ES2576456T3 - Método y dispositivo de monitorización de imagen en movimiento integrado - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de captura de imagen integrado (106) para un sistema de seguridad, comprendiendo el dispositivo de captura de imagen integrado (106): un circuito de batería; un circuito para recibir señales de control inalámbricas; un circuito de control de potencia, sensible a la recepción de las señales de control inalámbricas, para controlar el uso del circuito de batería; una cámara (314); un detector de movimiento (312); una estructura de placa de circuito (310, 502) que integra eléctricamente la cámara (314) y el detector de movimiento (312), en el que la estructura de placa de circuito (310, 502) incluye una placa de circuito (310) en la que está montada la cámara (314) y un soporte en ángulo (502) en el que está montado el detector de movimiento (312), estando montado el detector de movimiento (312) en el soporte en ángulo (502) de manera que el detector de movimiento (312) apunta en una primera dirección y estando montada la cámara (314) en la placa de circuito de manera que la cámara (314) está dirigida en una segunda dirección diferente; y lógica para sincronizar la transmisión de datos entre el circuito para recibir señales de control inalámbricas y el controlador (102).
Description
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DESCRIPCION
Metodo y dispositivo de monitorizacion de imagen en movimiento integrado Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo y a un dispositivo para monitorizar el interior de una instalacion o residencia y, mas espedficamente, a un metodo y dispositivo que usan un detector y camara de movimiento integrado.
Antecedentes
Una diversidad de aplicaciones se benefician de la proteccion de los residentes, empleados, propiedad personal, y similares, usando sistemas de monitorizacion de seguridad dentro de las instalaciones, por ejemplo, para monitorizar y/o detectar ciertas condiciones tales como un problema de operaciones de la instalacion o la presencia de un intruso no deseado. Muchos de tales sistemas de seguridad estan conectados a una unidad de control central y monitorizados por un operador que puede alertar a los servicios de emergencia apropiados en el caso de un intruso no deseado. A menudo, un sistema de seguridad de monitorizacion domestico incluye una combinacion de dispositivos de deteccion y dispositivos de alarma y algunos incluyen tambien camaras. Para conseguir la cobertura de monitorizacion maxima, estos dispositivos se distribuyen a lo largo de todo el interior de la instalacion.
Los sistemas de seguridad que emplean camaras son ventajosos en que pueden registrar cualquiera y toda actividad asociada con una sospecha de infraccion de la instalacion. En algunos casos, sin embargo, las camaras registran las actividades normales de los residentes y/o empleados de las instalaciones. Las camaras tambien registran actividades que se perciben que son infracciones de seguridad de manera falsa tales como comportamientos de mascotas y usuarios autorizados que esten bloqueados accidentalmente.
En situaciones espedficas, tales como aquellas que tienen el potencial de violar la privacidad de los residentes y/o empleados autorizados de la instalacion, tal grabacion compresiva por las camaras de seguridad puede ser indeseable. Puesto que los intrusos no deseados podnan infringir la seguridad de una instalacion mientras los habitantes estan presentes, es necesario que el sistema de monitorizacion de seguridad este funcionando en todo momento. Sin embargo, tener camaras que estan constantemente activadas para registrar la vida diaria y rutinas de trabajo de los habitantes es una invasion drastica de la privacidad de los habitantes, especialmente considerando las falsas activaciones. Ademas, la monitorizacion y grabacion de las actividades de los invitados puede ser igual de invasivo.
Aunque numerosas camaras y detectores de movimiento son en general necesarios para proporcionar cobertura de seguridad apropiada de una residencia o instalacion, el tamano y colocacion frecuente de los dispositivos es diffcil de instalar y mantener y son esteticamente desagradables. Cada habitacion o area en una instalacion requiere tfpicamente tanto un detector de movimiento como una camara, y las areas grandes pueden requerir mas combinaciones. Los tamanos de estos dispositivos hacen evidente su presencia en una instalacion. Ademas un sistema de seguridad de instalacion completa tfpicamente requiere la instalacion de varios componentes de sistema incluyendo el cableado para comunicaciones y potencia entre unidades cooperativas en el sistema.
