CN2829257Y - 基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置。其控制器的控制电路由RS485接口电路、单片机最小系统、RS232接口电路以及触摸屏控制电路构成并依次按照其专用接口连接，RS485接口电路通过专用接口连接视频监控前端设备，触摸屏控制电路通过专用接口连接触摸屏。本实用新型仅在监视器上改造添加触摸屏和控制器电路，就能在原有监控系统中实现目标快速定位、缩放功能，捕获目标的速度大大提高，很好解决了人工操作繁琐和反应慢的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于监控领域中的图像快速捕获装置，尤其是一种基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置。
背景技术
目前传统监控设备功能比较单一，由高速球/云台、监视器、键盘等组成。为了及时发现非法侵入监控区域的目标，往往把监控摄像机处于全景模式，然后监控操作人员持续盯着电视监视器，当发现可疑目标，利用专用键盘控制高速球上下左右运动及变焦放大，使目标清晰的显示在监视器并进行录像，获取有效清晰的证据。但是人工操作由于速度慢，操作不稳定，不能及时快速的反应突发事件。另外有的设备厂家提出采用计算机，通过鼠标输入，软件编程控制摄像机云台运动，进而捕捉、放大可疑目标的方法。该种方法灵活，易于实现多种功能，但是这种方法必须添加计算机，且计算机操作系统易于被病毒侵入，故增加了系统成本。另外操作人员必须接受相应的计算机培训，且不能有效利用传统监控系统的设备，价格和可操作性不易被用户接受。
随着触摸屏在各行各业中广泛应用，其可行性和实用性不成为问题，其快捷、方便的输入方式被设备操作人员认可。其价格随着技术更新、批量生产等因素逐年下降。但是监控领域，特别是高速球/云台的视频目标捕获，采用触摸屏输入控制高速球/云台的方式还没有。本实用新型就是实现基于触摸屏快速捕捉感兴趣目标，并放大目标的装置。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、经济实用、快速捕获并放大该视频目标的基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
该基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置，监视器前罩、触摸屏、显像管均安装在监视器后盖内，触摸屏通过导线束固装在视频监控前端设备上并与控制器相连，其特征在于：控制器的控制电路由RS485接口电路、单片机最小系统、RS232接口电路以及触摸屏控制电路构成并依次按照其专用接口连接，RS485接口电路通过专用接口连接视频监控前端设备，触摸屏控制电路通过专用接口连接触摸屏。
而且，所述的RS485接口电路为Maxim公司的MAX485E芯片；所述的单片机最小系统为ATMEL公司的ATMEG128单片机芯片及7.3728MHz晶体振荡电路和LM7805稳压电路所构成的最小系统；所述的RS232接口电路为Maxim公司的MAX3224芯片；所述的触摸屏控制电路为吉锐公司的触摸屏控制电路4001S。
而且，所述的触摸屏为超声波触摸屏。
本实用新型的优点和有益效果是：
1.捕获目标的速度大大提高。由于控制器电路能够感知监控人员感兴趣的目标位置及区域，利用板上的单片机快速计算出目标偏离摄像机视场中心的偏移量，进而通过RS485发出一连串的控制命令，控制高速球(或云台)旋转、变倍、变焦，使高速球(云台)上的摄像机迅速对准感兴趣的目标。所有这些运动都是通过板上单片机控制算法决定的，一致性好，运行平稳、快速。很好解决了人工操作繁琐和反应慢的问题。
2.成本低，采用此方法，仅在监视器上改造添加触摸屏和控制器电路，就能在原有监控系统中实现目标快速定位、缩放功能。并且随着触摸屏的广泛应用，触摸屏的成本降低，势必使系统的整个成本降低。
附图说明
图1是本实用新型的结构图；
图2是本实用新型的控制电路简图；
图3是触摸屏组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
本装置中，监视器前罩1、触摸屏2、显像管3均安装在监视器后盖4内，触摸屏通过导线束5与控制器6相连。其安装位置如图1所示：打开监视器，在监视器的前罩和显像管之间加装表面声波式触摸屏，触摸屏的导线束在监视器后盖上开孔引出连接到控制器的接插件上。
控制器的控制电路由RS485接口电路、单片机最小系统、RS232接口电路以及触摸屏控制电路构成并依次按照其专用接口连接，RS485接口电路通过专用接口连接视频监控前端设备，触摸屏控制电路通过专用接口连接触摸屏。
本装置是以触摸屏为输入方式感知目标在监控场景的位置。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，触摸屏分为四种电阻式、电容式、红外线式、表面声波式。红外线式触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容式触摸屏，但其图象失真大；电阻式触摸屏定位准确，但图像透过率相对较低，其价格颇高，且怕刮易损。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰抗暴，位置感应快。由于监控行业，特别是CCTV监控行业对图像的清晰度要求较高，对突发事件要求迅速反应，鉴于上述原因本实用新型采用表面声波式触摸屏，根据监视器的尺寸选择相应尺寸的表面声波式触摸屏。可以采用两种方式，一种方式直接购买带有表面声波式触摸屏的监视器，另一种方式在现有监视器的基础上，购买表面声波式触摸屏安装到监视器上。
