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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das oberbegrifflich Beanspruchte
und demgemäß darauf,
wie bei Überwachungskameras
eine ungewollte Veränderung
eines überwachten
Bereichs vermieden werden kann.
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Überwachungskameras
dienen häufig
dazu, einen festen Bereich zu überwachen,
der bei der anfänglichen
Kameramontage vor Überwachung
festgelegt und danach möglichst
nicht mehr geändert werden
soll. Dies gilt sowohl für Überwachungskameras,
die während
der Überwachung
absolut fest ausgerichtet bleiben sollen, als auch für Kameras,
die während
einer Überwachung
hin- und hergeschwenkt werden sollen, um den überstrichenen Sichtbereich
wiederholt zu überwachen.
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Nach
einer anfänglichen,
korrekten Ausrichtung sind Änderungen
durch bewusste Sabotage oder Eingriff Dritter möglich, aber auch durch zufällige Ereignisse
wie starken Wind, auf der Kamera landende und von dieser wieder
abfliegende Vögel
und dergleichen; derartige zufällige
Ereignisse erweisen sich insbesondere dann als störend, wenn
die Kamera bei ihrer Montage nicht in optimaler Weise fixiert wurde,
etwa weil ein Benutzer einstellungsfixierende Schrauben nicht hinreichend
stark angezogen hat.
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Prinzipiell
ist es möglich,
eine Verstellung durch Bildbetrachtung oder auch automatisierte
Bildauswertung zu erfassen. Dies stößt jedoch zum Beispiel dann
an seine Grenzen, wenn die Änderungen nur
gering sind, aber die Überwachung
auch der Randbereiche von besonderer Bedeutung ist. Dies kann beispielsweise
bei Bahnsteigen der Fall sein. Überdies
treten Probleme auf, wenn eine Bilderkennung unter wechselnden Umgebungsbedingungen oder
in Plätzen
erforderlich ist, bei denen die Bilderkennung erschwert ist, etwa
weil wenig horizontale oder vertikale Linien im Bild vorhanden sind,
etwa bei großen
Plätzen
und/oder weil durch stark wechselnden Publikumsverkehr relevante
Linien häufig
verdeckt sind.
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Es
ist bereits bekannt, die Neigung von Kameras zu überwachen, indem Neigungsschalter
in Kameragehäuse
integriert werden. Die bekannten Neigungsschalter sind relativ unempfindlich
und verhindern zudem ein Verschwenken des Gehäuses nicht, so dass Manipulationen
nicht ausgeschlossen werden können.
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Wünschenswert
ist es, einen Schutz gegen Verstellung angeben zu können, der
zu einer Erhöhung
der Sicherheit von Überwachungskameras
beiträgt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerblich
Anwendung bereitzustellen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe wird in unabhängiger
Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in
den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung schlägt
somit eine Überwachungskameraanordnung
mit zumindest einer Einstellachse zur Einstellung eines Überwachungsbereiches
und einem Kippdetektor, um Veränderungen des Überwachungsbereiches
erfassen und signalisieren zu können,
vor, wobei die Einstellachse nach Montage eine zur Einstellung einer
allgemein horizontalen Blickrichtung nichtlotrechte Achse ist und der
Kippdetektor dazu ausgebildet ist, im Ansprechen auf erfasste Kippveränderungen
eine Veränderung
des horizontalen Überwachungsbereiches
signalisieren zu können.
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Es
wird also zunächst
vorgeschlagen, unabhängig
von einem Überwachungsbild
die Verkippung der Kamera zu detektieren, um eine Verschwenkung zu
erfassen. Dazu wird die Kameraanordnung so ausgebildet, dass die
(allgemein horizontale) Schwenkachse bei üblicher Montage leicht geneigt ist.
Jede Schwenkbewegung führt
dann zu einer – wenn
auch geringen – Verkippung,
die mit Neigedetektoren ohne weiteres nachweisbar ist. Durch bloßes Erfassen
einer Neigung der Schwenkachse lässt sich
somit ein Verschwenken besonders leicht erfassen. Es führt dann
eine Verstellung um die Schwenkachse zwar nicht mehr zu einer Verstellung
der Blickrichtung exakt entlang des Horizonts, die Anordnung ist
aber insoweit besonders vorteilhaft, als nunmehr eine Verstellung
der Schwenkrichtung zu einer Veränderung
der Neigung führt,
was sich unabhängig vom Überwachungsbild
gut durch einen Kippdetektor als Kippveränderung erfassen lässt.
