CN118200708A - 一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，包括摄像头、镜片和镜片支撑运动机构；摄像头固定设置，并朝向镜片的反射面以拍摄其反射画面；镜片支撑运动机构被配置为带动镜片的反射面朝向改变，改变为：改变镜片的反射面朝向与摄像头朝向方向之间的夹角，以使摄像头拍摄的图像能够覆盖整个半空间。本发明与转动摄像头方案相比，在采用相同最高转速电机的情况下，可将画面指向转动速度提高一倍。相比于现有的基于图像视觉的半空间视频监控系统具有明显的运动控制精确，系统功耗低，成本低等优势。

Description

一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，涉及大角度、半空间视频监控系统，特别涉及一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统。

背景技术

基于图像视觉的半空间视频监控系统多用于无人机等机动设备，通常有单摄像头系统和多个摄像头系统两种，现有的单摄像头系统有两大类。第一类联动式的，系统包含联动的两个电机。其中第一个电机带动摄像头沿俯仰角转动，第二个电机带动第一个电机和摄像头两者整体沿方位角转动。由于电机较重，再加上较高的转动速度，第二个电机所承受的转动惯量较大，导致难以准确地控制制动的角度，并且在启动或制动时会发生明显颠簸。第二类是独立式的，系统包含两个独立转动的电机，每个电机带动一个镜面。摄像头通过一个镜面的转动实现一维的扫描，再通过第二个电机上的第二个镜面实现第二维的扫描。这类系统虽然扫描机构简单，但是由于光路的级联特性，无法实现大角度扫描，通常用于小角度快速扫描或者自适应稳像。

多摄像头系统中，摄像头按照一定的排列规则放置在一个半球表面，指向外侧。每个摄像头拍摄其所指向方向一定视角内的图像，全部的摄像头所拍图像共同覆盖半空间。当摄像头数量较少时，需要每个摄像头拍摄较大视角。在摄像头像素固定的情况下，所得图像中的无人机较小，不利于分辨。为提升分辨成功率，需要减小每个摄像头拍摄的视角，这样则需要数量更多的摄像头覆盖半空间，整个系统的功耗会显著增加。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，主要用于现有基于图像视觉的半空间视频监控系统电机转动惯量大，运动控制困难，系统功耗大等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

将摄像头固定不动，利用单个镜片实现镜片反射面朝向的水平角、俯仰角转动，摄像头通过拍摄镜片反射图像的方式来实现半空间的覆盖。本发明采用镜片反射方式，镜片只需要在0到45°范围转动，即可实现拍摄画面在0的90°范围内转动。本发明不仅简化结构，便于携带和安装，而且降低了系统功耗；与转动摄像头方案相比，在采用相同最高转速电机的情况下，可将画面指向转动速度提高一倍。

具体地，本发明基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，包括摄像头、镜片和镜片支撑运动机构；

所述摄像头固定设置，并朝向所述镜片的反射面以拍摄其反射画面；所述镜片支撑运动机构被配置为带动所述镜片的反射面朝向改变，所述改变为：改变所述镜片的反射面朝向与所述摄像头朝向方向之间的夹角，以使所述摄像头拍摄的图像能够覆盖整个半空间。

在一个实施例中，具体应用时，所述改变所述镜片的反射面朝向与所述摄像头朝向方向之间的夹角为：

使所述夹角最小为0°，最大为45°；通过该设计，能够拍摄摄像头上方覆盖整个半空间的图像，尤其适用于拍摄空间中的无人机等飞行设备，实现空域监控。

在一个实施例中，为实现上述夹角的改变，所述镜片支撑运动机构为多自由度的曲柄连杆平面控制机构或多自由度的直线电机控制机构。

在一个实施例中，所述镜片支撑运动机构由三组相同的曲柄连杆机构组成，两两之间位置夹角为120度；

或者，所述镜片支撑运动机构由三组相同的液压机构或直线电机组成，两两之间位置夹角为120度。每组所述液压机构包含一根液压杆、一个万向球和一个虎克铰，其中所述液压杆的一端与所述镜片的背面通过所述万向球连接，另一端通过所述虎克铰连接到圆台底座上。

