CN113612967A - 一种监控区域摄像头自组网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种监控区域摄像头自组网系统，属于自组网系统技术领域，包括第一以太网关、摄像装置、第二以太网关、摄像头位置调节装置、现场总线网关、摄像头位置检测装置、控制终端连接器、控制终端与中央网关。本发明通过设置的摄像装置，能够对监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，当初步判断结果与水平度传感器、位置传感器的检测结果相悖时，提醒操作人员对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准，提高了对监控摄像头水平度及位置监测得准确度，保证了被监测设备的正常运转；并能够及时地对监控摄像头水平度及位置进行反馈调节，形成简单合理的自组网系统，数据传输迅速，降低了系统设计复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及自组网系统技术领域，具体涉及一种监控区域摄像头自组网系统。
背景技术
自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。
在对固定的监控区域进行监控工作时，对于一些要求较高的应用场景，比如对于一些精密设备的运行状态监控中，常需要从多个角度设置多个摄像头对设备进行实时监控，每个摄像头所采集的画面范围具有严格的要求，即对摄像头的位置有严格的要求，因为如果被监测精密设备的部分组件不在监控画面范围内，极可能出现运行状态的判断错误，使对设备的运行状态出现误判，进而影响后续的设备正常工作，为此，提出一种监控区域摄像头自组网系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有对固定的监控区域进行监控的系统在监测时存在的上述问题，提供了一种监控区域摄像头自组网系统。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括第一以太网关、摄像装置、第二以太网关、摄像头位置调节装置、现场总线网关、摄像头位置检测装置、控制终端连接器、控制终端与中央网关；
所述摄像装置，包括安装在被监测设备的前后左右的监控摄像头、监控数据处理器，所述监控摄像头、监控数据处理器均通过所述第一以太网关与所述中央网关通信连接；
所述摄像头位置检测装置，包括安装在所述监控摄像头上的水平度传感器、位置传感器，所述水平度传感器、位置传感器均通过所述现场总线网关与所述中央网关通信连接；
所述摄像头位置调节装置，包括用于调节所述监控摄像头的水平度及位置的调节设备与调节量反馈传感器，所述调节设备与调节量反馈传感器均通过所述第二以太网关与所述中央网关通信连接；
所述控制终端通过所述控制终端连接器与所述中央网关通信连接。
更进一步地，所述监控摄像头用于从四个角度对处于四个所述监控摄像头的中心处的被监测设备进行实时监测，并将监测画面数据传输至所述监控数据处理器中进行处理，处理后通过所述第一以太网关发送至所述中央网关。
更进一步地，所述水平度传感器安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，将所述监控摄像头的水平度模拟数据转换成数字数据，然后将水平度数字数据传输至所述现场总线网关。
更进一步地，所述位置传感器采用红外激光测距仪，所述激光测距仪包括激光发射头与反射板，所述激光发射头安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，所述反射板安装在所述监控摄像头上方或下方的指定平面上，所述激光发射头实时采集到所述反射板的位置模拟数据后，将位置模拟数据转换成数字数据，再将位置数字数据传输至现场总线网关。
更进一步地，所述调节设备包括水平度调节机构与位置调节机构，所述水平度调节机构用于调节所述监控摄像头的水平度，所述位置调节机构用于所述监控摄像头的调节竖直高度，所述调节量反馈传感器用于对水平度调节机构与位置调节机构的调节量进行测量，并将调节量数据通过所述第二以太网关传输至所述中央网关中。
更进一步地，所述控制终端连接器包括第一移动通信网关，所述控制终端连接器通过所述第一移动通信网关与控制终端通信连接或者与所述中央网关通信连接，所述控制终端中内置第二移动通信网关，所述第一移动通信网关与所述第二移动通信网关通信连接。
更进一步地，所述监控区域摄像头自组网系统还包括云控制平台，所述控制终端连接器还云控制平台通信连接。
更进一步地，所述监控数据处理器的具体处理过程如下：
S101：对被监测设备的被监测特征进行目标识别，获取被监测特征的轮廓线信息L；
S102:从轮廓线信息中获取各特征点位的二维坐标信息（x，y）；
S103:计算各特征点位到指定当前帧画面边缘的距离值J1；
S104：将距离值J1与对应图片模板中各特征点位到指定当前帧画面边缘的距离值Jd进行比较，获取监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，并将初步判断传输至控制终端或云控制平台。
更进一步地，所述监控区域摄像头自组网系统对所述摄像头水平度及位置进行调节的过程如下：