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Dies
trägt dazu
bei, dass ohne komplexe Bildauswertung schnell und zuverlässig Änderungen einer
ursprünglichen
Einstellung sicher erfasst werden können. Durch die Verwendung
von Kippdetektoren wird es zugleich möglich, auch allmähliche Veränderungen
noch sicher erfassen zu können.
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Es
ist besonders bevorzugt, die Erfindung bei Überwachungskameraanordnungen
zu verwenden, bei welchen eine Einstellung in zwei Richtungen möglich ist,
also eine Neige- und/oder eine Schwenkbewegung vorgesehen sind.
Die Erfindung ist damit keinesfalls auf Kamerabewegungen in einer
Drehrichtung beschränkt.
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Wenn
die Kamera neigbar ist, wird bevorzugt das Neigegelenk zwischen
Schwenkachse und Kamera angeordnet; dies hat bauliche Vorteile.
Die Schwenkachse wird dabei als jene Achse verstanden, um welche
die Kamera zur Einstellung einer Blickrichtung allgemein entlang
des Horizonts zu verändern
ist; diese Einstellung wird nicht exakt horizontal erfolgen, weil
die entsprechende Achse geneigt ist.
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Typisch
wird die Einstellachse eine Schwenkachse sein, die im Montagezustand
gegen die Lotrechte geneigt oder windschief zu dieser ist, was dadurch
erreicht werden kann, dass die Einstellachse nichtorthogonal vom
Kameragehäuse
absteht bzw. nichtorthogonal an einer Befestigungsebenen wie einer
Wand angeordnet wird.
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Um
zu gewährleisten,
dass die Einstellachse hinreichend stark gegen die Lotrechte, also
die Lotlinie geneigt und/oder hinreichend windschief zu dieser ist,
kann eine Montageplatte zur Anbringung der Kamera vorgesehen werden,
von welcher die Schwenkachse absteht, wobei die Schwenkachse bewusst
schief gegen die Rückseite
der Montageplatte angeordnet wird. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass sich die erfindungsgemäße Ausbildung wie
gewünscht
ergibt.
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Die
Verwendung einer entsprechenden Montageplatte ist besonders bevorzugt,
weil so auf einfachste Weise eine bevorzugte Montage gewährleistet
ist. In einer besonders bevorzugten Variante wird die Neigung der
Schwenkachse gegen die Lotrechte über 3°, bevorzugt über 5° betragen, jedoch weniger als
15° bevorzugt
nicht mehr als 10°,
wobei diese Angaben sich auf eine geneigte Schwenkachse beziehen
und den Winkel der Schwenkachse zur Lotrechten in einer Ebene angeben,
die sowohl die Schwenkachse als auch die Lotrechte enthält. Die angegebenen
Größen sind
bevorzugt, weil einerseits die Neigung nicht zu gering sein darf,
weil andernfalls bei einer nicht hinreichend exakt gerade ausgerichteten
Grundfläche
die erfindungsgemäß bevorzugte Neigung
der Schwenkachse trotz Montageplatte nicht mehr erreicht werden
kann. Ist hingegen die Neigung der Schwenkachse zu groß, ist die
Einstellung erschwert, weil dann eine Änderung um die Schwenkachse
zugleich eine starke Bildverkippung beziehungsweise -neigung zur
Folge hat. Solange die Schwenkachsenneigung nicht zu groß ist, treten diese
Effekte zwar gleichfalls auf, sind aber tolerierbar. Diese Betrachtungen
lassen auch erkennen, wie groß bei windschief
zur Lotrechten liegender Schwenkachse die Neigung sein soll.