或者，所述镜片支撑运动机构由六组相同的液压机构组成；上部六个万向球、下部六只虎克铰，其中所述液压杆的一端与所述镜片的背面通过所述万向球连接，另一端通过所述虎克铰连接到圆台底座上。借助六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度(X，Y，Z，α，β，γ)的运动。

在一个实施例中，所述镜片支撑运动机构被配置为带动所述镜片以第一方向和/或第二方向为轴进行转动，所述第一方向和所述第二方向均与所述摄像头朝向方向垂直，且第一方向与所述第二方向垂直；进一步地，所述第一方向和所述第二方向处于同一平面。由此，通过沿第一方向和第二方向的转动，共同作用使得摄像头拍摄的图像能够覆盖整个半空间。

在一个实施例中，所述镜片支撑运动机构为两自由度运动机构，包括支撑底座、第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构；第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构的位置正交；进一步解释为，两组曲柄连杆机构的运动平面相互垂直。

其中，所述支撑底座包括固定支撑结构和第一万向球，所述固定支撑结构通过所述第一万向球设置于所述镜片的背面；

所述第一曲柄连杆机构包括第一电机，第一曲柄，第一连杆，第一旋转关节和第二万向球，所述第一电机接所述第一曲柄提供动力，所述第一连杆的一端与所述第一曲柄通过所述第一旋转关节连接，另一端通过所述第二万向球设置于所述镜片的背面；所述第一曲柄，第一连杆，第一旋转关节和第二万向球均位于所述第一方向上；

所述第二曲柄连杆机构包括第二电机，第二曲柄，第二连杆，第二旋转关节和第三万向球，所述第二电机接所述第二曲柄提供动力，所述第二连杆的一端与所述第二曲柄通过所述第二旋转关节连接，另一端通过所述第三万向球设置于所述镜片的背面；所述第二曲柄，第二连杆，第二旋转关节和第三万向球均位于所述第二方向上；

通过第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构，能够带动所述镜片沿所述第一方向和所述第二方向的转动，共同作用使得摄像头拍摄的图像能够覆盖整个半空间。

在一个实施例中，所述第一万向球的球体与所述固定支撑结构刚性连接，且第一万向球的底座固定连接在镜片的背面中心；所述第一连杆的另一端与第二万向球的球体刚性连接，且第二万向球的底座固定在镜片的背面，与镜片的中心间隔第一预设距离；所述第二连杆的另一端与第三万向球的球体刚性连接，且第三万向球的底座固定在镜片的背面，与镜片的中心间隔第二预设距离；所述摄像头位于镜片中心位置上方，距离镜片第三预设距离。

在一个实施例中，所述摄像头朝向方向为竖直向下，所述第一曲柄与通过第一电机转轴的水平面形成一个夹角，当该夹角为0°，所述摄像头所拍摄画面为正上方；当该夹角为45°，所述摄像头所拍摄画面为第一方向的正向或反向；当该夹角为负45°，所述摄像头所拍摄画面为第一方向的反向或正向；所述第一电机驱动第一曲柄在45°和负45°之间摆动，使镜片沿第一方向转动；

所述第二曲柄与通过第二电机转轴的水平面形成一个夹角，当该夹角为0°，所述摄像头所拍摄画面为正上方；当该夹角为45°，所述摄像头所拍摄画面为第二方向的正向或反向；当该夹角为负45°，所述摄像头所拍摄画面为第二方向的反向或正向；所述第二电机驱动第二曲柄在45°和负45°之间摆动，使镜片沿第二方向转动；

