CN115767274B - 一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器 - Google Patents
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Abstract
一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,属于婴儿监视技术领域,为解决现有的自动追踪摄像头在使用的时候延迟滞后性较高,难以保证被追踪对象始终处于拍摄区域的中心,进而在进行放大观看的时候,当被监视的婴儿运动的过程中会离开放大区域的范围的问题;本发明通过运动目标位移量获取模块在两个时间节点对目标位移量进行计算,点阵坐标系建立模块坐标系,坐标系原点为运动目标在第一个时间节点的位置,A点为第二个时间节点运动目标的实际位置,通过目标追踪单元控制监视器使得监视角度进行调节,通过横向和纵向调节使婴儿的位置为监视器和显示器的中间位置,便于进行放大观看。
Description
技术领域
本发明涉及婴儿监视技术领域,特别涉及一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器。
背景技术
婴儿监视器,也叫婴儿监护器,属于无线家庭安全防护系统,由看护器和显示器两部分组成,在宝宝的房间中放置看护器,即可以通过显示器随时监护到宝宝的安全。
由于房间内死角过多,当婴儿超过八个月后具备爬行能力后很容易走出监控的死角,现有的自动追踪摄像头在使用的时候延迟滞后性较高,难以保证被追踪对象始终处于拍摄区域的中心,进而在进行放大观看的时候,当被监视的婴儿运动的过程中会离开放大区域的范围。
为解决上述问题。为此,提出一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,解决了背景技术中现有的自动追踪摄像头在使用的时候延迟滞后性较高,难以保证被追踪对象始终处于拍摄区域的中心,进而在进行放大观看的时候,当被监视的婴儿运动的过程中会离开放大区域的范围的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,包括监视系统和监视器,监视系统包括视觉追踪单元、目标定位模块和目标追踪单元,目标追踪单元用于控制监视器对目标进行追踪,视觉追踪单元包括运动目标检测模块、运动目标提取模块、运动目标识别模块和运动目标锁定模块,运动目标检测模块用于检测所有的运动目标,运动目标提取模块用于对所有运动目标要素进行提取,运动目标识别模块用于对提取的运动目标要素进行识别,运动目标锁定模块用于对被检测目标进行锁定;
目标定位模块包括运动目标位移量获取模块、点阵坐标系建立模块和位移量阈值判断模块,通过实时检测目标在运动过程中的位置偏移量,点阵坐标系建立模块用于建立坐标系,坐标原点为角度未调节之前摄像头拍摄区域的中心点,位移量阈值判断模块用于判断是否需要在目标移动后进行监视角度调节。
进一步地,监视器包括监视组件、升降组件、驱动组件、移动组件和限位组件,升降组件位于监视组件的中部,驱动组件、移动组件和限位组件位于监视组件的下方。
进一步地,监视组件包括安装板以及转动连接在安装板上方的转动板,转动板的顶部两侧均固定连接有固定架,两组所述的固定架之间设置有摄像头,摄像头的外壁上固定连接有绞轴,绞轴与固定架转动连接。
进一步地,升降组件包括安装在转动板顶部的外圈,外圈的内壁上均匀分布有滑槽,外圈的内部设置有倾斜板,且倾斜板具有一定的倾斜度,倾斜板的外壁上均匀分布有滑块,且滑块滑动连接在滑槽的内部,倾斜板的顶部固定连接有升降杆,升降杆的一侧设有啮合槽,绞轴上位于固定架内侧固定连接有啮合轮,且啮合轮与啮合槽啮合连接。
进一步地,外圈的内部转动连接有转动盘,转动盘的横截面为梯形,转动盘的顶部端面与倾斜板的底部相对应,转动板的中间通过第二轴承转动连接有第二传动轴,第二传动轴的顶部与转动盘的底部中心位置固定连接,第二传动轴的底部贯穿安装板并向下延伸。
