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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kamerafähige Vorrichtung zum Finden eines Objekts. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine kamerafähige Vorrichtung zum Finden einer oder mehrerer Personen durch Erlernen der Eingange und Ausgänge von geschlossenen Räumen
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In den letzten Jahren wurden Überwachungssysteme verfügbar, die zur Verfolgung einer Person geeignet sind. Diese Systeme ermöglichen es einem Bediener, eine Zielperson auszuwählen und ein Überwachungssystem anzuweisen, eine autonome Überwachung dieser Person durchzuführen.
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Gemäß einigen Implementierungen kann ein System von Kameras zur autonomen Überwachung implementiert werden, um eine Person von Interesse in einem definierten Raum zu verfolgen. Das Kamerasystem kann so konfiguriert werden, dass es die Überwachung der Zielperson „abgibt“, um eine kontinuierliche Überwachung der Person sicherzustellen, bis sie den definierten Raum verlässt. Die
US 6 437 819 B1 offenbart zum Beispiel ein automatisches Video-Personenverfolgungssystem.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfinder haben erkannt, dass es einen Bedarf für ein(e) verbesserte(s) automatische(s) Verfolgungseinrichtung und -system gibt. Daher wird eine Bilderfassungseinrichtung bereitgestellt. Die Bilderfassungseinrichtung hat einen Prozessor; ein Speichermodul, das kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist; eine Schwenk-Neige-Kamera mit Winkelsensoren, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden sind, um ein vorbestimmtes Objekt zu verfolgen und die Koordinaten der Schwenk-Neige-Kamera zu erfassen; und maschinenlesbare Anweisungen, die in dem Speichermodul gespeichert sind. Die maschinenlesbaren Anweisungen können bewirken, dass die Bilderfassungseinrichtung zumindest Folgendes durchführt, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden: Empfangen von Bilddaten von der Kamera, die einen Bildumfang enthalten; Bestimmen, ob ein vorbestimmtes bewegliches Objekt vorhanden ist, basierend auf den Bilddaten; wenn das vorbestimmte Objekt vorhanden ist, Verfolgen des vorbestimmten Objekts mit der Schwenk-Neige-Kamera; Bestimmen, ob das vorbestimmte Objekt innerhalb des Bildumfangs der Bilddaten verloren geht; und, wenn das vorbestimmte Objekt verloren geht, Aufzeichnen der Koordinaten der Kamera, an denen das vorbestimmte Objekt zum letzten Mal verfolgt wurde, in dem Speichermodul.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Verfolgung eines Objekts von Interesse oder eines vorbestimmten Objekts und das Erlernen der Eingänge und Ausgänge eines definierten Raums ermöglichen. Das Erlernen der Eingänge und Ausgänge des definierten Raums erleichtert es der Bilderfassungseinrichtung, das Objekt von Interesse schnell zu finden, wenn die Bilderfassungseinrichtung die Spur des Objekts von Interesse verliert.
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Ein Objekt von Interesse kann ein Tier oder ein Roboter sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Bilderfassungseinrichtung die Ein- und Ausgänge eines definierten Raumes erlernen, indem sie einen Menschen verfolgt und jede Stelle aufzeichnet, an der die Kamera die Spur des Menschen verliert. Die Orte, an denen die Kamera die Spur des Menschen verliert, können zum Beispiel eine Tür oder ein Eingang sein.
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Die maschinenlesbaren Anweisungen können die Bilderfassungseinrichtung veranlassen, ferner zu bestimmen, ob das vorbestimmte Objekt innerhalb des Bildumfangs der Bilddaten gefunden wird; und, wenn das vorbestimmte Objekt gefunden wird, die Koordinaten der Schwenk-Neige-Kamera in dem Speichermodul aufzuzeichnen.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie eine erste Liste mit den aufgezeichneten Koordinaten der Kamera zusammenstellt.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie eine zweite Liste zusammenstellt, indem sie die in der ersten Liste aufgezeichneten Koordinaten innerhalb eines vorbestimmten Bereichs mittelt und jeder der gemittelten Koordinaten eine Gewichtung vorschreibt; und die zweite Liste auf der Grundlage der vorgeschriebenen Gewichtung der gemittelten Koordinaten priorisiert.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie die Schwenk-Neige-Kamera sequentiell durch die zweite Liste von Koordinaten schaltet, bis ein vorbestimmtes Objekt erkannt wird, wenn ein vorbestimmtes Objekt nicht erkannt wird.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie die erste und die zweite Liste kontinuierlich aktualisiert.