所述第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构共同工作，使镜片的反射画面覆盖半空间。

在一个实施例中，所述第一电机和所述第二电机各自的旋转角度构成一个集合，不同的集合对应镜片反射画面不同的空间方向，即摄像头所拍摄画面的空间方向，通过查表或数学公式计算确定集合与空间方向的对应关系。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与现有的单摄像头系统相比，由于镜片、曲柄和连杆等质量较轻，两个电机所承受的转动惯量明显变小。与现有的多摄像头系统相比，需供电设备仅有一个摄像头和两个电机，功耗、成本大大减小。

综上，本系统仅使用了一个摄像头，镜片支撑运动机构承载重量轻。因此，相比于现有的基于图像视觉的半空间视频监控系统具有明显的运动控制精确，系统功耗低，成本低等优势。

附图说明

图1为本发明实施例的一种系统结构的示意图。

图2为本发明实施例的一种系统结构的俯视图。

图3为本发明实施例的镜片转动角度为0°状态的示意图。

图4为本发明实施例的镜片转动角度为45°状态的示意图。

图5为本发明实施例的镜片转动角度为负45°状态的示意图。

图6为本发明实施例的一种系统结构可能的尺寸数值。

图7为本发明实施例提供的另一种系统结构的示意图。

图8为本发明实施例提供的又一种系统结构的示意图。

图9为本发明实施例提供的再一种系统结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，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

可以理解的是，本发明以下实施例中的“上”、“下”、“左”、“右”等方位名称仅为了方便说明，需要参考附图中的方向，并不构成对于本发明技术方案的限定。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种系统结构示意图。图2为本发明实施例提供的一种系统结构俯视图。基于镜片反射成像的半空间视频监控系统主要包括摄像头10、镜片20和镜片支撑运动机构200。

与现有转动摄像头的方案不同，本发明中，摄像头10固定设置，镜片20的反射面和摄像头10相对放置，反射半空间对应方向的图像。摄像头10朝向镜片20的反射面以拍摄其反射画面。镜片20则被配置为能够转动以改变其反射面朝向，即，利用镜片支撑运动机构200带动镜片20转动使其反射面朝向改变，具体地，这种改变是指改变镜片20的反射面朝向与摄像头10朝向方向之间的夹角，以使摄像头10拍摄的图像能够覆盖整个半空间。

本发明基于镜片反射成像原理实现半空间视频监控，其结构简单，功耗低，便于携带和安装。本发明将摄像头10固定不动，而利用单个镜片实现镜片反射面朝向的水平角、俯仰角转动，摄像头10通过拍摄镜片反射图像实现半空间的覆盖，与转动摄像头方案相比，其不仅功耗更低，且拍摄效率更高，更有益于对监控对象的捕捉。

本发明尤其适用于空域监控，此时，摄像头10朝向方向一般可选择为竖直向下，具体地，摄像头10通过摄像头支架11悬挂于镜片20的上方一定距离处，镜头朝下，拍摄镜片20反射的图像，通过改变镜片20的反射面朝向，摄像头拍摄的图像能够覆盖整个半空间，在空域监控中，可利用所拍摄图判断所在空域是否存在无人机。在以下的实施例中，均以此朝向为例进行说明，但是，为了监控其它角度范围，显然可以将其朝向做出适应性的调整，这种调整并不改变本发明的基本原理。

为实现空域监控，本发明所述改变镜片20的反射面朝向与摄像头10朝向方向之间的夹角，具体可控制为：使该夹角最小为0°，最大为45°。由此，通过镜片反射方式，镜片20只需要在0°到45°范围转动，即可实现0°到90°的反射画面拍摄。因此，与转动摄像头方案相比，在采用相同最高转速电机的情况下，可将画面指向转动速度提高一倍。

本发明镜片20的转动方式可以由任意方式来实现。已有的平面转动方案都可以采用。即，镜片支撑运动机构200可以是3自由度的曲柄连杆平面控制机构，也可以是更多自由度的曲柄连杆平面控制机构。可以是3自由度的直线电机平面控制机构，也可以是更多自由度的直线电机控制机构。