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Es
ist besonders bevorzugt, wenn die Kamera ein Korrekturmittel zur
Korrektur auf verkippt aufgenommene Bilder umfasst. Mit anderen
Worten kann, wenn durch die Schräglage
der Schwenkachse ein schief stehendes Bild auf einem gerade stehenden
Monitor angezeigt würde,
eine Drehung des Bildes vorgesehen werden. Dies kann elektronisch
bereits in der Kamera vorgenommen werden, damit unabhängig von
einer Beobachtungsstelle stets senkrecht stehende Bilder ausgegeben
werden, was für Überwachungszwecke
wesentlich angenehmer ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass dort, wo die Kamera wiederholt einen Überwachungsbereich überstreicht,
indem sie hin- und
hergeschwenkt beziehungsweise -geneigt wird, der Kippdetektor dazu ausgebildet
sein kann, eine aufgetretene Veränderung
der Verkippung bei einem gegebenen Überstreichwinkel, beispielsweise
der Mittellage, zu bestimmen. Dies kann auf einfache Weise durch
einen Mittelschalter oder Messen der Überstreichdauer zwischen zwei
Extrema und Halbieren des Wertes geschehen, so dass nicht zwingend
ein Winkelmesser erforderlich ist. Es sei darauf hingewiesen, dass bei
Vorhandensein eines Korrekturmittels zur Korrektur auf verkippt
aufgenommene Bilder die Korrekturmittel dazu ausgebildet sein können, die
sich während
einer Überstreichbewegung ändernde
Verkippung zu korrigieren.
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Der
Kippdetektor kann als elektromechanisches Bauelement ausgebildet
sein. Insbesondere kann er als elektronisch wirkende Wasserwaage
beziehungsweise Libelle ausgebildet werden. In einer bevorzugten
Variante sind zwei Kippdetektoren vorgese hen, die zueinander nichtparallele,
bevorzugt orthogonal aufeinanderstehende Verkippungen erfassen.
Besonders bevorzugt sind drei Kippdetektoren vorgesehen, die bevorzugt
paarweise nichtparallel zueinander sind und bevorzugt ein karthesisches
Koordinatensystem aufspannen. Dies vereinfacht die Detektorsignalauswertung.
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Es
ist möglich,
den Verlauf eines Kippdetektorsignals zu bewerten. So wird eine
geringfügige, aber
dauerhafte Verkippung kritischer zu beurteilen sein als etwa kurzfristige
Vibrationen aufgrund von Wind oder Hagel. Es ist im übrigen möglich, den Kippdetektorsignalverlauf
abzugleichen gegen den Signalverlauf eines Detektors, der ortsfest
bei der Kameraanbringung befestigt ist, also bei einer Schwenk-
oder Neigebewegung der Kamera nicht mitbewegt wird. Dies ist dort
besonders vorteilhaft, wo die Kamera insgesamt stark bewegt wird
und durch diese Bewegung Neigungen ausgesetzt sein kann, beispielsweise
auf Schiffen, wo Laderäume
zu überwachen
sind. Hier kann durch Abgleich der Kippdetektorsignale zwischen
Schiffsrumpf und Kamera festgestellt werden, ob sich die Kamera
gemeinsam mit dem Schiffsrumpf aufgrund der Schiffsbewegung neigt
oder ob eine Neigung relativ zum Schiff erfolgt. Ähnliches
gilt für
Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge und Flugzeuge.
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Es
ist möglich,
vorhandene Kameras erfindungsgemäß nachzurüsten. Dazu
können
Montagesets mit einer eine Schwenkachsenneigung bewirkenden Grundplatte
und Kippdetektoren vorgesehen werden. Zur Nachrüstung geeignete Kippdetektoren können zum
Beispiel ihre Signale über
geeignete Schnittstellen an die nachzurüstende Kamera selbst oder unmittelbar
auf eine auch von der Kamera angesprochene Datenleitung speisen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben. In dieser ist dargestellt durch:
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1 eine Überwachungskameraanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 Veranschaulichungen
der Einstellung eines Kamerasichtpunktes im Sichtfeld der Überwachungskameraanordnung
von 1.
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Nach 1 umfasst
eine allgemein mit 1 bezeichnete Überwachungskameraanordnung
zumindest eine Einstellachse 2 zur Einstellung eines Überwachungsbereiches 3 und
ein Erfassungsmittel 4, um Veränderungen des Überwachungsbereiches
erfassen und signalisieren zu können,
wobei das Erfassungsmittel 4 mindestens einen überwachungsbildunabhängigen Kippdetektor 4a umfasst,
um im Ansprechen auf erfasste Kippveränderungen eine Überwachungsbereichsveränderung
signalisieren zu können.
