CN110650279A - 一种监控高空抛物的摄像头的设计方法 - Google Patents

一种监控高空抛物的摄像头的设计方法 Download PDF

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李金生
陈应
肖菲
吴善农
柳博予
李欣
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Abstract

本发明公开了一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，其包括以下步骤：根据被摄建筑物的高度将该被摄建筑物划分成多个监控区域；根据监控区域的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算目标摄像头的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；选取目标摄像头的传感器的尺寸；根据监控区域的高度、目标摄像头的传感器的长度、以及支架与监控区域的水平距离，基于预设的第二算法，计算目标摄像头的镜头的焦距；选取目标摄像头的镜头；获取目标摄像头的拍摄角度；将所有的目标摄像头安装在支架上，并将所有的目标摄像头分别调整至对应的拍摄角度。

Description

一种监控高空抛物的摄像头的设计方法
技术领域
本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种监控高空抛物的摄像头的设计方法。
背景技术
高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，一直以来高空抛物行为备受关注，作为城市不文明的行为的同时，它所带来的社会危害也很大。由于其不文明行为的实施场所多为高空楼层，少有目击者，抛物时间短，难以定位责任人，无法进行合理追责。
为了解决高空抛物追责问题，现大多采取利用楼宇的安防系统的摄像头进行视频监控，但是由于摄像头拍摄范围有限，在高空抛物事件发生后，无法准确判断抛物的抛出楼层，因此无法进行事后取证。还有采用在大楼的远处直接设置摄像头持续拍摄录像的方式，摄像头安装在支架上，支架的高度大约为2-3米，但是单个摄像头可拍摄的范围有限，遇到高楼层的建筑，无法做到所有楼层的全面覆盖，例如单个摄像头只能拍摄1-20层楼的画面，这就导致后期无法对20层楼以上的抛物进行追踪，获取高空抛物的精确的抛出位置，而且单个摄像头即使做到楼层全面覆盖，也很难保证拍摄的高空抛物的清晰度，同样也无法准确判断抛物的抛出位置。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，既能全面覆盖建筑物的所有楼层，而且保证拍摄的高空抛物的清晰度，方便后期准确判断抛物的抛出位置。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，其包括以下步骤：
根据被摄建筑物的高度将该被摄建筑物划分成多个监控区域；
根据所述监控区域的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算用于监控所述监控区域的目标摄像头的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；
根据所述最低垂直分辨率和最低水平分辨率，选取对应的传感器的尺寸作为所述目标摄像头的传感器的尺寸；
根据所述监控区域的高度、所述目标摄像头的传感器的长度、以及支架与所述监控区域的水平距离，基于预设的第二算法，计算所述目标摄像头的镜头的焦距；
根据所述目标摄像头的镜头的焦距，选取焦距不大于所述目标摄像头的镜头的焦距的镜头作为所述目标摄像头的镜头；
根据所述监控区域的高度和支架的高度，获取所述目标摄像头的拍摄角度；
将所有的目标摄像头安装在所述支架上，并将所有的目标摄像头分别调整至对应的拍摄角度。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第二算法为：
Figure BDA0002245033880000021
其中，f为所述目标摄像头的镜头的焦距；h为所述目标摄像头的传感器的长度；L为支架与所述监控区域的水平距离；H为所述监控区域的高度。
本发明还提供一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，其包括以下步骤：
根据被摄建筑物的高度将该被摄建筑物划分成多个监控区域；
根据所述监控区域的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算用于监控所述监控区域的目标摄像头的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；
根据所述最低垂直分辨率和最低水平分辨率，选取对应的传感器的尺寸作为所述目标摄像头的传感器的尺寸；
根据所述监控区域的宽度、所述目标摄像头的传感器的宽度、以及支架与所述监控区域的水平距离，基于预设的第二算法，计算所述目标摄像头的镜头的焦距；
根据所述目标摄像头的镜头的焦距，选取焦距不大于所述目标摄像头的镜头的焦距的镜头作为所述目标摄像头的镜头；
根据所述监控区域的高度和支架的高度，获取所述目标摄像头的拍摄角度；
将所有的目标摄像头安装在所述支架上，并将所有的目标摄像头分别调整至对应的拍摄角度。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第二算法为：
Figure BDA0002245033880000031