进一步地,转动板的外缘下方设置有齿槽,安装板的内部靠近边缘的位置通过第一轴承转动连接有第一传动轴,第一传动轴的顶部固定连接有第一直齿轮,且第一直齿轮与齿槽啮合连接,第一传动轴的底部贯穿安装板并向下延伸。
进一步地,驱动组件包括安装在安装板底部的双头电机,双头电机的两侧输出端均固定连接有限位传动轴,两组所述的限位传动轴上均滑动连接有滑动杆,两组所述的滑动杆的另一端分别固定连接有第一端面齿轮和第二端面齿轮。
进一步地,驱动组件还包括分别固定连接在第一传动轴和第二传动轴另一端的第一斜齿轮和第二斜齿轮,且第一斜齿轮与第一端面齿轮相对应,第二端面齿轮与第二斜齿轮相对应,驱动组件还包括设置在安装板底部的限位槽,限位槽内滑动连接有限位块,限位块底部固定连接有移动支架,移动支架的两端均转动连接有转动环,且转动环与两组所述的滑动杆固定连接。
进一步地,移动组件包括固定连接在安装板底部的电动机,电动机的一侧设置有减速箱,减速箱上设置有转盘,转盘的顶部靠近边缘的位置固定连接有偏心轴,移动组件还包括固定连接在移动支架一侧的导向板,导向板上设置有与偏心轴相对应的导向槽。
进一步地,限位组件包括固定连接在安装板底部的固定座,固定座上滑动连接有滑杆,滑杆的一端固定连接有限位杆,第二端面齿轮一侧固定连接有与限位杆对应的凸块,滑杆的外缘位于固定座和限位杆之间设有弹簧,监视器还包括设置在转动板底部的环形槽,转动板的底部位于环形槽的内侧均匀分布有锁定槽,安装板的内部通过转动轴转动连接有转动块,滑杆的一端与转动块活动连接,转动块的另一端固定连接有锁定块。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明提供的一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,通过运动目标位移量获取模块在两个时间节点对目标位移量进行计算,点阵坐标系建立模块坐标系,坐标系原点为运动目标在第一个时间节点的位置,A点为第二个时间节点运动目标的实际位置,通过目标追踪单元控制监视器使得监视角度进行调节,通过横向和纵向调节使婴儿的位置为监视器和显示器的中间位置,智能程度高,便于进行放大观看。
2.本发明提供的一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,电动机使第一端面齿轮与第一斜齿轮处于啮合状态,启动双头电机带动转动板及摄像头发生横向的角度调节,使得A点位于坐标轴上A’处,随后再次通过电动机使得第二端面齿轮和第二斜齿轮相啮合,启动双头电机使得摄像头发生纵向转动,使调整后的A点位于坐标轴A”处,即原点处,实现了分步骤的对摄像头的角度进行调节。
附图说明
图1为本发明的拓普图;
图2为本发明的监视系统模块图;
图3为本发明的视觉追踪单元模块图;
图4为本发明的目标定位单元模块图;
图5为本发明的点阵坐标系结构图;
图6为本发明的监视器结构示意图;
图7为本发明的监视组件结构示意图;
图8为本发明的升降组件结构示意图;
图9为本发明的升降组件结构爆炸图;
图10为本发明的限位槽结构示意图;
图11为本发明的驱动组件、移动组件和限位组件结构示意图;
图12为本发明的驱动组件结构示意图;
图13为本发明的驱动组件结构爆炸图;
图14为本发明的移动组件结构示意图;
图15为本发明的限位组件结构示意图。
图中:1、监视系统;11、视觉追踪单元;111、运动目标检测模块;112、运动目标提取模块;113、运动目标识别模块;114、运动目标锁定模块;12、目标定位模块;121、运动目标位移量获取模块;122、点阵坐标系建立模块;123、位移量阈值判断模块;13、目标追踪单元;2、监视器;21、监视组件;211、安装板;212、转动板;2121、齿槽;2122、第一轴承;2123、第一传动轴;2124、第一直齿轮;213、固定架;214、绞轴;2141、啮合轮;215、摄像头;22、升降组件;221、外圈;222、滑