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Die Überwachungskameraanordnung 1 ist im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine fest installierte Überwachungskamera,
die an einer allgemein waagerechten Gebäudedecke 5 mit einer
Montageplatte 6 montiert ist. Die Überwachungskameraanordnung 1 ist über eine
Datenleitung mit einer entfernt liegenden Zentrale zur Lieferung
von Bildern verbunden, um eine permanente Überwachung des Überwachungsbereiches 3,
der hier bewusst aus Gründen
der Anschaulichkeit extrem verkleinert dargestellt ist, gewährleisten
zu können.
Die Überwachungskameraanordnung
umfasst dazu geeignete Signalübertragungsmittel,
beispielsweise eine TCP/IP-Schnittstelle oder dergleichen, über welche auch
Kippdetektorsignale, vergleiche 4b1, 4b2, übertragen
werden können.
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Die
Schwenkachse 2 dient dazu, die Kamera zu schwenken, also
etwa längs
der Linie A-A von 2 zu bewegen. Die Schwenkachse 2 hat
dazu entsprechende Gelenkverbindungen 2a an der Montageplatte.
Die Schwenkachse 2 ist nun gegen die Lotrechte 7 um
einen Winkel α geneigt.
Dies wird auf einfach Weise dadurch erreicht, dass die Achse nichtlotrecht
auf die Montageplatte 6 steht. In einer besonders bevorzugten
Variante der Erfindung wird dazu eine keilförmige Montageplatte verwendet,
die auch zweiteilig gebildet sein kann; es ist dann möglich, ein
keilförmiges
Unterstück
zu verwenden, das unter einer herkömmlichen Montageplatte (mit
senkrecht davon abstehender Schwenkachse) montiert wird, um insgesamt
eine nichtorthogonal auf eine Decke stehende Schwenkachse zu erhalten.
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Bei
Drehung der Kamera um die Schwenkachse 2 um einen Winkel φ wird sich,
wie in 2 veranschaulicht, der Sichtbereich 3 der
Kamera demgemäß nicht
entlang der horizontalen Linie A-A,
sondern entlang der gekrümmten
Linie φ-φ bewegen.
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Beabstandet
von der Montageplatte 6 ist an der Schwenkachse ein Neigegelenk 8 angeordnet, so
dass die Kamera 1b der Überwachungskameraanordnung 1 nicht
nur entlang der Linie φ-φ geschwenkt,
sondern auch entlang der Linie ψ-ψ geneigt
werden kann.
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Die
Kippdetektoren 4a1 und 4a2 sind im Gehäuse der
Kamera 1b angeordnet und machen somit jede Bewegung des
Kameragehäuses 1b mit.
Sie sind lediglich aus Gründen
der Veranschaulichung in 1 herausgezeichnet. Dabei ist
schematisch dargestellt, dass die Kippdetektoren als Wasserwaagenanordnung
verbildlicht sind, und zwar aus zwei orthogonal zueinander stehenden
Wasserwaagen 4a1 und 4a2.
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Eine
praktische Realisierung der als Wasserwaagen dargestellten Kippdetektoren
kann durch Beschleunigungssensoren üblicher Bauart erreicht werden.
Diese Beschleunigungssensoren sprechen nämlich in der Regel nicht nur
dann an, wenn sich ihr Bewegungszustand merklich ändert, sondern
sind empfindlich genug, die mit Veränderungen ihrer Schräglage einhergehenden
Unterschiede in der Einwirkung des Erdgravitationsfeldes zu erfassen.
Die Verwendung von Beschleunigungssensoren ist im Übrigen auch
deshalb bevorzugt, weil mit diesen kurze, harte Stöße, Schläge usw.
nachweisbar sind; dies hilft, bei der Überwachung der Kamerafunktion
nicht nur Manipulationen vorzubeugen, sondern auch Defekte durch – eine Einstellung
nicht verändernde – Schläge zu erkennen
usw.
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Jeder
der hier als elektromechanisch ausgebildete Wasserwaage gezeichneten
Kippdetektoren kann in einer Soll-Position, in welcher die Kamera einmal
eingerichtet worden ist, eingenullt werden, das heißt so eingestellt,
dass kein Verkippsignal erzeugt wird, sondern die Mittellage erkannt
wird. Die elektromechanischen Wasserwaagen beziehungsweise Kippdetektoren
sind so präzise,
dass störende Auslenkungen
des Kameragehäuses
erfasst werden können.
