把线缆拉升到所期望的位置并且终接线缆(其通常支持以太网)，安装工程师把摄影机安装在所定义的支架上，并且最后配置工程师需要对摄影机、网络连接进行配置，把摄影机定位在正确的方向上并且固定摄影机，以便具有完全覆盖如在区域监视规划中确定的预定待监视区域的预定视野。

前述安装和校准任务可以被组合在一个简档中，然而这样做的话将需要派遣具有高技术水平的工程师，从而会增加总体实施成本。

此外，除了是劳动密集型方法之外，前述安装方法还非常容易出错。在前述区域监视规划中通常会应用大量摄影机来监视整个待监视区域，其中每一个摄影机监视整个/全部待监视区域的一个预先定义的部分，但是其中不是意图监视的预定区域并不总是会被摄影机覆盖。因此在由所有摄影机监视的区域当中会有重叠，并且/或者会有整个待监视区域的一些部分不被摄影机覆盖。或者甚至会寻址到错误的摄影机。

本发明的一个目的是提供一种前面已知类型的方法、系统和有关设备，但是其中以更加高效并且较不容易出错的方式施行摄影机定位校准。

根据本发明，所述目的是通过如示例性实施例所述的方法、系统、有关定位校准设备、有关远程服务器以及有关校准应用而实现的。

实际上，借助于由校准设备执行的应用，基于定义/标识预定待监视区域的预定义摄影机定位参数以及由所述校准设备确定的实际摄影机定位参数来确定摄影机定位校准指令“(用于技术人员)”。这些摄影机定位校准指令是用于技术人员来调节摄影机定位的指令，从而使得摄影机的四周/环境中的将由该摄影机监视的预定区域确实处在该摄影机的所及范围内。这样，通过遵循所生成的指令，技术人员能够通过快速、容易且可靠的方式校准摄影机的定位，从而匹配将由摄影机监视的预定区域。

表征将由摄影机监视的预定区域的预定义摄影机定位参数包括以下各项的至少其中之一：摄影机的高度，摄影机的旋转角(即罗盘角)，摄影机的倾斜(全部是关于特定预定义的X-Y-Z轴)，以及摄影机镜头的视角结合可能的视角变化(即摄影机镜头的变焦值)。

此外，将这些预定义参数与由校准设备借助于内部的或耦合的位置传感器所测量或确定的实际参数相匹配，所述位置传感器例如有用于确定作为罗盘角的水平旋转角的罗盘，用于确定摄影机的实际倾斜的加速度计，用于确定变焦的图像识别模块或数字变焦值。

在本文中描述了本发明的另一个特征化实施例。

定义所述预定待监视区域的预定义摄影机定位参数包括以下各项的至少其中之一：摄影机的高度，摄影机的旋转角，摄影机的倾斜，以及摄影机镜头的视角。

由校准设备确定的实际摄影机定位参数分别包括以下各项的对应实际值：摄影机的高度，摄影机的旋转角，摄影机的倾斜，以及摄影机镜头的视角。随后基于定义所述预定待监视区域的预定义摄影机定位参数与由校准设备测量的实际摄影机定位参数之间的差异来施行确定摄影机定位校准指令的步骤。

在本文中描述了本发明的另一个有利的特征化实施例。

有利的是，通过应用摄影机的唯一摄影机标识与地理位置标识符的耦合，其可以被用来唯一地标识摄影机，从而防止出现在摄影机处记录并且由操作员监视的媒体的位置不明或者被错误地标识的情况。这样的耦合可以被保持在存储设备中。

所述唯一摄影机标识可以是例如MAC地址之类的通信地址，或者可以应用任何其他唯一标识，比如摄影机的序列号或另一唯一代码(其被预先安装在可通过以太网链路访问的摄影机上，并且也在附着于摄影机上的标签上报告)、可利用条形码读取器来读取的标签或者甚至RFID。