一种更加简化的结构，镜片支撑运动机构200被配置为能够带动镜片20以第一方向和/或第二方向为轴进行转动，该第一方向和第二方向均与摄像头10的朝向方向垂直，且第一方向与第二方向垂直，并最好位于同一平面，以便于机械设计。其具体的结构可进一步参考图1和图2所示，本实施例中镜片支撑运动机构200为两自由度运动机构，主要包括支撑底座30、第一曲柄连杆机构40和第二曲柄连杆机构50。通过第一曲柄连杆机构40和第二曲柄连杆机构50实现前述的以第一方向和第二方向为轴进行转动。该结构进一步减少了电机的数量，降低了系统的复杂度、功耗、成本。

此时，镜片20呈反射面朝上放置，形状为正方形，但也可以采用其他形状，如圆形或六边形等，一般使用平面镜即可。支撑底座30置于镜片下方中心位置，包括固定支撑结构和第一万向球31，其中固定支撑结构通过第一万向球31设置于镜片20的背面。在固定支撑结构不动的情况下，镜片20依靠第一万向球31可以改变方向。

第一曲柄连杆机构40包括：第一电机41，第一曲柄42，第一连杆43，第一旋转关节44和第二万向球45。第一电机41固定在第一底座60上，第一电机41的转轴与第一曲柄42刚性连接，为第一曲柄连杆机构40提供动力。第一连杆43的一端和第一曲柄42通过第一旋转关节44连接，第一连杆43和第一曲柄42的夹角可以改变。第一连杆43的另一端通过所述第二万向球45设置于所述镜片20的背面(即反射面的相对面)，具体地，此另一端与第二万向球45的球体刚性连接，第二万向球45的底座固定在镜片20的背面，并与镜片20的中心间隔第一预设距离，即需要偏离中心一定距离。其中，第一曲柄42，第一连杆43，第一旋转关节44和第二万向球45均位于所述第一方向上。

第二曲柄连杆机构50包括：第二电机51，第二曲柄52，第二连杆53，第二旋转关节54和第三万向球55。第二电机51固定在第二底座70上。第二电机51的转轴与第二曲柄52刚性连接，为第二曲柄连杆机构50提供动力。第二连杆53的一端和第二曲柄52通过第二旋转关节54连接，第二连杆53和第二曲柄52的夹角可以改变。第二连杆53的另一端通过所述第三万向球55设置于所述镜片20的背面，具体地，此另一端与第三万向球55的球体刚性连接，第三万向球55的底座固定在镜片20的背面，与镜片20的中心间隔第二预设距离，即需要偏离中心一定距离。其中，第二曲柄52，第二连杆53，第二旋转关节55和第三万向球55均位于所述第二方向上。

进一步地，在本发明实施例中，支撑底座的固定支撑结构包括支撑杆32和支撑圆台33。第一万向球31的球体与固定支撑结构刚性连接，具体地，支撑杆32一端与万向球31刚性连接，另一端与支撑圆台33刚性连接。支撑杆32和支撑圆台33也可以替换成其他有支撑功能的结构，例如三脚架等。为便于机械设计，第一万向球31的底座固定连接在镜片20背面中心。

如图2俯视图所示，镜片20存在能够将镜片分成两个相等矩形的第一对称轴和第二对称轴，第一对称轴和第二对称轴相互垂直。第一对称轴沿所述的第一方向，第二对称轴沿所述的第二方向。第一曲柄连杆机构40的第一曲柄42，第一连杆43，第一旋转关节44和第二万向球45均位于第一对称轴上。第二曲柄连杆机构50的第二曲柄52，第二连杆53，第二旋转关节54和第三万向球55均位于第二对称轴上。

第二曲柄连杆机构50与第一曲柄连杆机构40位置关于镜片20中心垂直。进一步解释，将第一曲柄连杆机构40围绕支撑底座30中心，即镜片20中心顺时针旋转90度，会与第二曲柄连杆机构50完全重合。此外，第一电机41可放置于关于第一对称轴对称的另一侧位置，第二电机51也可放置于关于第二对称轴对称的另一侧位置，均不会对结构功能产生影响。