Implementar pequenos detectores y camaras presenta una multitud de problemas. Por razones de seguridad, facilidad de instalacion y flexibilidad de un sistema, es una desventaja requerir que los detectores y camaras esten conectados electricamente a otros componentes. Mas espedficamente, los detectores y camaras que operan usando una fuente de alimentacion externa, tal como un enchufe electrico, pueden evitarse eliminando la fuente de alimentacion. Esto presenta un numero de debilidades de seguridad en el sistema global. Ademas, la dependencia de una fuente de alimentacion externa a menudo complica el proceso de instalacion puesto que la instalacion requiere una conexion a la fuente de alimentacion externa. Esto puede requerir el encaminamiento de cables que llevan potencia a los detectores y camaras. Los dispositivos pequenos tienen el problema adicional de que no tienen espacio para incluir grandes fuentes de alimentacion independientes, tales como batenas. Por consiguiente, la funcionalidad y tiempo entre la carga de los dispositivos a menudo se ve sacrificado por el tamano. Por ejemplo, muchos protocolos de comunicaciones inalambricas agotan las batenas y otras fuentes de alimentacion rapidamente. Otras porciones de camaras y detectores hambrientos de potencia incluyen la camara, el detector, dispositivos de procesamiento de imagen e iluminacion. Estos y otros problemas han obstaculizado la implementacion de camaras y detectores pequenos, portatiles usados en aplicaciones de seguridad.
Los problemas anteriormente analizados han presentado desaffos para desarrollar un sistema de monitorizacion de seguridad domestico y/o de instalacion que proporcione cobertura maxima mientras minimiza uno o mas de los problemas anteriormente identificados.
Los documentos EP 01575009 y WO 97/25696 desvelan dispositivos que comprenden tanto una camara como un detector de movimiento.
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Sumario
La presente invencion se refiere a los tipos anteriores y relacionados de dispositivos de seguridad integrados. Estos y otros aspectos de la presente invencion se ejemplifican en un numero de implementaciones y aplicaciones ilustradas, algunas de las cuales se muestran en las figuras y se caracterizan en la seccion de reivindicaciones que sigue.
La presente invencion proporciona un dispositivo de captura de imagen integrado de acuerdo con la reivindicacion 1 y un metodo de acuerdo con la reivindicacion 12.
Diversos aspectos de la presente invencion son aplicables a un dispositivo de seguridad que usa tanto deteccion de movimiento como captura de imagen para detectar una infraccion de seguridad.
El resumen anterior de la presente invencion no se pretende para describir cada realizacion ilustrada o cada implementacion de la presente invencion. Las figuras y descripcion detallada que sigue ejemplifican mas particularmente estas realizaciones.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion puede entenderse mas completamente en consideracion de la descripcion detallada de diversas realizaciones de la invencion en relacion con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra un sistema de seguridad de edificio, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion;
La Figura 2 ilustra un diagrama esquematico de un dispositivo de seguridad montado a una pared, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion;
La Figura 3 es una vista lateral de un dispositivo de seguridad de imagen en movimiento, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion;
La Figura 4A ilustra orientaciones de los LED, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion; La Figura 4B es una vista inferior de un dispositivo de seguridad de imagen en movimiento que muestra orientacion de LED, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion;
La Figura 5 una vista en perspectiva de una pieza de soporte interno de un dispositivo de seguridad de imagen en movimiento, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion; y
La Figura 6 es un grafico de respuestas de filtro, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion.
Aunque la invencion susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se han mostrado detalles espedficos de la misma a modo de ejemplo en los dibujos y se describiran en detalle. Debena entenderse, sin embargo, que la intencion no es necesariamente limitar la invencion a las realizaciones particulares descritas. Al contrario, la invencion es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del esprntu y alcance de la invencion como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.
Descripcion detallada
La presente invencion se cree que es aplicable a una diversidad de diferentes enfoques para, y disposiciones usadas en, monitorizacion de un area objetivo. La invencion se ha encontrado que es particularmente ventajosa para tratar aplicaciones de monitorizacion de seguridad en un entorno residencial o de instalaciones de oficinas donde uno o mas dispositivos perifericos comunican con otro dispositivo y se usan para monitorizar una o mas areas objetivo respectivas. Aunque la presente invencion no esta necesariamente limitada de esta manera, se usa una aplicacion de monitorizacion de seguridad de este tipo en el siguiente analisis para ejemplificar ciertas realizaciones de la presente invencion.