所述位置标识符可以是摄影机的GPS位置，或者是通过摄影机定位设备所连接到的移动通信网络的定位措施所确定的位置，或者是其他位置。

通过初始地把例如MAC地址或IP地址之类的摄影机通信地址与地理位置相耦合，在监视由摄影机提供的媒体时可以唯一地标识该摄影机及其位置，此外在安装或任何维护活动的情况下可以利用该耦合唯一地寻址任何摄影机。

在所附权利要求书中提到了本发明的用于摄影机规划和定位的集成方法的其他特征化实施例。

应当提到的是，用在权利要求书中的术语“包括”不应当被解释成限制到其后所列出的部件。因此，“包括部件A和B的设备”这一表达法的范围不应当被限制到仅仅由组件A和B构成的设备。其意味着对于本发明来说，所述设备的仅有的相关组件是A和B。

类似地应当提到的是，同样用在权利要求书中的术语“耦合”不应当被解释成仅仅限制到直接连接。因此，“设备A耦合到设备B”这一表达法的范围不应当被限制到其中设备A的输出被直接连接到设备B的输入的设备或系统。其意味着在A的输出与B的输入之间存在一条路径，所述路径可以是包括其他设备或部件的路径。

通过参照下面结合附图对于一个实施例的描述，本发明的前述和其他目的和特征将变得更加显而易见，并且本发明本身将得到最好的理解，其中：

图1代表用于校准监视预定区域的摄影机CAM的定位的系统，其包括摄影机CAM和远程服务器RS以及摄影机定位设备CPD，

图2代表用于校准摄影机CAM的定位的系统的功能表示，包括如图1中所示的摄影机定位设备CPD的功能表示和远程服务器RS的功能表示。

在后面的段落中将参照图1和图2来描述所述系统的一种实现方式。在第二段中定义了所提到的元件之间的所有连接。

随后描述如图2中所示的所述系统的所有相关功能部件，其后是关于所有互连的描述。在后面一段中描述通信系统的实际执行。

用于校准监视预定区域的摄影机CAM的定位的系统的第一必要元件是摄影机CAM，其例如是用于监视特定城镇中的某一区域的监控摄影机，其中由操作员在远程位置处观看该摄影机所记录的媒体。该摄影机可以被安放在墙壁、杆柱上，或者能够以其他方式俯瞰预定待监视区域。

此外操作员还可以监视由用以监视所述城镇的其他相关部分的多个其他监控摄影机所记录的媒体。

虽然用于监视此类区域的这种系统通常包括多个监控摄影机，但是为了清楚和简单起见，在该实施例中仅仅描述一个这样的监控摄影机CAM。

第二相关元件是远程服务器RS，其被适配成接收对应于摄影机CAM的环境内的预定待监视区域的媒体，其中该媒体由所述摄影机CAM记录，并且通过通信链路转发到远程服务器RS。

此外还有用于帮助技术人员安装这种摄影机的摄影机定位设备CPD。这样的摄影机定位设备可以是智能电话，其具有用于确定智能电话的罗盘角和倾斜、智能电话所处的高度、所述设备的GPS位置的传感器。

或者摄影机定位设备CPD可以是具有通信能力以及用于执行应用的部件的任何设备。这样的设备可以具有用于确定实际摄影机定位参数(比如智能电话的罗盘角、倾斜，智能电话所处的高度，所述设备的GPS位置)的内部传感器，但是也可以替换地耦合到用于确定这种实际摄影机定位参数的外部传感器。

摄影机定位设备CPD以利用该摄影机定位设备CPD进行所有测量的方式进行关联，以便这些测量对于摄影机都是有效的。例如可以利用模具把摄影机定位设备CPD安放在摄影机上。

摄影机CAM和摄影机定位设备CPD都通过通信链路耦合到远程服务器RS。摄影机与远程服务器之间的耦合可以是互联网连接，其中通过MAC地址和IP地址来标识摄影机。摄影机定位设备与远程服务器RS之间的耦合可以由例如UMTS之类的移动数据连接支持。

摄影机定位设备CPD包括通信部件CP，其被适配成获得定义所述预定待监视区域的预定义摄影机定位参数。在该实施例中，该通信部件被适配成从处在远程服务器RS中或者与之相关联的数据存储装置获得这些预定义摄影机定位参数。

