CN1176528C - 利用移动可视电话的远程监控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开的是一种远程监控装置，包括：位于用户位置的用于远程监控的控制/监控单元；带有拍摄目标的摄影机的移动通信终端，用于执行呼叫业务和图像处理/发送业务，这些业务包括用摄影机拍摄目标的操作；和位于要监控的远处的并具有安装在动态支持器本身上的移动通信终端的动态支持器，用于在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到所安装的移动通信终端的姿势/位置控制命令的时候，控制所安装的移动通信终端的姿势和动态支持器本身的位置移动。

Description

利用移动可视电话的远程监控装置
                         技术领域
本发明总地涉及一种远程监控系统，特别涉及一种用于利用移动可视电话执行远程监控的装置。
                         背景技术
在传统远程监控系统中，摄像机安装在一个远程放置的可摇动和倾斜的支架上，它被有线地控制或由在有限半径内的遥控器无线地控制。由安装在可摇动和倾斜的支架上的摄像机拍摄的远处的图像通过线路发送到诸如计算机的监控终端。
然而，传统的远程监控系统在将摄像机安装在一个远程放置的可摇动和倾斜的支架上方面花费很大并需要许多附加的设备用于控制远处放置的摄像机。另外，监控终端通过有线连接到摄像机以便用户通过监控终端观看由摄像机拍摄的远处的图像。这使得安装和维护传统的远程监控系统很困难。而且，当通过传统的远程监控系统进行监控的远处的数量增加时，传统远程监控系统的规模不可接受地加大。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种用于利用移动可视电话执行远程监控的装置。
本发明的另一个目的在于提供一种远程监控装置，用于利用简单的设备便宜地执行远程监控和搜索。
为了实现上述目的和其他目的，这里提供了一种远程监控装置，包括：位于用户处的控制/监控单元，用于远程监控；带有对目标摄像的摄像机的移动通信终端，用于执行呼叫业务和图像处理/发送业务，这些业务包括用摄像机拍摄目标的操作；和动态支持器，位于要监控的远处并带有安装在动态支持器本身的移动通信终端，其包括控制器和移动模块，所述控制器用于在从控制/监控单元通过无线因特网和所安装的移动通信终端接收到对于所安装的移动通信终端的命令时，通过所述移动模块控制所安装的移动通信终端的姿势(posture)和动态支持器本身的位置移动。
本发明还提供一种远程监控装置，包括：用于远程监控的控制/监控单元；包括用于拍摄目标的摄影机单元的移动通信终端，用于执行呼叫业务和图像处理/发送业务，这些业务包括用摄影机单元拍摄目标的操作；和位于要监控的远处并具有安装在第一动态支持器上的移动通信终端的第一动态支持器，其包括控制器和移动模块，所述控制器用于在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到对所安装的移动通信终端的姿势/位置控制命令的时候以及在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到对独立摄影机的姿势/位置控制命令的时候，通过所述移动模块控制所安装的移动通信终端的姿势和第一动态支持器的位置移动，并用于按照本地无线通信方法向独立摄影机发送独立摄影机的姿势/位置控制命令。
                        附图说明
通过参照附图详细说明优选实施例，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是按照本发明的一个实施例的远程监控系统的示意图；
图2是按照本发明的一个实施例的示范性的移动可视电话的方框图；
图3是按照本发明的一个实施例的动态支持器的详细的方框图；
图4是按照本发明的一个实施例图解在动态支持器之间的本地(短距离)无线通信的示意图；和
图5是图解用于在远处安置的移动可视电话和监控系统之间的活动图像的实时通信的协议堆栈的图。
                       具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。在下面的说明中，未详细说明公知的功能或结构，因为它们会在不必要的细节上混淆本发明。