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Die Bilderfassungseinrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie das vorbestimmte Objekt unter Verwendung der Schwenk-Neige-Kamera verfolgt, wenn sich das vorbestimmte Objekt bewegt.
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Bei der Kamera kann es sich um eine RGB-Kamera handeln.
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Bei der Kamera kann es sich um eine IR-Kamera handeln.
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Ein Verfolgungssystem umfasst eine Vielzahl von Bilderfassungseinrichtungen gemäß den vorgenannten Bilderfassungseinrichtungen.
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Es ist beabsichtigt, dass Kombinationen der oben beschriebenen Elemente und derjenigen, die in der Beschreibung enthalten sind, vorgenommen werden können, sofern sie nicht im Widerspruch zueinander stehen.
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Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erläuternd sind und die beanspruchte Erfindung nicht einschränken.
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Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil dieser Beschreibung sind, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze dieser Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Außenansicht einer beispielhaften Bilderfassungseinrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Illustration eines Verarbeitungssystems der beispielhaften Bilderfassungseinrichtung;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4A-4D sind bildliche Darstellungen, die den Betrieb der beispielhaften Bilderfassungseinrichtung zeigen;
- 5 ist eine Tabelle, die ein Beispiel eines Rohdatensatzes zeigt, der von der beispielhaften Bilderfassungseinrichtung akkumuliert wird; und
- 6 ist eine Tabelle, die ein Beispiel eines verarbeiteten Datensatzes zeigt, der von der beispielhaften Bilderfassungseinrichtung akkumuliert wurde.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird nun im Detail auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um sich auf gleiche oder ähnliche Teile zu beziehen.
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1 zeigt eine Außenansicht einer beispielhaften Bilderfassungseinrichtung 10 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Bilderfassungseinrichtung 10 kann eine Kamera 12 umfassen. Bei der Kamera 12 kann es sich um eine beliebige geeignete Kamera handeln, zum Beispiel eine Farbkamera oder eine Infrarotkamera. Die Bilderfassungseinrichtung 10 kann so konfiguriert sein, dass sie die Kamera 12 schwenken, neigen und zoomen (PTZ) kann, insbesondere kann ein erster drehbarer Abschnitt 14 so konfiguriert sein, dass er sich um eine Y-Achse (Schwenken) dreht, und ein zweiter drehbarer Abschnitt 16 kann so konfiguriert sein, dass er sich um eine X-Achse (Neigen) dreht, die orthogonal zur Y-Achse ist. Die Bilderfassungseinrichtung 12 kann eine Basis 18 umfassen, die zur Befestigung an einer Oberfläche konfiguriert ist.
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In 2 ist ein Verarbeitungssystem der beispielhaften Bilderfassungseinrichtung dargestellt. Das Bilderfassungseinrichtung 10 kann unter anderem Motoren 14a, 16a zur Steuerung des Schwenkens und Neigens der drehbaren Abschnitte 14, 16, einen oder mehrere Winkelsensoren 14b, 16b, eine Verarbeitungseinrichtung 20, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), und einen Speicher 30 umfassen.