摄影机定位设备CPD还包括能够获得定义当前被监视区域的实际摄影机定位参数的实际摄影机定位参数获得部件MPOP，以及被适配成基于预定义摄影机定位参数和实际摄影机定位参数来确定摄影机定位校准指令的处理部件PP。实际摄影机定位参数获得部件MPOP可以包括用于确定以下各项的至少其中之一的实际值的传感器：所述摄影机的高度，摄影机的旋转角，摄影机的倾斜，以及摄影机镜头的视角。

此外，摄影机定位设备CPD(即智能电话)还包括指令呈现部件IPP，其能够向所述摄影机定位设备的用户呈现摄影机定位校准/调节指令。这样的指令呈现部件IPP可以能够利用图形、书写指令或其组合在屏幕上显示指令。或者，指令呈现部件IPP可以是智能电话的扬声器，用于仅仅向用户提供口头指令或者作为针对在智能电话的屏幕上呈现的指令的补充。

摄影机定位设备CPD(即智能电话)的通信部件CP还被适配成至少为远程服务器提供摄影机CAM的位置标识符。

所述位置标识符可以是GPS位置或者基于智能电话CPD的移动通信网络所确定的摄影机位置。

远程服务器RS首先包括能够与摄影机定位设备CPD(即智能电话)通信的通信部件RCP，以及被适配成管理为摄影机CAM存储在数据存储设备DB中的预定义摄影机定位参数的管理部件MP。所述数据存储设备可以处在远程服务器RS的内部或外部。

远程服务器RS还被适配成把从摄影机定位设备获得的该摄影机的通信地址与地理位置标识符连同预定义摄影机定位参数存储在数据存储设备DB中。

通信部件CP具有输入/输出端子，其同时也是摄影机定位设备CPD的输入-输出端子。通信部件CP还耦合到处理部件PP，处理部件PP又耦合到指令呈现部件IPP。实际摄影机定位参数获得部件MPOP还通过第一输出耦合到处理部件的输入，并且通过第二输出耦合到通信部件的输入。

远程服务器RS的通信部件RCP具有输入/输出端子，其同时也是远程服务器RS的输入-输出端子。通信部件RCP还耦合到管理部件MP，管理部件MP又耦合到可以处于远程服务器RS内部或外部的数据存储设备DB。

为了解释本发明的执行，假设需要在特定位置处安装监控摄影机。在初始规划阶段中定义以下内容：定义摄影机的定位的城市地图中的待监视区域(地标或私人领域)，其像束(方向或罗盘、倾斜、变焦信息)和属性加上转出用以高效地配置和校准摄影机所需的数据的能力。这通常是对于例如城市地图之类的整个待监视区域施行的，为此规划多个摄影机以覆盖整个待监视区域。对于每一个摄影机，定义该摄影机的所属定位、其像束(方向或罗盘、倾斜、变焦信息)和属性加上转出(rollout)用以高效地配置和校准每一个摄影机所需的数据的能力。

随后，需要把摄影机放置在预定义位置处，从而使得所规划的预定义区域确实被覆盖在该摄影机的覆盖范围内。

假设用于把摄影机连接到远程服务器的线缆架设已经可用。现场安装该摄影机的技术人员把摄影机安放在所规划的位置处并且指向预定义的待监视区域。

首先按照以下方式来连接及配置所提到的摄影机：首先当把摄影机通过IP网络连接到远程服务器时，动态主机配置协议模块(其还被称作DHCP模块)将检测摄影机的存在、查询MAC地址，并且在检测到摄影机的MAC地址(其是摄影机的唯一标识符)之后，远程服务器借助于DHCP模块将指派互联网协议地址(其还被称作IP地址)、将查询关于摄影机的进一步信息(比如摄影机型号、制造商、所安放的光学部件、摄影机的技术参数、安装在摄影机上的软件版本等等)并且将把该信息连同IP地址与MAC地址之间的关联存储在数据存储设备DB中的对应于该摄影机的专用条目中。摄影机随后被连接到远程服务器并且为远程服务器所知。