图1是按照本发明的一个实施例的远程监控系统的示意图。参见图1，移动可视电话10和16的每个具有摄像机并可以通过远程无线通信压缩和发送活动图像。安装在动态支持器20上的移动可视电话16是一个由用户携带的移动通信终端，用于拍摄和发送远处的点图像。安装在动态支持器26上的独立摄像机22被补充用于拍摄和发送远处的点图像。移动可视电话1 6和独立摄像机22之间利用安装在动态支持器20和26中的BluetoothTM模块(BT)30和40执行本地(短距离)的无线通信。在本发明的一个实施例中，BT 30作为主BT，BT 40作为从BT。
移动可视电话10或PC(个人计算机)12是用于远程监控的控制/监控单元，它通过无线因特网14控制移动可视电话16的姿势和动态支持器20的位置移动，并命令移动可视电话16拍摄和发送所期望的远处的静止或活动图像。另外，移动可视电话10或PC 12通过无线因特网14、移动可视电话16、连接器18、动态支持器20、BT 30和BT 40来控制独立摄像机22的姿势和动态支持器26的位置移动。独立摄像机22由移动可视电话10或PC 12通过无线因特网14、移动可视电话16、连接器18、动态支持器20、BT 30、BT 40和连接器24控制来拍摄和发送所期望的远处的静止或活动图像。而且，移动可视电话10或PC 12在其本身的显示器上显示由移动可视电话16拍摄的并随后通过无线因特网接收的远处的图像。
最好在无线因特网14中使用WAP(无线应用协议)，一种在无线环境中的网络访问协议。WAP是一个无线协议，它使得通过诸如移动电话的个人移动设备对有线因特网的访问能够进行，并且现在正在变成未来的IMT-2000系统的应用协议。根据通过WAP论坛定义的WAP规格的WAP编程模型和WAP协议堆栈对所属行业的技术人员而言是公知的。
连接器18是物理器件，它以物理方式连接移动可视电话16和动态支持器20以能够进行两者之间的通信。连接器24是物理器件，它以物理方式连接独立摄像机22和动态支持器26以能够进行两者之间的通信。
在从移动可视电话10或PC 12通过无线因特网14接收到用于控制移动可视电话16的姿势和动态支持器20的位置移动的命令时，移动可视电话16通过连接器18向动态支持器20发送接收到的命令。动态支持器20随后执行与所接收到的命令相对应的操作。另外，在从移动可视电话10或PC 12经由无线因特网14接收到命令去拍摄和发送期望的远处的静止或活动图像时，移动可视电话16执行与接收到的命令相对应的操作。而且，在从移动可视电话10或PC 12经由无线因特网14接收到命令去控制独立摄影机22的姿势和动态支持器26的位置移动时，移动可视电话16利用BT 30和BT 40通过本地无线通信向动态支持器26发送接收到的命令。动态支持器26随后执行与接收到的命令相对应的操作。
图2是图1中图解的移动可视电话10和16的示例的方框图，它包括用于拍摄目标的摄影机单元104。参见图2，控制器100控制移动可视电话10或16的整个操作，以用于执行包括语音呼叫功能和目标拍摄功能在内的各种多媒体功能。另外，当用户请求活动图像模式时，控制器100使编解码器(CODEC)102解压和解码从无线因特网接收的静止或活动图像数据。在摄影机模式中，控制器100使得CODEC 102压缩从摄影机单元104输出的JPEG(联合图像专家组)/MPEG(活动图像专家组)格式的静止或活动的图像数据，并将被压缩的数据发送给无线因特网14。第一存储器108存储用于控制移动可视电话10或16的整个操作的程序，并当在控制器100的控制下执行移动可视电话的整个操作时在其预定存储区域内存储数据输入和输出。
RF(无线频率)单元110包括高频处理部分、中频处理部分和基带处理部分。RF单元110在上述三个部分中逐步处理各种多媒体数据，这些数据包括通过天线ANT1从诸如无线因特网14的外部网络接收到的语音数据和静止/活动图像数据，从而产生了可以在控制器100中处理的基带信号。另外，RF单元110将由CODEC 102压缩的并从摄影机单元104输出的各种静止/活动图像数据调制为高频信号，并将此高频信号发送到无线因特网14。
在控制器100的控制下，音频单元112将通过麦克风MIC输入的语音信号调制成无线信号，并将通过RF单元110接收的无线信号解调为可听见的信号以通过扬声器SPK输出此可听见的信号。另外，音频部分112在移动图像模式下解调包括在从RF单元110接收到的静止/活动数据之内的无线音频信号，并通过SPK输出此解调的信号。按键输入单元114具有多个数字按键和多个功能按键，以用于活动图像业务和摄影机拍摄功能，并产生和向控制器100输出与由用户按下的按键相对应的按键数据。第一显示器包括黑白LCD(液晶显示)，以用于以通用呼叫模式按灰度等级显示各种关于移动可视电话的信息，并显示在按键输入单元114中产生的按键数据和控制器100的各种信息信号。第二显示器118包括用于显示活动图像的彩色TFT-LCD(薄膜晶体管-LCD)122和用于驱动彩色TFT-LCD 122的LCD驱动器124，以便在控制器100的控制下显示各种从CODEC 102输出的静止/活动图像数据，并以彩色的方式按照摄影模式或活动图像模式显示从摄影机单元104或无线因特网14接收到的静止/活动图像数据。