摄像头10位于镜片20中心位置上方，距离镜片20第三预设距离，镜头指向镜片20的反射面。调节第三预设距离可以调节摄像头10所要拍画面的大小。

下面结合附图具体说明本发明实施例的工作方式。以下以第一曲柄连杆机构40为例进行说明，第二曲柄连杆机构50的工作方式类似，不再赘述。

参见图3，图4和图5，为本发明实例的镜片20，支撑底座30和第一曲柄连杆机构40工作在三种状态的示意图。为方便描述，定义通过支撑杆中心的竖直垂线为角度基准线，该竖直垂线也即本发明实施例中的摄像头朝向所在直线，镜片20的法线与角度基准线所成夹角为转动角度，逆时针转动形成的夹角为正值，顺时针转动形成的夹角为负值。示意图为沿第一对称轴的剖面图，分别对应镜片20沿第一方向转动角度为0°，45°和负45°。

镜片20通过第一万向球31与第一支撑杆32相连，在第一支撑杆32不动情况下，镜片20可以在第一万向球31的最大允许范围内任意改变方向。第一曲柄42与第一电机41的转轴刚性连接，由第一电机41带动同步旋转。当第一曲柄42转动时，第一连杆43随之运动，镜片20也发生转动。第一曲柄42与通过第一电机41转轴的水平面形成一个夹角。

图3为镜片转动角度为0°的状态，第一曲柄42与水平面所成夹角即第一预设角度为0°。在此状态时，摄像头10所拍摄画面为正上方。

如图4所示，当第一电机41驱动第一曲柄42顺时针旋转至第二预设角度α1时，第一连杆43被带动向上运动，镜片20也被动地沿第一方向逆时针转动至45°。根据光路判断，此时摄像头10所拍摄画面为第一方向的正向或反向，图4中示意为正左方，也就是90°方向。因此，采用镜片反射方式，镜片20只需要在0°到45°的范围转动，就可以实现拍摄画面在0°到90°度范围内转动。从而可以在相同电机转速的前提下，将拍摄画面指向转动速度提高一倍。

如图5所示，当第一电机41驱动第一曲柄42逆时针旋转至第三预设角度α2时，第一连杆43被带动向下运动，镜片20也被动地沿第一方向顺时针转动至负45°。根据光路判断，此时摄像头10所拍摄画面为第一方向的正向或反向，图4中示意为正右方，也就是90°方向。因此，采用镜片反射方式，镜片20只需要在0°到45°的范围转动，就可以实现拍摄画面在0°到90°度范围内转动。从而可以在相同电机转速的前提下，将拍摄画面指向转动速度提高一倍。

第一电机41驱动第一曲柄42在第二预设角度α1和第三预设角度α2之间摆动，使镜片20沿第一方向转动，最大转动角度为45°和负45°。第二曲柄连杆机构50的工作方式与第一曲柄连杆机构40的工作方式相同，第二曲柄52与通过第二电机51转轴的水平面形成一个夹角，当该夹角为0°，摄像头10所拍摄画面为正上方；当该夹角为45°，摄像头10所拍摄画面为第二方向的正向或反向，如正前方；当该夹角为负45°，摄像头10所拍摄画面为第二方向的反向或正向，如正后方；第二电机51驱动第二曲柄52在第二预设角度α1和第三预设角度α2之间摆动，使镜片20沿第二方向转动，最大转动角度也为45°和负45°。

第一曲柄连杆机构40和第二曲柄连杆机构50共同工作，使镜片20的反射画面覆盖半空间。两个电机各自的旋转角度构成一个集合，不同的集合对应镜片反射画面不同的空间方向，即摄像头所拍摄画面的空间方向。通过查表或数学公式计算能够确定集合与空间方向的对应关系。