在特定时刻利用摄影机的规划数据来填充数据存储设备DB，所述规划数据是在规划阶段中所定义的对应于每一个摄影机的定义该摄影机的位置和方向的数据，其中通过应用多个摄影机来规划整个区域(例如城市)的覆盖范围，每一个摄影机监视整个城市的一个预定义区域。对于每一个摄影机，该摄影机的所属定位、其像束(方向或罗盘、倾斜、变焦信息)被定义并且存储在数据存储设备DB中。对于该数据的存储是通过远程服务器的管理部件MP来施行的。

随后，操作员利用智能电话扫描在摄影机处表明的MAC地址(利用条形码和/或字母数字字符)或者人工输入所表明的MAC地址，其中MAC地址是摄影机的唯一标识。智能电话将向服务器发送摄影机的标识(即MAC地址)、真实GPS定位。有利的是，摄影机的唯一标识与作为GPS定位的位置标识符的这一耦合可以被用来唯一地标识摄影机，从而防止出现在摄影机处记录并且由操作员监视的媒体的位置不明或者被错误地标识的情况。

现在服务器可以建立完整的信息。摄影机被安装、链接到网络，并且所有摄影机数据都被存储在数据存储设备DB上。

现在，为了进一步解释本发明的执行，假设如前所述地施行摄影机的耦合。相同的技术人员在智能电话CPD处启动一个应用，其借助于通信部件CP获取定义所述预定待监视区域的预定义摄影机定位参数。其在这里是利用摄影机的MAC地址从数据存储设备DB获取的对应于罗盘角、摄影机倾斜和变焦信息的数值。在远程服务器RS的管理部件MP的控制下执行从数据存储设备DB的所述获取以及随后对于该数据的转发。与此同时或在此之后，实际摄影机定位参数获得部件MPOP获取定义当前被监视区域的实际摄影机定位参数，即所述罗盘角、摄影机倾斜和变焦信息的实际值。

处理部件PP随后通过把预定义摄影机定位参数当中的每一个参数与实际摄影机定位参数当中的相应参数进行比较来确定摄影机定位校准指令。基于每一个相应参数之间的差异，生成针对技术人员的指令，其向技术人员表明后继动作。这些后继动作可以是以下各项当中的一项或更多项：改变罗盘角，改变摄影机的倾斜，适配变焦，调节聚焦。

随后重复该处理，直到预定义摄影机定位参数当中的所有参数与实际摄影机定位参数当中的相应参数都基本上匹配为止。

指令可以利用口头指令或其他指令经由屏幕提供。

还可以把由摄影机记录的媒体转发到校准设备，并且在其显示器上显示。

所述媒体例如可以包括离散图像或视频。

应当提到的是，虽然作为客户端-服务器描述了本发明，其中摄影机定位设备与服务器协作来获得关于预定义待监视区域的数据，但是替换地也可以把该数据直接加载到摄影机定位设备中，从而使得该设备能够作为独立设备由其自身定位摄影机，其中所述数据是通过例如USB、Bluetooth或WIFI之类的短距离通信链路获得的，或者甚至是人工输入的。

仍然将直接通过另外的短距离有线或无线接口把所记录的媒体转发到摄影机定位设备。

另外要提到的是，可以通过同样是集成的不同方式来测量摄影机高度，比如在土建工程行业中被用来测量房间容积或窗户测量的该类Bluetooth IR/超声设备。

最后要提到的是，前面通过功能方框的形式描述了本发明的实施例。根据前面对于这些方框给出的功能描述，电子设备设计领域内的技术人员将会认识到如何能够利用公知的电子组件来制造这些方框的实施例。因此没有给出所述功能方框的内容的详细架构。