摄影机单元104捕获目标画面的图像，并将以摄影模式拍摄的目标画面图像处理成静止/活动图像数据以向CODEC 102提供此被处理的数据。更具体的说，目标画面图像通过透镜126被提供给CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器128。然后，CMOS传感器128将穿过透镜126的目标光信号转换为电子信号(拍摄的图像信号)，并执行摄影机功能，如曝光功能、灰度功能、增益控制功能、白幔(white valence)功能和彩色矩阵功能。ADC(模数转换器)130将从CMOS传感器128输出的被拍摄的图像信号转换为数字信号以向DSP(数字信号处理器)132输出此转换过的被拍摄的图像信号。DSP 132将转换过的被拍摄的图像信号处理成NTSC(全国电视系统委员会)或PAL(逐行倒相)图像信号。
在控制器100的控制下，CODEC 102转换以JPEG或MPEG格式从摄影机单元104产生的拍摄的图像信号(Y，C)，以便随后按照给定的比率压缩产生的信号，并解压和解码从无线因特网14接收到的被压缩的静止/活动图像数据以便随后将产生的信号提供给第二显示器118。从诸如无线因特网14的外部网络接收的静止/活动图像数据可以是从使用的相配终端接收到的静止/活动图像数据、从连接到移动转换中心(未示出)的网络服务器和图像内容服务器接收的各种VOD(视频点播)数据、或与用独立摄影机22或移动可视电话16拍摄的远处的点图像相对应的静止/活动图像数据。连接到CODEC 102的第二存储器136通常使用SRAM(静态随机存取存储器)来实现，并存储用于执行CODEC 102的各种操作的程序。第三存储器138通常使用快速擦写存储器来实现，并存储通过摄影机单元104的透镜126和无线因特网14接收到的图像数据的静止图像。
USB(通用串行接口)驱动器134和USB端口120被用于在移动可视电话16和动态支持器20之间的通信。具体来说，USB驱动器134按照USB标准转换与移动可视电话16的姿势控制命令和动态支持器20的位置控制命令相对应的数据，并以12Mbps的高速率或1.5Mbps的低速率发送/接收数据。USB端口120是用于电缆的连接端口，该电缆用来将从控制器100接收的数据发送到动态支持器20、并将通过连接器18接收的数据发送到控制器100。
图3是在其上安装了移动可视电话16的动态支持器20的详细框图。动态支持器20可按照移动可视电话16的姿势控制命令和动态支持器20本身的位置控制命令进行动态移动，这些命令通过连接器18从控制器100接收到。另外，动态支持器20通过BT 30向动态支持器26发送独立摄影机22的姿势控制命令和动态支持器26的位置控制命令，这些命令是通过连接器18由控制器100提供的。
参见图3，动态支持器20包括控制器200、第一电机驱动器202、第一电机204、固定面板206、第二电机驱动器210、第二电机212、移动装置214、接口218、按键输入单元220和BT 30。第一电机驱动器202、第一电机204和固定面板206形成一个模块208，以用于在控制器200的控制下控制移动可视电话16的姿势。第二电机驱动器210、第二电机212和移动装置214组成一个模块216，以用于在控制器200的控制下移动动态支持器20和26的位置。接口218用于通过连接器18和24与移动可视电话16通信，并包括与图2图解的移动可视电话16的USB驱动器134和USB端口120相对应的元件。按键输入单元220包括用于控制动态支持器20的按键。
BT 30具有天线ANT2，并在控制器200的控制下执行与动态支持器26的本地无线通信。如图1所示，在通过连接器18从移动可视电话16接收到独立摄影机22的姿势控制命令和动态支持器26的位置控制命令时，动态支持器20通过BT 30向安装了独立摄影机22的动态支持器26的BT 40发送这两个命令。
动态支持器26的结构与动态支持器20相同，除了在动态支持器26中使用的固定面板206具有适合于安装独立摄影机22而不是移动可视电话16的结构。另外，在独立摄影机22不具有活动图像压缩功能的情况下，最好控制器200另外具有用于活动图像压缩功能的图像处理功能或者动态支持器22具有用于执行活动图像压缩功能的附加器件。