Coherente con una aplicacion de este tipo, la Figura 1 representa un sistema de seguridad de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion, como puede ser util para monitorizar un edificio (tal como un hogar un lugar de trabajo). La Figura 1 incluye el edificio 100, el panel de control 102, y los dispositivos perifericos 104-110. El sistema de seguridad esta implementado de tal manera para reducir el consumo de potencia de uno o mas del panel de control 102 y los dispositivos perifericos 104-110 relacionados con las comunicaciones inalambricas entre los dispositivos. Cuando se implementan las comunicaciones inalambricas, los dispositivos usan multiples frecuencias (canales) asf como intervalos de comunicacion. Los dispositivos pueden reducir el consumo de potencia utilizando informacion con respecto a una frecuencia espedfica desde las multiples frecuencias usadas y el intervalo de comunicacion. Por ejemplo, si los dispositivos de transmision modifican sus transmisiones basandose en la informacion, un dispositivo de recepcion puede reducir el consumo de potencia reduciendo el tiempo que el dispositivo de recepcion esta escuchando para una transmision desde otro dispositivo. Reduciendo el consumo de potencia, el sistema se permite a sf mismo implementar comunicaciones bidireccionales entre los dispositivos, que requiere tfpicamente mas consumo de potencia que las comunicaciones unidireccionales.
Las lmeas irregulares y elipses halladas entre el panel de control 102 y los dispositivos perifericos 104-110
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representan comunicaciones inalambricas entre el panel de control y los dispositivos perifericos. Las comunicaciones inalambricas pueden implementarse usando frecuencias adecuadas. Por ejemplo, las frecuencias de comunicaciones inalambricas en las bandas de radio industrial, cientffica y medica (ISM) (900 Mhz, 2,4 Ghz y 5,8 Ghz) se ha encontrado que son adecuadas para sistemas de seguridad; sin embargo, pueden implementarse frecuencias alternativas de acuerdo con los detalles particulares del sistema o su implementacion pretendida. Para implementaciones de ejemplo relacionadas con acoplamiento comunicativo y transferencia de datos entre los dispositivos anteriormente analizados de acuerdo con protocolos apropiados, puede hacerse referencia al documento U.S. 7835343 presentado el 24 de marzo de 2006, titulado “Calculating Transmission Anticipation Time Using Dwell and Blank Time in Spread Spectrum Communications for Security Systems”, y a la Publicacion de Solicitud de Patente Europea N.° EP 1 363 260 presentada el 6 de mayo de 2003, titulada “Procede De Communication Radiofrequence Entre Plusieurs Dispositifs Et Systeme De Surveillance Mettant En Ouvre Un Tel Procede”.
Los diversos elementos de los dispositivos perifericos 104-110 y el panel de control 102 se implementan usando una o mas disposiciones de circuitos electricos, procesadores, elementos de memoria, codigo de software, dispositivos de logica programable, interfaces de entrada/salida o combinaciones de los mismos. En realizaciones alternativas (mas espedficas), las realizaciones desveladas en el presente documento se implementan en combinacion con las realizaciones descritas en el documento US 7463145, titulado “Security Monitoring Arrangement And Method Using A Common Field Of View”.
El edificio 100 representa una instalacion para la que se implementa el sistema de seguridad de edificio. Las implementaciones comunes del edificio 100 incluyen, pero sin limitacion, hogares residenciales, tiendas minoristas, edificios de oficinas, edificios gubernamentales, museos y otras instalaciones. Tfpicamente, el sistema de seguridad monitorizara varias localizaciones del edificio 100. Por consiguiente, la Figura 1 representa diversos dispositivos perifericos a lo largo de todo el edificio.
Los dispositivos de comunicaciones perifericos 104-110 pueden tomar la forma de diversos dispositivos diferentes, unos pocos de los cuales se representan en la Figura 1. Por ejemplo, el dispositivo 104 representa un sensor de ventana que puede detectar, entre otras cosas, cuando se ha abierto la ventana o se ha comprometido de otra manera; el dispositivo 106 representa una camara para captura de video; el dispositivo 108 representa una alarma; y el dispositivo 110 representa un periferico movil, tal como un mando inalambrico para interconectar con el panel de control 102 u otro periferico. Estos dispositivos perifericos 104-110 comunican con el panel de control 102 usando comunicaciones inalambricas.
El bloque 112 representa varios elementos que pueden implementarse en los dispositivos perifericos 104-110, incluyendo un bloque transceptor, un bloque de protocolo de mensaje, un bloque de sincronizacion y un bloque de anticipacion de transmision (Tx). Diversas realizaciones de la presente invencion usan uno o mas de estos bloques. En una realizacion de este tipo, un dispositivo periferico transmite inalambricamente una senal usando el bloque transceptor. El dispositivo periferico usa informacion con respecto a un periodo de transmision y el canal de escucha del panel de control en el proceso de transmision.
En una realizacion, los dispositivos perifericos 104-110 transmiten informacion de seguridad de edificio al panel de control 102. Por ejemplo, el dispositivo 106 puede transmitir imagenes de video o informacion de estado de dispositivo al panel de control 102, mientras el dispositivo 104 puede transmitir informacion con relacion al sensor de ventana.