虽然前面结合具体装置描述了本发明的原理，但是应当清楚理解的是，这里的描述仅仅是作为举例，而不应限制如在所附权利要求书中限定的本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于初始校准监视预定区域的摄影机的定位的方法，所述摄影机通过通信链路耦合到远程服务器，所述远程服务器接收对应于所述摄影机的环境内的待监视的所述预定区域的媒体，其中所述媒体由所述摄影机记录并且通过所述通信链路转发到所述远程服务器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于在所述初始校准摄影机的定位之前被定义的预定义摄影机定位参数和由摄影机定位设备确定的标识所述摄影机的当前定位的实际摄影机定位参数确定摄影机定位校准指令，所述预定义摄影机定位参数从远程服务器中或者与之相关联的数据存储设备获得，并且定义待监视的所述预定区域，其中定义待监视的所述预定区域的所述预定义摄影机定位参数包括摄影机的高度、摄影机的旋转角、摄影机的倾斜以及摄影机镜头的视角当中的至少一项；并且

所确定的所述实际摄影机定位参数分别包括所述摄影机的高度、摄影机的旋转角、摄影机的倾斜以及摄影机镜头的视角当中的至少一项的实际值；并且

确定所述摄影机定位校准指令的所述步骤是基于所述预定义摄影机定位参数与所述实际摄影机定位参数之间的差异来施行的。

2.根据权利要求1的用于初始校准摄影机的定位的方法，其特征在于，所述方法还包括把唯一摄影机标识符与所述摄影机的地理位置标识符相耦合的步骤。

3.一种用于初始校准监视预定区域的摄影机的定位的系统，所述系统包括所述摄影机和远程服务器，所述摄影机通过通信链路耦合到所述远程服务器，所述远程服务器被适配成接收对应于所述摄影机的环境内的待监视的所述预定区域的媒体，其中所述媒体由所述摄影机记录并且通过所述通信链路转发到所述远程服务器，其特征在于，所述系统还包括处理部件，其被适配成基于在所述初始校准摄影机的定位之前被定义的预定义摄影机定位参数和定义所述摄影机的实际定位的实际摄影机定位参数来确定摄影机定位校准指令，所述预定义摄影机定位参数从远程服务器中或者与之相关联的数据存储设备获得，并且定义待监视的所述预定区域，其中定义待监视的所述预定区域的所述预定义摄影机定位参数包括摄影机的高度、摄影机的旋转角、摄影机的倾斜以及摄影机镜头的视角当中的至少一项；并且

所确定的所述实际摄影机定位参数分别包括所述摄影机的高度、摄影机的旋转角、摄影机的倾斜以及摄影机镜头的视角当中的至少一项的实际值；并且

所述处理部件还被适配成基于所述预定义摄影机定位参数与所述实际摄影机定位参数之间的差异来确定所述摄影机定位校准指令。

4.根据权利要求3的用于初始校准摄影机的定位的系统，其特征在于，所述系统还包括定位部件，其被适配成把唯一摄影机标识符与所述摄影机的地理位置标识符相耦合。

5.在根据权利要求3的系统中使用的摄影机定位设备，其特征在于，所述摄影机定位设备包括：

a.通信部件，其被适配成从远程服务器中或者与之相关联的数据存储设备获得定义待监视的所述预定区域的预定义摄影机定位参数；

b.实际摄影机定位参数获得部件，其被适配成获得定义当前被监视区域的实际摄影机定位参数；

c.处理部件，其被适配成基于所述预定义摄影机定位参数和所述实际摄影机定位参数来确定摄影机定位校准指令；

d.指令呈现部件，其被适配成向所述摄影机定位设备的用户呈现所述摄影机定位校准指令。

6.根据权利要求5的摄影机定位设备，其特征在于，所述摄影机定位设备包括通信部件，其还被适配成至少为所述远程服务器提供所述摄影机的位置标识符。

7.在根据权利要求3的系统中使用的远程服务器，其特征在于，所述远程服务器包括管理部件，其被适配成管理为所述摄影机存储在数据存储设备中的所述预定义摄影机定位参数。

8.根据权利要求7的远程服务器，其特征在于，所述管理部件还被适配成把所述摄影机的唯一摄影机标识符与地理位置标识符连同所述预定义摄影机定位参数存储在所述数据存储设备中。