控制器200按照经由连接器18和接口218接收的移动可视电话16的姿势控制命令和/或动态支持器20本身的位置控制命令驱动固定面板206和/或移动装置214。轮子是移动装置214的典型示例。
再次参见图1，移动可视电话16由连接器18和位于移动可视电话16的低端的连接端口与动态支持器20物理地相连接。这里，移动可视电话16的连接端口包括用于保证发送活动图像数据的足够的带宽的USB端口(即USB端口120)和能够确定移动可视电话20的电池是否充电以及移动可视电话20是否安装在动态支持器20上的现有的连接端口。如果USB端口和现有连接端口都连接到动态支持器20，则控制器200执行上面参见图3说明的操作。
另外，独立摄影机22通过用于向动态支持器26发送来自独立摄影机22的活动图像数据的USB端口物理地连接到动态支持器26。如果独立摄影机22通过USB端口与动态支持器26物理地相连接，则动态支持器26以给定的比率压缩从独立摄影机22接收的活动图像数据，并通过本地无线通信向动态支持器20发送此压缩过的活动图像数据。
独立摄影机22是附加的装置，它在很难仅利用由移动可视电话16拍摄的点图像来执行远程监控操作的时候使用。移动可视电话16从移动可视电话10或PC 12接收与独立摄影机22的操作相关的命令，并通过动态支持器20和26的BT 30和BT 40向独立摄影机22发送此命令。独立摄影机22随后执行与此命令相对应的操作。
图4是按照本发明的实施例图解在动态支持器之间的本地无线通信的示意图。参见图4，利用安装在动态支持器26a、26b、26c和26d上的独立摄影机22a、22b、22c和22d执行远程监控操作。这里动态支持器20的BT 30作为主方，动态支持器26a、26b、26c和26d的BT作为从方。
图5是图解用于在远程移动可视电话(即移动可视电话16)和监控系统(即移动可视电话10或PC 12)之间的活动图像的实时通信的协议栈的图。RTP/RTCP(实时传输协议/RTP控制协议)用于活动图像的实时通信。RTP/RTCP是用于实时数据传输和实时数据传输控制的IETF(因特网工程工作小组)标准协议。参见图5，此协议栈包括一个IP(网络协议)层、在IP层上的UDP/TCP(用户数据协议/传输控制协议)层、在UDP/TCP上的RTP/RTCP层和在RTP/RTCP层上的视频和音频编码器层。
下面将参照图1至图5详细说明按照本发明的实施例的操作。
如果操作人员(或监控人员)利用移动可视电话10或PC 12命令移动可视电话16拍摄和发送期望的远处的活动图像，那么此命令通过无线因特网14被发送到移动可视电话16。在收到该指令后，移动可视电话16拍摄期望的远处并利用CODEC 102来压缩拍摄的活动图像。拍摄的活动图像被通过无线因特网14发送到移动可视电话10或PC 12。被发送的移动图像被显示在移动可视电话10的显示器上或PC 12的监视器上。如果操作人员期望监控远处的细节状态，他利用移动可视电话10或PC 12的按键输入单元提供移动可视电话16的姿势控制命令和/或动态支持器20的位置控制命令。移动可视电话16的姿势控制命令和/或动态支持器20的位置控制命令通过无线因特网14、移动可视电话16和连接器18发送到动态支持器20。依赖于姿势控制命令和/或位置控制命令，动态支持器20适当地调节移动可视电话16的摄影机的姿势和/或动态支持器20本身的位置。
同时，当操作人员期望看见另一个不能通过移动可视电话16监控的附近的地方时，他利用可视电话10或PC 12提供一个命令指示位于移动可视电话16附近的独立摄影机22被操作用来监控其它附近的地方。即，如果操作人员利用可视电话10或PC 12命令独立摄影机22拍摄和发送附近地方的活动图像，那么此命令被通过无线因特网14发送到移动可视电话16。发送到移动可视电话16的命令通过连接器18发送到动态支持器20，并随后通过BT 30和BT 40之间的本地无线通信发送到动态支持器26。发送到动态支持器26的命令通过连接器24发送到独立摄影机22。在接到该命令后，独立摄影机22拍摄附近地方并通过连接器24向动态支持器26发送拍摄的活动图像。动态支持器26随后利用其内部图像处理单元(或控制器200的图像处理功能)来压缩被发送的活动图像。压缩过的活动图像通过BT 30和BT 40之间的本地无线通信发送到动态支持器20，并随后通过连接器18发送到移动可视电话16。移动可视电话16通过无线因特网向移动可视电话10或PC 12发送压缩过的活动图像。然后，移动可视电话10或PC 12解压压缩过的活动图像并通过其显示器显示解压的活动图像。