槽;223、倾斜板;224、滑块;225、升降杆;226、啮合槽;227、转动盘;228、第二轴承;229、第二传动轴;23、驱动组件;231、双头电机;232、限位传动轴;233、滑动杆;234、第一端面齿轮;235、第一斜齿轮;236、第二端面齿轮;237、第二斜齿轮;238、移动支架;2381、限位块;2382、限位槽;239、转动环;24、移动组件;241、电动机;242、减速箱;243、转盘;244、偏心轴;245、导向板;246、导向槽;25、限位组件;251、环形槽;252、锁定槽;253、固定座;254、滑杆;255、限位杆;256、弹簧;257、转动轴;258、转动块;259、锁定块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有的自动追踪摄像头在使用的时候延迟滞后性较高,难以保证被追踪对象始终处于拍摄区域的中心,进而在进行放大观看的时候,当被监视的婴儿运动的过程中会离开放大区域的技术问题,如图1-图5所示,提供以下优选技术方案:
一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,包括监视系统1和监视器2,监视系统1包括视觉追踪单元11、目标定位模块12和目标追踪单元13,目标追踪单元13用于控制监视器2对目标进行追踪,视觉追踪单元11包括运动目标检测模块111、运动目标提取模块112、运动目标识别模块113和运动目标锁定模块114,运动目标检测模块111用于检测所有的运动目标,运动目标提取模块112用于对所有运动目标要素进行提取,运动目标识别模块113用于对提取的运动目标要素进行识别,运动目标锁定模块114用于对被检测目标进行锁定;
目标定位模块12包括运动目标位移量获取模块121、点阵坐标系建立模块122和位移量阈值判断模块123,通过实时检测目标在运动过程中的位置偏移量,点阵坐标系建立模块122用于建立坐标系,坐标原点为角度未调节之前摄像头拍摄区域的中心点,位移量阈值判断模块123用于判断是否需要在目标移动后进行监视角度调节。
具体的,如图1所示,监视器2用于对婴儿进行监控,监控画面通过网络传输到显示器或者移动终端上,监视系统1用于控制监视器2的角度调节,同时监视器2实时的为监视系统1提供婴儿的位置,以便监控婴儿的画面位于显示器和移动终端屏幕的中间位置,通过运动目标检测模块111检测出所有移动的目标,并通过运动目标提取模块112对所有目标进行提取,通过运动目标识别模块113进行识别后通过运动目标锁定模块114进行目标锁定,目标锁定后,通过运动目标位移量获取模块121在两个时间节点对目标位移量进行计算,点阵坐标系建立模块122建立如图5所示的坐标系,坐标系原点为运动目标在第一个时间节点的位置,A点为第二个时间节点运动目标的实际位置,通过目标追踪单元13控制监视器2使得监视角度进行调节,调节的第一步是横向调整,使调整后A点位于坐标轴上A’处,随后纵向调整监视角度,使调整后的A点位于坐标轴A”处,即原点处,此时运动目标的位置为监视器2和显示器的中间位置。
为了方便对摄像头角度分步骤进行横向以及纵向调节的技术问题,如图6-图15所示,提供以下优选技术方案:
监视器2包括监视组件21、升降组件22、驱动组件23、移动组件24和限位组件25,升降组件22位于监视组件21的中部,驱动组件23、移动组件24和限位组件25位于监视组件21的下方。
监视组件21包括安装板211以及转动连接在安装板211上方的转动板212,转动板212的顶部两侧均固定连接有固定架213,两组的固定架213之间设置有摄像头215,摄像头215的外壁上固定连接有绞轴214,绞轴214与固定架213转动连接。
升降组件22包括安装在转动板212顶部的外圈221,外圈221的内壁上均匀分布有滑槽222,外圈221的内部设置有倾斜板223,且倾斜板223具有一定的倾斜度,倾斜板223的外壁上均匀分布有滑块224,且滑块224滑动连接在滑槽222的内部,倾斜板223的顶部固定连接有升降杆225,升降杆225的一侧设有啮合槽226,绞轴214上位于固定架213内侧固定连接有啮合轮2141,且啮合轮2141与啮合槽226啮合连接。