其中，f为所述目标摄像头的镜头的焦距；w为所述目标摄像头的传感器的宽度；L为支架与所述监控区域的水平距离；W为所述监控区域的宽度。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第一算法为：
Figure BDA0002245033880000032
在上述技术方案的基础上，所述预设的最小特征的长度和宽度均不小于10mm。
在上述技术方案的基础上，所述被摄建筑物从下至上依次划分为第一监控区域、第二监控区域和第三监控区域，用于监控所述第一监控区域的目标摄像头的拍摄角度为30-50度；用于监控所述第二监控区域的目标摄像头的拍摄角度为55-75度；用于监控所述第三监控区域的目标摄像头的拍摄角度为65-85度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，已知楼层的高度，支架与楼层之间的水平距离，以及支架的高度，需要选取分辨率小、成本低的摄像头拍摄对应的监控区域的抛物，以及获取摄像头的拍摄角度，既能全面覆盖建筑物的所有楼层，而且保证拍摄的高空抛物的清晰度，方便后期准确判断抛物的抛出位置。
附图说明
图1为本发明实施例1中监控高空抛物的摄像头的安装示意图。
图2为本发明实施例1中监控高空抛物的摄像头的设计方法的流程图。
图中：1-被摄建筑物，10-监控区域，2-目标摄像头，3-支架。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
参见图1和图2所示，本发明实施例1提供一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，已知被摄建筑物1的高度，支架3与楼层之间的水平距离，以及支架3的高度，需要选取合适的目标摄像头2以及目标摄像头2的安装姿态，设计方法包括以下步骤：
S1：根据被摄建筑物1的高度将该被摄建筑物1划分成多个监控区域10，由于现有的小区的楼层很高，很难做到只用一个摄像头将整个楼层全覆盖，这样对摄像头的分辨率的要求很高，本发明实施例1考虑到摄像机的成本和测量抛物的清晰度，将楼层按高度从下到上划分成多个监控区域10，每个监控区域10用一个摄像头监控并获取图像数据，这样就只需要一个低分辨率的摄像头就能达到监控区域10的全覆盖，且满足监控到的抛物的长度和宽度不小于预设的最小特征的长度和宽度，才能实现监控到的抛物的图像的精度高，方便后期对图片进行处理，可再现高空抛物时的情景，便于事后查证。因此后续需要确定每个监控区域10的目标摄像头2的分辨率、传感器大小、镜头焦距以及在支架3上的安装角度，进一步方便高空抛物的抛出楼层的确认。
S2：根据监控区域10的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算用于监控区域10的目标摄像头2的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；预设的最小特征的长度和宽度指能够监控到的最小抛物的长度和宽度，例如预设的最小特征的长度和宽度均为10cm，则说明要求摄像机能拍摄到最小的抛物的长度和宽度为10cm，这样相当于能检测到一个乒乓球大小的抛物。其中预设的第一算法如下：
Figure BDA0002245033880000051
S3：根据最低垂直分辨率和最低水平分辨率，选取对应的传感器的尺寸作为目标摄像头2的传感器的尺寸，传感器的尺寸包括传感器的长度、宽度和对角线长度；常见的传感器的靶面尺寸：720P一般是1/3”的靶面，1/3”靶面的传感器的宽度为4.8mm，长度为3.6mm；1080P一般是1/2.8”的靶面。
S3：在选择镜头靶面尺寸时，镜头靶面尺寸必须与摄像机的传感器尺寸匹配。选择镜头时镜头靶面与传感器尺寸正好匹配，呈现的图像最好。当镜头的靶面尺寸比摄像机的传感器的尺寸大或者相等时，不会影响成像效果；根据监控区域10的高度、目标摄像头2的传感器的长度、以及支架3与监控区域10的水平距离，基于预设的第二算法，计算目标摄像头2的镜头的焦距；其中，预设的第二算法为：
Figure BDA0002245033880000061
其中，f为目标摄像头2的镜头的焦距；h为目标摄像头2的传感器的长度；L为支架3与监控区域10的水平距离；H为监控区域10的高度。
S4：根据预设的第二算法可知，f越小，拍摄的监控区域10的高度越高，因此根据目标摄像头2的镜头的焦距，选取焦距不大于目标摄像头2的镜头的焦距的镜头作为目标摄像头2的镜头；例如，计算出的焦距f为4mm，那么选取焦距最大为4mm的摄像头2，这样就能保证摄像头2能全面拍摄其对应的监控区域10。
S5：根据监控区域10的高度和支架3的高度，获取目标摄像头2的拍摄角度；目标摄像头2的拍摄角度和目标摄像头2与对应的监控区域10的距离成反比，拍摄角度越大距离越近，拍摄的楼层越高，摄像头2的拍摄角度越大。
S6：将所有的目标摄像头2安装在支架3上，并将所有的目标摄像头2分别调整至对应的拍摄角度。这样就能使用分辨率小、成本低的摄像头拍摄对应的监控区域10的抛物，既能全面覆盖建筑物的所有楼层，而且保证拍摄的高空抛物的清晰度，方便后期准确判断抛物的抛出位置。
优选的，预设的最小特征的长度和宽度均不小于10mm，根据预设的第一算法可得，满足检测最小特征的长度和宽度为10mm的分辨率的摄像头2就能检测长度和宽度大于10mm的高空抛物。