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Die Bilderfassungseinrichtung 10 kann so konfiguriert sein, dass sie die aus einem definierten Raum oder einem vorbestimmten Bereich gewonnenen Daten verarbeitet, um die Ausführung der Verfolgung eines interessierenden Objekts zu unterstützen. Derartige Bilderfassungseinrichtungen 10 sind in der Technik bekannt, und ein Fachmann wird verstehen, dass jede derartige Bilderfassungseinrichtung 10 in dem vorliegenden System implementiert werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die CPU 20 kann so konfiguriert sein, dass sie Daten manipuliert, Berechnungen durchführt und Code ausführt, um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen. Zum Beispiel kann die CPU 20 bestimmen, dass das vorbestimmte Objekt stationär ist, sich bewegt, eine Liste zusammenstellen, eine Liste priorisieren, ein Suchprotokoll ausführen usw., mit einer oder mehreren Datenbanken und/oder einem anderen Speicher (z. B. RAM, ROM usw.) verbunden sein, die mit der Bilderfassungseinrichtung 10 verbunden sind, um die Speicherung von Daten zu ermöglichen, die sich auf das Objekt von Interesse beziehen. Ein Fachmann wird erkennen, dass die hierin erörterten Informationen in Bezug auf solche Datenbanken und/oder Speicher nicht als Einschränkung gedacht sind.
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Die CPU 20 kann so konfiguriert sein, dass sie Daten von einem oder mehreren Winkelsensoren 14a, 14b empfängt. Zum Beispiel kann die CPU 20 unter anderem Daten über den Status und/oder die Position des ersten und zweiten Motors 14, 16 empfangen.
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Die Bilderfassungseinrichtung 10 kann eine oder mehrere Systemsteuerungen umfassen, die so konfiguriert sein können, dass sie Informationen und/oder Befehle von der CPU 20 empfangen und diese Befehle zur Steuerung der Bilderfassungseinrichtung 10 ausführen. Die Steuerung(en) kann (können) beispielsweise den ersten und den zweiten Motor 14 und 16 auf Koordinaten positionieren, die mit einem bestimmten Eingang/Ausgang verbunden sind, so dass die Kamera 12 ein Objekt von Interesse finden kann.
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Das Flussdiagramm in 3, das ein beispielhaftes Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, wird zusammen mit den Abbildungen in den 4A-4D erörtert, die zeigen, wie die Bilderfassungseinrichtung 10 arbeitet.
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Schritt 1
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist die Bilderfassungseinrichtung 10 so konfiguriert, dass sie, nachdem sie ein Objekt von Interesse gefunden hat, das Objekt verfolgt. Dies ist in 4A dargestellt.
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Schritt 2
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Als nächstes bestimmt die Bilderfassungseinrichtung 10, ob das Objekt verlorengegangen ist. Dies ist in 4B dargestellt.
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Schritt 3
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Wenn festgestellt wird, dass das Objekt verlorengegangen ist, zeichnet die Bilderfassungseinrichtung 10 die Koordinaten des ersten und des zweiten Motors auf, die von dem ersten und dem zweiten Winkelsensor gelesen werden. Diese Daten werden im Speicher der Bilderfassungseinrichtung 10 aufgezeichnet und ständig aktualisiert. Diese Koordinaten werden zu einem Rohdatensatz kumuliert, wie in 5 dargestellt.
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Der Rohdatensatz wird dann mit einer dichtebasierten Clustermethode, z. B. DBSCAN, verarbeitet. Bei den Clustern, die durch die erfassten Koordinaten gebildet werden, wird davon ausgegangen, dass es sich um Eingänge/Ausgänge handelt. Jedem Cluster ist ein Satz von Koordinaten zugeordnet, wobei ein einzelner Satz von Koordinaten die mittleren Koordinaten für diesen Cluster darstellt. Jedem Cluster ist auch ein Standort zugeordnet, z. B. ①, ②, ③, ④ usw.
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Die Orte ①, ②, ③, ④ können auf Basis der Anzahl der Fälle priorisiert werden, in denen die Bilderfassungseinrichtung 10 ein Objekt von Interesse an den Koordinaten verliert, die mit einem bestimmten Cluster oder somit einem Ort verbunden sind. Diese verarbeiteten und priorisierten Informationen werden zu einem verarbeiteten Datensatz kumuliert, wie in 6 dargestellt.