外圈221的内部转动连接有转动盘227,转动盘227的横截面为梯形,转动盘227的顶部端面与倾斜板223的底部相对应,转动板212的中间通过第二轴承228转动连接有第二传动轴229,第二传动轴229的顶部与转动盘227的底部中心位置固定连接,第二传动轴229的底部贯穿安装板211并向下延伸,第二传动轴229转动的时候会带动转动盘227在外圈221的内部转动,转动盘227转动的时候会使得倾斜板223向上运动,倾斜板223向上运动的时候通过升降杆225和啮合槽226啮合啮合轮2141使得摄像头215发生纵向转动。
转动板212的外缘下方设置有齿槽2121,安装板211的内部靠近边缘的位置通过第一轴承2122转动连接有第一传动轴2123,第一传动轴2123的顶部固定连接有第一直齿轮2124,且第一直齿轮2124与齿槽2121啮合连接,第一传动轴2123的底部贯穿安装板211并向下延伸,第一传动轴2123转动的时候带动第一直齿轮2124转动,第一直齿轮2124转动的时候啮合齿槽2121可带动转动板212以及转动板212上方的摄像头215发生横向的转动。
驱动组件23包括安装在安装板211底部的双头电机231,双头电机231的两侧输出端均固定连接有限位传动轴232,两组的限位传动轴232上均滑动连接有滑动杆233,两组的滑动杆233的另一端分别固定连接有第一端面齿轮234和第二端面齿轮236。
驱动组件23还包括分别固定连接在第一传动轴2123和第二传动轴229另一端的第一斜齿轮235和第二斜齿轮237,且第一斜齿轮235与第一端面齿轮234相对应,第二端面齿轮236与第二斜齿轮237相对应,驱动组件23还包括设置在安装板211底部的限位槽2382,限位槽2382内滑动连接有限位块2381,限位块2381底部固定连接有移动支架238,移动支架238的两端均转动连接有转动环239,且转动环239与两组的滑动杆233固定连接。
移动组件24包括固定连接在安装板211底部的电动机241,电动机241的一侧设置有减速箱242,减速箱242上设置有转盘243,转盘243的顶部靠近边缘的位置固定连接有偏心轴244,移动组件24还包括固定连接在移动支架238一侧的导向板245,导向板245上设置有与偏心轴244相对应的导向槽246,电动机241启动的时候通过减速箱242带动转盘243转动,转盘243上的偏心轴244配合导向板245以及导向槽246可使得移动支架238移动,移动支架238移动的时候通过转动环239带动滑动杆233在限位传动轴232上滑动,进而可改变第一端面齿轮234和第一斜齿轮235以及第一斜齿轮235和第二端面齿轮236之间的啮合状态。
限位组件25包括固定连接在安装板211底部的固定座253,固定座253上滑动连接有滑杆254,滑杆254的一端固定连接有限位杆255,第二端面齿轮236一侧固定连接有与限位杆255对应的凸块,滑杆254的外缘位于固定座253和限位杆255之间设有弹簧256,监视器2还包括设置在转动板212底部的环形槽251,转动板212的底部位于环形槽251的内侧均匀分布有锁定槽252,安装板211的内部通过转动轴257转动连接有转动块258,滑杆254的一端与转动块258活动连接,转动块258的另一端固定连接有锁定块259,通过移动组件24使移动支架238向第二斜齿轮237一侧运动的时候,第二端面齿轮236与第二斜齿轮237啮合,在第二端面齿轮236移动的过程中,第二端面齿轮236一侧的凸块使得滑杆254在固定座253上滑动,最终使得转动块258围绕转动轴257转动,锁定块259插进锁定槽252内进行限位。