下面结合附图给出本发明实施例一组可能的尺寸数值。

参见图6，该图为本发明实施例提供了一组可能的尺寸数值。两组曲柄连杆机构完全相同，下面的说明不做区分。

电机转轴中心距离支撑底座中心水平距离为5厘米，镜片中心距电机转轴所在水平面的竖直距离为6厘米，曲柄长度为3厘米，连杆长度为6.08厘米，第二万向球45和第三万向球55距镜片中心3厘米。镜片厚度，面积，电机大小以及支撑底座的高度不作具体限制。在这种尺寸下，曲柄旋转的第一预设角度为0度，第二预设角度α1为45°，第三预设角度α2为负45°。

以上实施例的镜片支撑运动机构由一个支撑底座和两组曲柄连杆机构构成，在实际应用中，镜片的支撑运动机构还可以为其他的形式，下面结合附图具体说明。

参见图7，该图为本发明实施例提供的另一种系统结构示意图。

镜片支撑运动机构200由三组相同的曲柄连杆机构组成，两两之间位置夹角为120度。镜片和摄像头的位置与以上说明中的类似，在此不再赘述。

空间三个点可以决定一个平面，改变三个点的相对位置，可以改变平面的法线指向，从而实现让平面指向任意方向。

参见图8，该图为本发明实施例提供的另一种系统结构示意图。

镜片支撑运动机构200由三组相同的液压机构或直线电机组成，两两之间位置夹角为120度，每组液压机构包含一根液压杆、一个万向球和一个虎克铰。液压杆的一端与镜片20的背面通过万向球连接，液压杆的另一端通过虎克铰连接到圆台底座上。万向球和虎克铰也可以替换成其他具有类似功能的器件。镜片和摄像头的位置与以上说明中的类似，在此不再赘述。

参见图9，该图为本发明实施例提供的另一种系统结构示意图。

镜片支撑运动机构200由六组相同的液压机构组成，一组液压机构包含一根液压杆、一个万向球和一个虎克铰，六组液压机构中，上部六个万向球、下部六只虎克铰。液压杆的一端与镜片20的背面通过万向球连接，液压杆的另一端通过虎克铰连接到圆台底座上。借助六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度(X，Y，Z，α，β，γ)的运动。万向球和虎克铰也可以替换成其他具有类似功能的器件。镜片和摄像头的位置与以上说明中的类似，在此不再赘述。

综上，本发明系统仅使用了一个摄像头，镜片支撑运动机构承载重量轻。因此，本发明相比于现有的基于图像视觉的半空间视频监控系统具有明显的运动控制精确，系统功耗低，成本低等优势。

Claims (10)

1.一种基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，包括摄像头(10)、镜片(20)和镜片支撑运动机构(200)；

所述摄像头(10)固定设置，并朝向所述镜片(20)的反射面以拍摄其反射画面；所述镜片支撑运动机构(200)被配置为带动所述镜片(20)的反射面朝向改变，所述改变为：改变所述镜片(20)的反射面朝向与所述摄像头(10)朝向方向之间的夹角，以使所述摄像头(10)拍摄的图像能够覆盖整个半空间。

2.根据权利要求1所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述改变所述镜片(20)的反射面朝向与所述摄像头(10)朝向方向之间的夹角为：

使所述夹角最小为0°，最大为45°。

3.根据权利要求2所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述镜片支撑运动机构(200)为多自由度的曲柄连杆平面控制机构或多自由度的直线电机控制机构。

4.根据权利要求2所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述镜片支撑运动机构(200)由三组相同的曲柄连杆机构组成，两两之间位置夹角为120度；

或者，所述镜片支撑运动机构(200)由三组相同的液压机构或直线电机组成，两两之间位置夹角为120度；每组所述液压机构包含一根液压杆、一个万向球和一个虎克铰，其中所述液压杆的一端与所述镜片(20)的背面通过所述万向球连接，另一端通过所述虎克铰连接到圆台底座上；

或者，所述镜片支撑运动机构(200)由六组相同的所述液压机构组成；上部为六个万向球，下部为六只虎克铰，借助六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度(X，Y，Z，α，β，γ)的运动。