Den Kippdetektoren 4a1 und 4a2 ist eine Signalkonditionierung 4c zugeordnet,
um die Signale 4b1 beziehungsweise 4b2 der Kippdetektoren
zu konditionieren und im Ansprechen auf mit den Kippdetektoren erfasste
Veränderungen
des Kippgrades ein Warnsignal 4d an eine Warneinheit 4e auszugeben,
was über
eine TCP/IP- oder eine andere Schnittstelle geschehen kann, über welche
die Kamera zum Beispiel auch Bilder überträgt. Die eigentliche Warnung
erfolgt dann in der Auswertezentrale, kann alternativ aber auch
auf andere Weise geschehen, wie durch die Benachrichtigung eines
Administrators durch SMS oder dergleichen.
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Im
Betrieb wird nun zunächst
eine Soll-Position 3',
vergleiche 2, des Blickbereiches eingestellt
und beide Kippdetektoren 4a1 und 4a2 werden so
eingestellt, dass sie bei der sich ergebenden Kipplage (vergleiche
insbesondere Gerade B-B in 2 für die Veranschaulichung
der Schräglage
von Kippdetektor 4a2) nicht ansprechen, also „genullt” sind.
Dies kann beispielsweise auf mechanische Art geschehen oder auch
auf elektronische Weise. Bei Beschleunigungssensoren, die bevorzugt
verwendet werden, kann etwa die aktuelle g-Wertkomponente in der
Soll-Position gespeichert werden.
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Solange
nun keine Veränderung
der Einstellung erfolgt, wird auch der Kippdetektor 4a2 nicht
ansprechen. Wird jedoch die Kamera um die Achse 2 verdreht,
so ändert
sich zugleich die Schräglage
des Kippdetektors 4a2, der beispielsweise aus seiner eingestellten
Position zu einer Position 3'' auf Linie φ-φ von 2 bewegt
wird und damit eine Neigung c entsprechend Linie C-C aufweist. Dies
ist ohne weiteres detektierbar in der Kippdetektorsignalauswertestufe 4c,
so dass ein Kippsignal über
Leitung 4d an die Warneinheit 4e ausgegeben werden
kann.
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Auf
diese Weise kann eine Verstellung der Schwenkrichtung ohne weiteres
detektiert werden. Auch bei leicht geneigtem oder unebenem Deckenuntergrund 5 wird
dabei durch die hinreichend große Neigung α der Schwenkachse 2 gegen
die Lotrechte 7 stets ein hinreichend starkes Kippsignal
mit dem Detektor 4a2 zu erfassen sein.
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Es
sei auch darauf hingewiesen, dass, obwohl vorstehend nicht beschrieben,
eine elektronische, das heißt
softwaretechnische Kompensierung einer anfänglichen Bildschräglage in
Position 3' vorgenommen
werden kann. Sofern diese, was bevorzugt ist, bei der Montage eingestellt
wird, ändert
sich diese Voreinstellung nicht mehr durch das – unerwünschte und gegebenenfalls durch
Sabotage bedingte – Verschwenken
des Kameragehäuses 1b um die
Schwenkachse 2 aus dem Blickbereich 3' in den Blickbereich 3'' mit. Damit lässt sich die unerwünschte Schräglage auch
optisch besonders gut erfassen, weil ein zuvor gerade dargestellter
Horizont jetzt verkippt erscheint.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Kippsignalauswertestufe 4c kurzfristige
Verkippungen, etwa vibrationsbedingte Schwankungen der Mittellage
ignorieren kann oder aber allenfalls eine Warnung ausgibt, die Probleme
bei der Befestigung anzeigen, was vor zukünftigen bleibenden Veränderungen
des Sichtbereiches frühzeitig
warnt.
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Es
sei im Übrigen
erwähnt,
dass die Anordnung der Kippdetektoren auch benutzt werden kann, um
bei insbesondere elektromotorisch schwenk- und/oder neigbaren Kameras
eine aktuelle Ausrichtung bestimmen zu können. Damit ist eine Unabhängigkeit
von Winkelgebern beziehungsweise des (Schritt-)Motors der Kameraverstellung
möglich;
dies wird als für
sich vorteilhaft und erfinderisch angesehen, auch wenn zum Beispiel
eine entsprechende Schwenkachse lotrecht angeordnet ist.