本发明实施例1中的被摄建筑物1一共有50层楼层，每一层楼的高度大概是2.7-3.3m，将被摄建筑物1从下至上依次划分为第一监控区域10、第二监控区域10和第三监控区域10，第一监控区域10为1-15层楼、第二监控区域10为12-30层楼，第三监控区域10为25-30层楼，支架3的高度为3米，距离被摄建筑物1的水平距离为30m，使用一台焦距为4mm、拍摄角度为30-50度的摄像头监控第一监控区域10，由于支架3的高度与第一楼层的高度相近，为了保障第一层居民的隐私，需要将摄像头的角度倾斜朝上，但是超过50度摄像头难清洗，容易积灰积雪；使用一台焦距为6mm、拍摄角度为55-75度的摄像头监控第二监控区域10；使用一台焦距为8mm、拍摄角度为65-85度的摄像头监控第三监控区域10。
实施例2：
本发明实施例2提供一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，基本内容同实施例1，不同之处在于步骤S3：
在选择镜头靶面尺寸时，镜头靶面尺寸必须与摄像机的传感器尺寸匹配。选择镜头时镜头靶面与传感器尺寸正好匹配，呈现的图像最好。当镜头的靶面尺寸比摄像机的传感器的尺寸大或者相等时，不会影响成像效果；根据监控区域10的宽度、目标摄像头2的传感器的宽度、以及支架3与监控区域10的水平距离，基于预设的第二算法，计算目标摄像头2的镜头的焦距；其中，预设的第二算法为：
其中，f为目标摄像头2的镜头的焦距；w为目标摄像头2的传感器的宽度；L为支架3与监控区域10的水平距离；W为监控区域10的宽度。
本发明实施例2与实施例1一样，既能全面覆盖建筑物的所有楼层，而且保证拍摄的高空抛物的清晰度，方便后期准确判断抛物的抛出位置。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：
根据被摄建筑物(1)的高度将该被摄建筑物划分成多个监控区域(10)；
根据所述监控区域(10)的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算用于监控所述监控区域(10)的目标摄像头(2)的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；
根据所述最低垂直分辨率和最低水平分辨率，选取对应的传感器的尺寸作为所述目标摄像头(2)的传感器的尺寸；
根据所述监控区域(10)的高度、所述目标摄像头(2)的传感器的长度、以及支架(3)与所述监控区域(10)的水平距离，基于预设的第二算法，计算所述目标摄像头(2)的镜头的焦距；
根据所述目标摄像头(2)的镜头的焦距，选取焦距不大于所述目标摄像头(2)的镜头的焦距的镜头作为所述目标摄像头(2)的镜头；
根据所述监控区域(10)的高度和支架(3)的高度，获取所述目标摄像头(2)的拍摄角度；
将所有的目标摄像头(2)安装在所述支架(3)上，并将所有的目标摄像头(2)分别调整至对应的拍摄角度。
2.如权利要求1所述的监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，所述预设的第二算法为：
Figure FDA0002245033870000011
其中，f为所述目标摄像头(2)的镜头的焦距；h为所述目标摄像头(2)的传感器的长度；L为支架(3)与所述监控区域(10)的水平距离；H为所述监控区域(10)的高度。
3.一种监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：
根据被摄建筑物(1)的高度将该被摄建筑物划分成多个监控区域(10)；
根据所述监控区域(10)的高度和宽度，以及预设的最小特征的长度和宽度，基于预设的第一算法，计算用于监控所述监控区域(10)的目标摄像头(2)的传感器的最低垂直分辨率和最低水平分辨率；
根据所述最低垂直分辨率和最低水平分辨率，选取对应的传感器的尺寸作为所述目标摄像头(2)的传感器的尺寸；
根据所述监控区域(10)的宽度、所述目标摄像头(2)的传感器的宽度、以及支架(3)与所述监控区域(10)的水平距离，基于预设的第二算法，计算所述目标摄像头(2)的镜头的焦距；
根据所述目标摄像头(2)的镜头的焦距，选取焦距不大于所述目标摄像头(2)的镜头的焦距的镜头作为所述目标摄像头(2)的镜头；
根据所述监控区域(10)的高度和支架(3)的高度，获取所述目标摄像头(2)的拍摄角度；
将所有的目标摄像头(2)安装在所述支架(3)上，并将所有的目标摄像头(2)分别调整至对应的拍摄角度。
4.如权利要求3所述的监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，所述预设的第二算法为：
其中，f为所述目标摄像头(2)的镜头的焦距；w为所述目标摄像头(2)的传感器的宽度；L为支架(3)与所述监控区域(10)的水平距离；W为所述监控区域(10)的宽度。
5.如权利要求1或3所述的监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，所述预设的第一算法为：
Figure FDA0002245033870000031
6.如权利要求1或3所述的监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，所述预设的最小特征的长度和宽度均不小于10mm。
7.如权利要求1或3所述的监控高空抛物的摄像头的设计方法，其特征在于，所述被摄建筑物(1)从下至上依次划分为第一监控区域、第二监控区域和第三监控区域，用于监控所述第一监控区域的目标摄像头(2)的拍摄角度为30-50度；用于监控所述第二监控区域的目标摄像头(2)的拍摄角度为55-75度；用于监控所述第三监控区域的目标摄像头(2)的拍摄角度为65-85度。
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