5.根据权利要求2所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述镜片支撑运动机构(200)被配置为带动所述镜片(20)以第一方向和/或第二方向为轴进行转动，所述第一方向和所述第二方向均与所述摄像头(10)朝向方向垂直，且第一方向与所述第二方向垂直。

6.根据权利要求5所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向处于同一平面。

7.根据权利要求5所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述镜片支撑运动机构(200)为两自由度运动机构，包括支撑底座(30)、第一曲柄连杆机构(40)和第二曲柄连杆机构(50)；

所述支撑底座(30)包括固定支撑结构和第一万向球(31)，所述固定支撑结构通过所述第一万向球(31)设置于所述镜片(20)的背面；

所述第一曲柄连杆机构(40)包括第一电机(41)，第一曲柄(42)，第一连杆(43)，第一旋转关节(44)和第二万向球(45)，所述第一电机(41)接所述第一曲柄(42)提供动力，所述第一连杆(43)的一端与所述第一曲柄(42)通过所述第一旋转关节(44)连接，另一端通过所述第二万向球(45)设置于所述镜片(20)的背面；所述第一曲柄(42)，第一连杆(43)，第一旋转关节(44)和第二万向球(45)均位于所述第一方向上；

所述第二曲柄连杆机构(50)包括第二电机(51)，第二曲柄(52)，第二连杆(53)，第二旋转关节(55)和第三万向球(55)，所述第二电机(51)接所述第二曲柄(52)提供动力，所述第二连杆(53)的一端与所述第二曲柄(52)通过所述第二旋转关节(55)连接，另一端通过所述第三万向球(55)设置于所述镜片(20)的背面；所述第二曲柄(52)，第二连杆(53)，第二旋转关节(55)和第三万向球(55)均位于所述第二方向上。

8.根据权利要求7所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述第一万向球(31)的球体与所述固定支撑结构刚性连接，且第一万向球(31)的底座固定连接在镜片(20)的背面中心；所述第一连杆(43)的另一端与第二万向球(45)的球体刚性连接，且第二万向球(45)的底座固定在镜片(20)的背面，与镜片(20)的中心间隔第一预设距离；所述第二连杆(53)的另一端与第三万向球(55)的球体刚性连接，且第三万向球(55)的底座固定在镜片(20)的背面，与镜片(20)的中心间隔第二预设距离；所述摄像头(10)位于镜片(20)中心位置上方，距离镜片(20)第三预设距离。

9.根据权利要求7所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述摄像头(10)朝向方向为竖直向下，所述第一曲柄(42)与通过第一电机(41)转轴的水平面形成一个夹角，当该夹角为0°，所述摄像头(10)所拍摄画面为正上方；当该夹角为45°，所述摄像头(10)所拍摄画面为第一方向的正向或反向；当该夹角为负45°，所述摄像头(10)所拍摄画面为第一方向的反向或正向；所述第一电机(41)驱动第一曲柄(42)在45°和负45°之间摆动，使镜片(20)沿第一方向转动；

所述第二曲柄(52)与通过第二电机(51)转轴的水平面形成一个夹角，当该夹角为0°，所述摄像头(10)所拍摄画面为正上方；当该夹角为45°，所述摄像头(10)所拍摄画面为第二方向的正向或反向；当该夹角为负45°，所述摄像头(10)所拍摄画面为第二方向的反向或正向；所述第二电机(51)驱动第二曲柄(52)在45°和负45°之间摆动，使镜片(20)沿第二方向转动；

所述第一曲柄连杆机构(40)和第二曲柄连杆机构(50)共同工作，使镜片(20)的反射画面覆盖半空间。

10.根据权利要求7所述基于镜片反射成像的半空间视频监控系统，其特征在于，所述第一电机(41)和所述第二电机(51)各自的旋转角度构成一个集合，不同的集合对应镜片(20)反射画面不同的空间方向，即摄像头(10)所拍摄画面的空间方向，通过查表或数学公式计算确定集合与空间方向的对应关系。