高速球/云台采用目前监控行业流行的产品，具有满足监控要求的水平/俯仰旋转和变焦、变倍功能。选择高速球产品，有利于目标快速捕获。本实例采用亚安科技电子股份有限公司的高速球，根据控制器发送的目标位置信息，进行水平/俯仰旋转及变焦、变倍操作，带动摄像机使目标置于监视器的中心。
控制器电路组成及各部件的主要功能如下：
本实例的单片机最小系统采用ATMEL公司的ATMEG128单片机芯片及7.3728MHz晶体振荡电路和LM7805稳压电路组成最小系统。ATMEG128单片机具有两个UART(通用异步接收器发送器)接口；两个定时器；丰富的I/O接口及片上Flash和E2PROM，适合控制器的功能需求，并利于今后功能扩展。利用ATMEG128单片机片上的两个UART接口，一个与RS232接口电路连接，实现单片机最小系统与触摸屏控制电路间通信，获取触摸屏被触摸的位置信息，并利用软件编程对位置信息进行处理。另一个与RS485接口电路连接。实现单片机最小系统与高速球的MCU通信，传输处理后的位置信息。
本实例的RS485接口电路采用Maxim公司的MAX485E芯片；实现UART接口与RS485接口电路的电平和信号的转换，用于单片机最小系统与高速球的RS485接口连接，进行数据通信。
本实例的RS232接口电路采用Maxim公司的MAX3224芯片；实现RS232接口电路与UART接口电路的电平和信号的转换，用于单片机最小系统与触摸屏控制电路的RS232接口电路连接，进行数据通信。
本实例的触摸屏控制电路采用吉锐公司的触摸屏控制电路4001S。该电路向触摸屏的X/Y轴发射换能器及发送脉冲信号，并通过X/Y轴接收换能器接收回波信号，进行分析处理获取触摸屏被触摸的位置信号。并以中断的方式，通过其上的RS232接口，按照一定的数据格式发送到RS232接口电路，进而传输到单片机最小系统的UART接口，由单片机最小系统的串行通讯软件接收，并进行位置信息处理。
本实用新型的工作原理为：
下面以声表面波触摸屏的X轴为例说明该实用新型的工作原理。控制器的触摸屏控制电路发射脉冲信号通过导线束输出到声表面波触摸屏上的X轴发射换能器，如附图3所示，X轴发射换能器把电脉冲信号转换成厚度方向振动的超声波，超声波经换能器下的楔形座折射产生沿玻璃表面传播的分量。超声波在前进途中遇到45度倾斜的反射线后产生入射波成90度的发射波(和Y轴平行的分量)，该分量传至玻璃屏X方向的另一边也遇到45度倾斜的反射线，经反射后沿发射方向相反的方向传至X轴接收换能器。X轴接收换能器将回收到的声波转换成电信号。如虚线箭头示意X轴超声波的传播路径。控制器的触摸屏控制电路接收X轴回波信号，并滤波、放大、采集处理。例如当用手指触摸声表面波触摸屏上A点时，手指吸收部分声波能量，控制器的触摸屏控制电路回收到的信号在相应位置点会衰减，信号包络向下出现缺口，触摸屏控制电路通过对回波信号数据处理，分析衰减情况判断出X方向上的触摸点坐标。同理可以判断出Y轴方向上的坐标，进而得到触摸点A坐标为(x，y)。该点坐标值按照一定的格式通过RS232接口，以中断的方式发送到单片机最小系统。单片机最小系统计算触摸点A与触摸屏中心位置O点的位置偏差(Δx，Δy)。通过RS485接口，按照控制协议命令，发送到高速球/云台的MCU(微控制单元)。控制高速球在水平方向向左旋转arctg(Δx/f)角度，在俯仰方向向下旋转arctg(Δy/f)角度，两轴方向的旋转带动云台上的摄像机，使目标快速拉到监视器的中心位置O点。
若想放大目标，以便更清楚地观察目标细节，监控人员用手指以目标位置点A为中心的左上角为起点，按着触摸屏斜方向滑动至所期望的终止点后抬起。控制器的单片机最小系统定时扫描到手指按动触摸屏的起点位置(xla，yla)和终止位置(xra，yra)。然后如上所述，控制器的单片机最小系统通过RS485接口电路传送水平/俯仰旋转数据到高速球/云台的MCU(微控制单元)，高速球/云台控制水平/俯仰方向的电机，使目标以宽为Wt＝xra-xla，高为Ht＝yra-yla矩形的中心拉到监视器的中心，根据Wt/W及Ht/H比例关系(其中W为视频全屏显示时总宽度，H为视频全屏显示时总高度)，高速球的MCU控制摄像机镜头变焦、变倍放大目标，最大至全屏的1/2倍。
以触摸屏的中心O点作为高速球回归原监控全景模式。只要监控人员用手指触摸触摸屏的中心点O，控制器的单片机最小系统判断触摸点是否为中心点，为了方便操作，检测电路以O点为中心±5为有效区域。若是则向高速球发送回到初始状态(全景模式)的命令。高速球内部的MCU控制水平/俯仰方向的电机，使摄像镜头回复到初始位置。
Claims (3)
1.一种基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置，监视器前罩、触摸屏、显像管均安装在监视器后盖内，触摸屏通过导线束固装在视频监控前端设备上并与控制器相连，其特征在于：控制器的控制电路由RS485接口电路、单片机最小系统、RS232接口电路以及触摸屏控制电路构成并依次按照其专用接口连接，RS485接口电路通过专用接口连接视频监控前端设备，触摸屏控制电路通过专用接口连接触摸屏。
2.根据权利要求1所述的基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置，其特征在于：所述的RS485接口电路为Maxim公司的MAX485E芯片；所述的单片机最小系统为ATMEL公司的ATMEG128单片机芯片及7.3728MHz晶体振荡电路和LM7805稳压电路所构成的最小系统；所述的RS232接口电路为Maxim公司的MAX3224芯片；所述的触摸屏控制电路为吉锐公司的触摸屏控制电路4001S。
3.根据权利要求1所述的基于触摸屏的捕捉并放大目标的装置，其特征在于：所述的触摸屏为超声波触摸屏。
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