如果操作人员期望监控附近地方的细节状态，他利用移动可视电话10或PC 12的按键输入单元提供独立摄影机22的姿势控制命令和/或动态支持器26的位置控制命令。移动可视电话16的姿势控制命令和/或动态支持器20的位置控制命令被通过无线因特网14、移动可视电话16、连接器18、动态支持器20、BT 30和BT 40发送到动态支持器26。依赖于姿势控制命令和/或位置控制命令，动态支持器26适当地调节独立摄影机22的姿势和/或动态支持器26本身的位置以便使独立摄影机22能够拍摄附近地方的细节。
为了成功地执行远程监控操作，最好实时地执行移动可视电话16和独立摄影机22的控制操作。在本发明的实施例中，移动可视电话16和独立摄影机22的姿势控制操作和动态支持器20和26的位置控制操作按照图5图解的RTP实时执行。为了区分活动图像数据和控制命令，不同的首标被添加到活动图像数据和控制命令。在本发明的实时控制操作中，在操作人员提供了移动可视电话16或独立摄影机22的位置移动或旋转的命令之后，未分配另外的该命令的执行时间。在本发明的实施例中，一个绝对坐标值被分配给位置移动或旋转的命令，因此可以减少在操作人员的控制操作和动态支持器的反应之间的延迟，从而减少了操作人员在操纵监控系统上的不便。例如，当操作人员按下用于反时针旋转移动可视电话的摄影机的视线方向两秒钟的按键时，与该按键相对应的控制命令在此两秒钟期间不是连续地发送到移动可视电话16的动态支持器20。取而代之的是，与此两秒相对应的旋转角度显示在操作人员的监视器上，而且关于旋转角的信息包括在控制命令中并被发送到动态支持器20。当独立摄影机22用于远程监控操作时，动态支持器20作为主方，动态支持器26作为从方。在此情况下，各种控制信号在动态支持器20和动态支持器26之间通过蓝牙无线通信进行通信，以便控制独立摄影机22的姿势和动态支持器26的位置。
如上所述，按照本发明的远程监控系统有可能利用任何人可携带的移动可视电话花费小地监控远处。另外，远程监控系统有可能利用位于危险点的动态支持器和安装在动态支持器上的移动可视电话来远程监控危险点的逼真状态。
虽然参照某个优选实施例而示出和说明了本发明，但是本领域的技术人员将意识到在不脱离在所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种形式和细节上的变化。

Claims (5)

1.一种远程监控装置，包括：
用于远程监控的控制/监控单元；
包括用于拍摄目标的摄影机单元的移动通信终端，用于执行呼叫业务和图像处理/发送业务，这些业务包括用摄影机单元拍摄目标的操作；和
位于要监控的远处的并具有安装在动态支持器上的移动通信终端的动态支持器，其包括控制器和移动模块，所述控制器用于在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到对所安装的移动通信终端的姿势/位置控制命令的时候通过所述移动模块控制所安装的移动通信终端的姿势和动态支持器的位置移动。
2.如权利要求1所述的装置，还包括用于执行在所安装的移动通信终端和动态支持器之间的通信的连接器。
3.一种远程监控装置，包括：
用于远程监控的控制/监控单元；
包括用于拍摄目标的摄影机单元的移动通信终端，用于执行呼叫业务和图像处理/发送业务，这些业务包括用摄影机单元拍摄目标的操作；和
位于要监控的远处并具有安装在第一动态支持器上的移动通信终端的第一动态支持器，其包括控制器和移动模块，所述控制器用于在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到对所安装的移动通信终端的姿势/位置控制命令的时候以及在通过无线因特网和所安装的移动通信终端从控制/监控单元接收到对独立摄影机的姿势/位置控制命令的时候，通过所述移动模块控制所安装的移动通信终端的姿势和第一动态支持器的位置移动，并用于按照本地无线通信方法向独立摄影机发送独立摄影机的姿势/位置控制命令。
4.如权利要求3所述的装置，还包括在其上安装了独立摄影机的第二动态支持器，用于按照本地无线通信方法接收来自第一动态支持器的姿势/位置控制命令，并控制所安装的独立摄影机的姿势和第二动态支持器的位置移动。
5.如权利要求4所述的装置，还包括用于执行在所安装的独立摄影机和第二动态支持器之间的通信的连接器。
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