S201：先获取与当前帧画面同时刻的各个水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值；
S202：将步骤S201中获取的水平度数值及竖直高度数值与设定的水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值进行比较，获得水平度传感器、位置传感器的检测结果；
S203：将水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果联合判断，当水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果相符时，控制调节设备对监控摄像头的水平度及位置进行调整，不相符时，则对操作人员进行预警，对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准。
本发明相比现有技术具有以下优点：通过设置的摄像装置，能够对监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，当初步判断结果与水平度传感器、位置传感器的检测结果相悖时，提醒操作人员对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准，提高了对监控摄像头水平度及位置监测得准确度，保证了被监测设备的正常运转；并能够及时地对监控摄像头水平度及位置进行反馈调节，形成简单合理的自组网系统，数据传输迅速，降低了系统设计复杂度，值得被推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例中监控区域摄像头自组网系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中摄像装置与被监测设备的安装状态俯视图；
图3是本发明实施例中被监测设备在监控画面中出现偏转的一种情形下的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、2所示，本实施例提供一种技术方案：一种监控区域摄像头自组网系统，包括第一以太网关、摄像装置、第二以太网关、摄像头位置调节装置、现场总线网关、摄像头位置检测装置、控制终端连接器、控制终端与中央网关。
在本实施例中，所述第一以太网关与摄像装置通过以太网实现通信连接，所述摄像装置用于对被监测设备从多个角度进行实时监测，并将监测画面数据传输至所述第一以太网关；作为更具体的，所述摄像装置包括安装在被监测设备的前后左右的监控摄像头、监控数据处理器，四个所述监控摄像头规格一致，分别安装在被监测设备的前后左右，从俯视角度上看，被监测设备处于四个所述监控摄像头的中心处，且四个所述监控摄像头所在安装平面在俯视角度上构成正方形，四个所述监控摄像头的镜头距被监测设备的距离相同，用于保证被监测设备的被监测特征在四个监控画面中保证相同的比例大小，所述监控数据处理器用于对各监控摄像头获取的监测画面数据进行处理，对各监控摄像头的水平度及位置进行初级判断，进而起到对后续摄像头位置检测装置获取的摄像头位置检测结果的辅助判定作用，在所述监控数据处理器对监测画面数据进行处理后，将数据发送至第一以太网关。所述安装在被监测设备的前后左右的监控摄像头、监控数据处理器通过所述第一以太网关与所述中央网关实现通信连接，将监测画面数据传输至所述中央网关中。
在本实施例中，监测画面数据及监控数据处理器的初级判断数据记为第一类数据。
在本实施例中，所述摄像头位置检测装置包括水平度传感器、位置传感器，所述水平度传感器的数量为四个，四个所述水平度传感器分别安装在各所述监控摄像头上的指定位置，用于实时检测各所述监控摄像头的水平度数值，所述位置传感器的数量同样也为四个，四个所述位置传感器同样分别安装在所述监控摄像头上的指定位置，用于实时检测各所述监控摄像头的竖直高度数值；作为更具体的，所述水平度传感器为常规的水平度传感器，安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，将所述监控摄像头的水平度模拟数据转换成数字数据，然后将水平度数字数据传输至所述现场总线网关，所述位置传感器采用红外激光测距仪，所述激光测距仪包括激光发射头与反射板，所述激光发射头安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，所述反射板安装在所述监控摄像头上方或下方的指定平面上，需要说明的是，在所述激光发射头安装在所述监控摄像头的上端面时，所述反射板安装在所述监控摄像头上方指定平面上，各所述监控摄像头对应的各反射板安装在同一指定平面上，方便后续数据比对处理，在所述激光发射头安装在所述监控摄像头的下端面时，所述反射板安装在所述监控摄像头下方指定平面上，各所述监控摄像头对应的各反射板安装在同一指定平面上，同样也是方便后续数据比对处理，所述激光发射头实时采集到所述反射板的位置模拟数据（反射板是固定不动的，因此位置变化实质上就是激光发射头的位置变化，也即监控摄像头的位置变化）后，将位置模拟数据转换成数字数据，再将位置数字数据传输至现场总线网关。所述水平度传感器、位置传感器均通过所述现场总线网关与所述中央网关实现通信连接，将水平度数字数据、位置数字数据传输至所述中央网关中。
在本实施例中，各所述监控摄像头均安装在对应竖直定位轴上，只可能发生水平度和高度变动，水平位置不会改变。