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Wie in den 4A-4D gezeigt, werden die Orte ①, ②, ③, ④ jeweils als Eingang/Ausgang oder als ein Ort bestimmt, an dem das Objekt von Interesse, das als Person dargestellt ist, aus dem Sichtfeld verloren wurde. In 6 hat der Ort ① eine höhere Priorität als der Ort ②, was bedeutet, dass der Eingang/Ausgang häufiger verwendet wird.
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Schritt 4
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Wie in 4C dargestellt, führt die CPU ein Suchprotokoll aus, wenn das Objekt nicht innerhalb des Sichtfeldes erkannt oder „verloren“ wurde.
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Schritt 5
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Das Suchprotokoll kann den verarbeiteten Datensatz mit zugewiesenen Prioritäten verwenden, um an den Orten mit der höchsten Priorität nach dem interessierenden Objekt zu suchen, indem die Bilderfassungseinrichtung 10 auf die mit diesem Ort verbundenen mittleren Koordinaten ausgerichtet wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Bilderfassungseinrichtung 10 nach dem interessierenden Objekt sucht, indem die Bilderfassungseinrichtung 10, z. B. die Schwenk-Neige-Kamera 12, nacheinander durch die priorisierte Liste von Orten und zugehörigen mittleren Koordinaten ausrichtet, bis das interessierende Objekt gefunden ist.
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Schritt 6
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Sobald festgestellt wird, dass ein Objekt von Interesse gefunden wurde, nimmt die Bilderfassungseinrichtung 10, z. B. die Schwenk-Neige-Kamera 12, die Verfolgung des Objekts wieder auf. Ein Objekt von Interesse kann ein bestimmtes Objekt sein, z. B. eine Person, deren Gesichtsmerkmale in einer Gesichtserkennungsdatenbank gespeichert sind. Als solches kann die Bilderfassungseinrichtung 10 nach einer Person suchen. Es ist jedoch auch denkbar, dass das interessierende Objekt einfach eine beliebige Klassifizierung ist, z. B. Menschen, Hunde, Roboter usw.
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Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Bilderfassungseinrichtung 10 erörtert wurde, ist es denkbar, dass mehrere Bilderfassungseinrichtungen 10 so konfiguriert werden können, dass sie zusammen als ein Verfolgungsnetzwerk oder - system arbeiten. Das Verfolgungsnetzwerk kann drahtlos miteinander verbunden sein.
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In der gesamten Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, sollte der Begriff „aufweisend“ als gleichbedeutend mit „zumindest aufweisend“ verstanden werden, sofern nicht anders angegeben. Darüber hinaus ist jeder in der Beschreibung und den Ansprüchen angegebene Bereich so zu verstehen, dass er seinen Endwert bzw. seine Endwerte einschließt, sofern nichts anderes angegeben ist. Spezifische Werte für beschriebene Elemente sollten so verstanden werden, dass sie innerhalb akzeptierter Herstellungs- oder Industrietoleranzen liegen, die einem Fachmann bekannt sind, und jede Verwendung der Begriffe „im Wesentlichen“ und/oder „ungefähr“ und/oder „im Allgemeinen“ sollte so verstanden werden, dass sie innerhalb solcher akzeptierter Toleranzen liegen.
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Wenn auf nationale, internationale Standards oder andere Normen verwiesen wird (z. B. ISO usw.), beziehen sich diese Verweise auf die Norm, wie sie von der nationalen oder internationalen Normierungsorganisation zum Zeitpunkt des Prioritätsdatums der vorliegenden Spezifikation definiert ist. Spätere inhaltliche Änderungen solcher Normen sollen den Umfang und/oder die Definitionen der vorliegenden Erfindung und/oder der Ansprüche nicht verändern.
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Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind diese Ausführungsformen lediglich zur Veranschaulichung der Prinzipien und Anwendungen der vorliegenden Erfindung gedacht.
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Es ist beabsichtigt, die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft zu betrachten, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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