具体的,在监视系统1对监视器2进行调控的时候,首先启动电动机241使得转盘243转动,直至导向板245带动移动支架238向第一斜齿轮235的一侧运动,使得第一端面齿轮234与第一斜齿轮235处于啮合状态,此时启动双头电机231,双头电机231通过限位传动轴232、滑动杆233、第一端面齿轮234带动第一斜齿轮235和第一传动轴2123转动,继而可通过第一直齿轮2124、齿槽2121带动转动板212及摄像头215发生横向的角度调节,使得A点位于坐标轴上A’处,随后再次通过电动机241使得移动支架238向第二斜齿轮237一侧运动,使得第二端面齿轮236和第二斜齿轮237相啮合,启动双头电机231,双头电机231带动第二斜齿轮237和第二传动轴229转动,第二传动轴229转动的时候会带动转动盘227在外圈221的内部转动,转动盘227转动的时候会使得倾斜板223向上运动,倾斜板223向上运动的时候通过升降杆225和啮合槽226啮合啮合轮2141使得摄像头215发生纵向转动,使调整后的A点位于坐标轴A”处,即原点处。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种具有智能视觉追踪监视功能的婴儿监视器,包括监视系统(1)和监视器(2),其特征在于:监视系统(1)包括视觉追踪单元(11)、目标定位模块(12)和目标追踪单元(13),目标追踪单元(13)用于控制监视器(2)对目标进行追踪,视觉追踪单元(11)包括运动目标检测模块(111)、运动目标提取模块(112)、运动目标识别模块(113)和运动目标锁定模块(114),运动目标检测模块(111)用于检测所有的运动目标,运动目标提取模块(112)用于对所有运动目标要素进行提取,运动目标识别模块(113)用于对提取的运动目标要素进行识别,运动目标锁定模块(114)用于对被检测目标进行锁定;
目标定位模块(12)包括运动目标位移量获取模块(121)、点阵坐标系建立模块(122)和位移量阈值判断模块(123),通过实时检测目标在运动过程中的位置偏移量,点阵坐标系建立模块(122)用于建立坐标系,坐标原点为角度未调节之前摄像头拍摄区域的中心点,位移量阈值判断模块(123)用于判断是否需要在目标移动后进行监视角度调节;点阵坐标系建立模块(122)建立坐标系,坐标系原点为运动目标在第一个时间节点的位置,A点为第二个时间节点运动目标的实际位置,通过目标追踪单元(13)控制监视器(2)使得监视角度进行调节,调节的第一步是横向调整,使调整后A点位于坐标轴上A’处,随后纵向调整监视角度,使调整后的A点位于坐标轴A”处,即原点处,此时运动目标的位置为监视器(2)和显示器的中间位置;
监视器(2)包括监视组件(21)、升降组件(22)、驱动组件(23)、移动组件(24)和限位组件(25),升降组件(22)位于监视组件(21)的中部,驱动组件(23)、移动组件(24)和限位组件(25)位于监视组件(21)的下方;
监视组件(21)包括安装板(211)以及转动连接在安装板(211)上方的转动板(212),转动板(212)的顶部两侧均固定连接有固定架(213),两组所述的固定架(213)之间设置有摄像头(215),摄像头(215)的外壁上固定连接有绞轴(214),绞轴(214)与固定架(213)转动连接;
升降组件(22)包括安装在转动板(212)顶部的外圈(221),外圈(221)的内壁上均匀分布有滑槽(222),外圈(221)的内部设置有倾斜板(223),且倾斜板(223)具有一定的倾斜度,倾斜板(223)的外壁上均匀分布有滑块(224),且滑块(224)滑动连接在滑槽(222)的内部,倾斜板(223)的顶部固定连接有升降杆(225),升降杆(225)的一侧设有啮合槽(226),绞轴(214)上位于固定架(213)内侧固定连接有啮合轮(2141),且啮合轮(2141)与啮合槽(226)啮合连接;
外圈(221)的内部转动连接有转动盘(227),转动盘(227)的横截面为梯形,转动盘(227)的顶部端面与倾斜板(223)的底部相对应,转动板(212)的中间通过第二轴承(228)转动连接有第二传动轴(229),第二传动轴(229)的顶部与转动盘(227)的底部中心位置固定连接,第二传动轴(229)的底部贯穿安装板(211)并向下延伸;