在本实施例中，所述水平度数字数据、位置数字数据记为第二类数据；
在本实施例中，所述摄像头位置调节装置包括调节设备与调节量反馈传感器，所述调节设备包括水平度调节机构与位置调节机构，所述水平度调节机构用于调节所述监控摄像头的水平度，所述位置调节机构用于所述监控摄像头的调节竖直高度，所述调节量反馈传感器用于对水平度调节机构与位置调节机构的调节量进行测量，并将调节量数据通过所述第二以太网关传输至所述中央网关中，所述水平度调节机构与位置调节机构均与所述第二以太网关通信连接。
在本实施例中，所述调节量数据记为第三类数据；
在本实施例中，所述中央网关分别与所述第一以太网关、第二以太网关、现场总线网关、控制终端连接器通信连接；所述中央网关用于接收所述第一以太网关的第一类数据、所述第二以太网关的第三类数据与所述现场总线网关的第二类数据，并根据预设通信协议以及数据时间戳将所述第一类数据、第二类数据、第三类数据进行报文重组帧得到汇总数据，并将所述汇总数据发送至所述控制终端连接器，同时用于接受所述控制终端连接器转发的第一控制指令、第二控制指令，并将第一控制指令、第二控制指令发送至所述调节设备及所述监控摄像头。作为更具体的，所述中央网关内集成协议转换芯片，能够进行以太网协议、现场总线协议与移动通信协议的转换。
在本实施例中，所述控制终端连接器包括第一移动通信网关，所述控制终端连接器通过所述第一移动通信网关与外部的控制终端通信连接或者通过所述第一移动通信网关与所述中央网关通信连接。作为更具体的，所述外部的控制终端与所述控制终端连接器连接，所述外部的控制终端包括手持式移动端、平板电脑等，需内置或安装移动通信芯片，所述控制终端中内置第二移动通信网关，所述第一移动通信网关与所述第二移动通信网关通信连接。
在本实施例中，所述控制终端连接器还与云控制平台通信连接，所述第一控制指令、第二控制指令可由所述控制终端或者所述云控制平台下发，具体下发端选择根据实际应用设置。
在本实施例中，所述监控数据处理器的具体处理过程如下：
S101：对被监测设备的被监测特征进行目标识别，获取被监测特征的轮廓线信息L；
S102:从轮廓线信息中获取各特征点位的二维坐标信息（x，y）；
S103:计算各特征点位到指定当前帧画面边缘的距离值J1；
S104：将距离值J1与对应图片模板中各特征点位到指定当前帧画面边缘的距离值Jd进行比较，获取监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，并将初步判断传输至控制终端或云控制平台。初步判断主要起到了辅助判定的作用，当初步判断结果与水平度传感器、位置传感器的检测结果相悖时，提醒操作人员对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准。
如图3所示，在本实施例中，作为示例的，被监测设备的特征点位为A、B、C，其中，A、B为水平度判断点，C为位置（高度）判断点，是图片模板的被监测设备中的几何中心点，当所述监控摄像头的水平度发生变化时，位置未变化时，A、B在监控画面中变为A1、B1，发生了水平偏转，此时计算A1、B1到当前帧画面的左侧边缘和下侧边缘的距离值，分别为线段J1Ax、J1Bx、J1Ay、J1By，根据线段J1Ax、J1Bx、J1Ay、J1By的长度与对应图片模板中A、B特征点位到对对应当前帧画面边缘的距离值Jd进行比较，可以获得被监测设备在监控画面中的偏转方向，也即对应监控摄像头的水平度变化方向。
在本实施例中，当前帧画面为同一时刻下四个所述监控摄像头获取的四个角度的监控画面，图片模板为由四个所述监控摄像头获取的对应当前帧画面中被监测设备相同运行状态下的四个角度的标准监控图片（即各特征点处于正确位置）。被监测设备包括三种运动状态，第一种为开机状态下的第一位置，第二种为开机状态下的第二位置，第三种为关机状态。
在本实施例中，对所述摄像头水平度及位置进行调节的过程如下：
S201：先获取与当前帧画面同时刻的各个水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值；
S202：将步骤S201中获取的水平度数值及竖直高度数值在所述与设定的水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值进行比较，获得水平度传感器、位置传感器的检测结果；
S203：将水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果联合判断，当水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果相符时，控制调节设备对监控摄像头的水平度及位置进行调整，不相符时，则对操作人员进行预警，对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准。
综上所述，上述实施例的监控区域摄像头自组网系统，通过设置的摄像装置，能够对监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，当初步判断结果与水平度传感器、位置传感器的检测结果相悖时，提醒操作人员对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准，提高了对监控摄像头水平度及位置监测得准确度，保证了被监测设备的正常运转；并能够及时地对监控摄像头水平度及位置进行反馈调节，形成简单合理的自组网系统，数据传输迅速，降低了系统设计复杂度，值得被推广使用。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：包括第一以太网关、摄像装置、第二以太网关、摄像头位置调节装置、现场总线网关、摄像头位置检测装置、控制终端连接器、控制终端与中央网关；
所述摄像装置，包括安装在被监测设备的前后左右的监控摄像头、监控数据处理器，所述监控摄像头、监控数据处理器均通过所述第一以太网关与所述中央网关通信连接；
所述摄像头位置检测装置，包括安装在所述监控摄像头上的水平度传感器、位置传感器，所述水平度传感器、位置传感器均通过所述现场总线网关与所述中央网关通信连接；
所述摄像头位置调节装置，包括用于调节所述监控摄像头的水平度及位置的调节设备与调节量反馈传感器，所述调节设备与调节量反馈传感器均通过所述第二以太网关与所述中央网关通信连接；
所述控制终端通过所述控制终端连接器与所述中央网关通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述监控摄像头用于从四个角度对处于四个所述监控摄像头的中心处的被监测设备进行实时监测，并将监测画面数据传输至所述监控数据处理器中进行处理，处理后通过所述第一以太网关发送至所述中央网关。
3.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述水平度传感器安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，将所述监控摄像头的水平度模拟数据转换成数字数据，然后将水平度数字数据传输至所述现场总线网关。
4.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述位置传感器采用红外激光测距仪，所述激光测距仪包括激光发射头与反射板，所述激光发射头安装在所述监控摄像头的上端面或者下端面，所述反射板安装在所述监控摄像头上方或下方的指定平面上，所述激光发射头实时采集到所述反射板的位置模拟数据后，将位置模拟数据转换成数字数据，再将位置数字数据传输至现场总线网关。
5.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述调节设备包括水平度调节机构与位置调节机构，所述水平度调节机构用于调节所述监控摄像头的水平度，所述位置调节机构用于所述监控摄像头的调节竖直高度，所述调节量反馈传感器用于对水平度调节机构与位置调节机构的调节量进行测量，并将调节量数据通过所述第二以太网关传输至所述中央网关中。
6.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述控制终端连接器包括第一移动通信网关，所述控制终端连接器通过所述第一移动通信网关与控制终端通信连接或者与所述中央网关通信连接，所述控制终端中内置第二移动通信网关，所述第一移动通信网关与所述第二移动通信网关通信连接。
7.根据权利要求1所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述监控区域摄像头自组网系统还包括云控制平台，所述控制终端连接器还云控制平台通信连接。
8.根据权利要求7所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述监控数据处理器的具体处理过程如下：
S101：对被监测设备的被监测特征进行目标识别，获取被监测特征的轮廓线信息L；
S102:从轮廓线信息中获取各特征点位的二维坐标信息（x，y）；
S103:计算各特征点位到指定当前帧画面边缘的各个距离值J1；
S104：将各个距离值J1与对应图片模板中各特征点位到指定当前帧画面边缘的各个距离值Jd进行比较，获取监控摄像头的水平度和位置进行初步判断，并将初步判断传输至控制终端或云控制平台。
9.根据权利要求8所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：当前帧画面为同一时刻下四个所述监控摄像头获取的四个角度的监控画面，图片模板为由四个所述监控摄像头获取的对应当前帧画面中被监测设备相同运行状态下的四个角度的标准监控图片。
10.根据权利要求9所述的一种监控区域摄像头自组网系统，其特征在于：所述监控区域摄像头自组网系统对所述摄像头水平度及位置进行调节的过程如下：
S201：先获取与当前帧画面同时刻的各个水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值；
S202：将步骤S201中获取的水平度数值及竖直高度数值与设定的水平度传感器、位置传感器的水平度数值及竖直高度数值进行比较，获得水平度传感器、位置传感器的检测结果；
S203：将水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果联合判断，当水平度传感器、位置传感器的检测结果与初步判断结果相符时，控制调节设备对监控摄像头的水平度及位置进行调整，不相符时，则对操作人员进行预警，对水平度传感器、位置传感器或监控摄像头的位置进行校准。
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