转动板(212)的外缘下方设置有齿槽(2121),安装板(211)的内部靠近边缘的位置通过第一轴承(2122)转动连接有第一传动轴(2123),第一传动轴(2123)的顶部固定连接有第一直齿轮(2124),且第一直齿轮(2124)与齿槽(2121)啮合连接,第一传动轴(2123)的底部贯穿安装板(211)并向下延伸;
驱动组件(23)包括安装在安装板(211)底部的双头电机(231),双头电机(231)的两侧输出端均固定连接有限位传动轴(232),两组所述的限位传动轴(232)上均滑动连接有滑动杆(233),两组所述的滑动杆(233)的另一端分别固定连接有第一端面齿轮(234)和第二端面齿轮(236);
驱动组件(23)还包括分别固定连接在第一传动轴(2123)和第二传动轴(229)另一端的第一斜齿轮(235)和第二斜齿轮(237),且第一斜齿轮(235)与第一端面齿轮(234)相对应,第二端面齿轮(236)与第二斜齿轮(237)相对应,驱动组件(23)还包括设置在安装板(211)底部的限位槽(2382),限位槽(2382)内滑动连接有限位块(2381),限位块(2381)底部固定连接有移动支架(238),移动支架(238)的两端均转动连接有转动环(239),且转动环(239)与两组所述的滑动杆(233)固定连接;
限位组件(25)包括固定连接在安装板(211)底部的固定座(253),固定座(253)上滑动连接有滑杆(254),滑杆(254)的一端固定连接有限位杆(255),第二端面齿轮(236)一侧固定连接有与限位杆(255)对应的凸块,滑杆(254)的外缘位于固定座(253)和限位杆(255)之间设有弹簧(256),监视器(2)还包括设置在转动板(212)底部的环形槽(251),转动板(212)的底部位于环形槽(251)的内侧均匀分布有锁定槽(252),安装板(211)的内部通过转动轴(257)转动连接有转动块(258),滑杆(254)的一端与转动块(258)活动连接,转动块(258)的另一端固定连接有锁定块(259);
移动组件(24)包括固定连接在安装板(211)底部的电动机(241),电动机(241)的一侧设置有减速箱(242),减速箱(242)上设置有转盘(243),转盘(243)的顶部靠近边缘的位置固定连接有偏心轴(244),移动组件(24)还包括固定连接在移动支架(238)一侧的导向板(245),导向板(245)上设置有与偏心轴(244)相对应的导向槽(246);
监视系统(1)对监视器(2)进行调控时,首先启动电动机(241)使得转盘(243)转动,直至导向板(245)带动移动支架(238)向第一斜齿轮(235)的一侧运动,使得第一端面齿轮(234)与第一斜齿轮(235)处于啮合状态,此时启动双头电机(231),双头电机(231)通过限位传动轴(232)、滑动杆(233)、第一端面齿轮(234)带动第一斜齿轮(235)和第一传动轴(2123)转动,继而可通过第一直齿轮(2124)、齿槽(2121)带动转动板(212)及摄像头(215)发生横向的角度调节,使得A点位于坐标轴上A’处,随后再次通过电动机(241)使得移动支架(238)向第二斜齿轮(237)一侧运动,使得第二端面齿轮(236)和第二斜齿轮(237)相啮合,启动双头电机(231),双头电机(231)带动第二斜齿轮(237)和第二传动轴(229)转动,第二传动轴(229)转动的时候会带动转动盘(227)在外圈(221)的内部转动,转动盘(227)转动的时候会使得倾斜板(223)向上运动,倾斜板(223)向上运动的时候通过升降杆(225)和啮合槽(226)啮合啮合轮(2141)使得摄像头(215)发生纵向转动,使调整后的A点位于坐标轴A”处,即原点处。
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