La Figura 1 representa el panel de control 102 como incluyendo un bloque transceptor, un bloque de protocolo de mensaje, un bloque de sincronizacion y un bloque de anticipacion de transmision (Tx). Diversas realizaciones de la presente invencion usan uno o mas de estos bloques. En una realizacion de este tipo, el bloque transceptor se usa para recibir senales desde uno de los dispositivos perifericos 104-110 como una funcion de los intervalos de comunicacion y la frecuencia que usa el panel de control 102 para escuchar transmisiones. La frecuencia de escucha es una de varias frecuencias potenciales disponibles para la comunicacion entre los dispositivos perifericos y el panel de control. Por ejemplo, el sistema puede usar un numero de intervalos de frecuencia contiguos (canales) en una banda de frecuencia adecuada. Un ejemplo de un uso de este tipo incluye 25 o mas canales dentro de la banda de frecuencia de ISM desde 902-928 MHz. Son posibles numerosas otras combinaciones de canales y bandas de frecuencia usando la presente invencion.
Tfpicamente, el panel de control y los perifericos se implementan usando un conjunto similar de elementos como se representa mediante los bloques 102 y 112; sin embargo, diversos componentes pueden implementarse de manera diferente. Por ejemplo, el bloque de sincronizacion puede implementarse de manera diferente en el panel de control frente a los dispositivos perifericos donde el panel de control proporciona informacion de sincronizacion a cada uno de los perifericos y los perifericos deben usar la informacion de sincronizacion para mantener la sincronizacion usando un reloj local. En un ejemplo de este tipo, los perifericos comparanan la informacion de sincronizacion con el reloj local para compensar alguna diferencia entre los periodos de tiempo de los perifericos y el periodo de tiempo del panel de control.
El panel de control 102 y los bloques perifericos 104-110 se representan como teniendo un transceptor; sin
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embargo, el sistema puede implementarse usando variaciones de receptores y transmisores. En algunos casos, el panel de control puede implementarse con unicamente un receptor y los perifericos con unicamente un transmisor. En otros casos, el panel de control puede implementarse con unicamente un transmisor, mientras que los perifericos se implementan con unicamente un receptor. Otras implementaciones permiten que uno o mas de los paneles de control y perifericos tengan tanto un transmisor como receptor (transceptor). Por lo tanto, se usa transceptor en el presente documento para describir un receptor, transmisor o tanto un receptor como transmisor.
La Figura 2 ilustra un dispositivo de seguridad montado en una pared, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion. La presente invencion implica un dispositivo de monitorizacion que incluye un detector de movimiento integrado y un dispositivo de captura de imagen, aunque para entender mas facilmente la realizacion preferida, el diagrama esquematico de la Figura 2 no muestra los componentes como estando integrados. En ciertas implementaciones, el detector de movimiento esta disenado con un detector infrarrojo pasivo (PIR) 202. Aunque pueden usarse otros detectores de movimiento, el analisis restante del detector de movimiento hara referencia a un detector de tipo PIR. El dispositivo de seguridad apunta al detector de PIR en un angulo 212. En una implementacion preferida, el detector 202 se situa a un angulo 212 de aproximadamente cinco grados a un eje horizontal (por ejemplo, paralelo al suelo). El dispositivo de monitorizacion incluye tambien un sensor de imagen 204. Para ciertas implementaciones, la lente del sensor de imagen es una lente de gran angular (por ejemplo, una lente Fresnel). En un ejemplo, el dispositivo de seguridad dirige el sensor de imagen el sensor de imagen 204 en una direccion 210. El sensor de imagen 204 puede orientarse de manera que el lfmite superior 206 del area de vision 208 esta en o cerca de la horizontal, siendo en un ejemplo paralelo al suelo. Mientras se mantiene este lfmite superior comun 206, los dos componentes (es decir, el detector de PIR 202 y el sensor de imagen 204) pueden estar en angulo a diferentes angulos para formar un campo de vision comun. Esto puede ser util para aumentar la cobertura eficaz de los componentes. Por ejemplo, los dispositivos pueden instalarse facilmente puesto que el instalador conoce que la cobertura (mostrada por el campo de vision 208) se extendera horizontalmente desde la altura de los componentes que estan colocados en la pared. Por lo tanto, la altura de instalacion se establece facilmente determinando el punto mas alto para el que se desea cobertura (por ejemplo, nivel de la cabeza). Ademas, una alineacion de este tipo entre componentes puede ser beneficioso puesto que los componentes pueden tener un campo de vision comun. Mas espedficamente, una indicacion de movimiento mediante un sensor de PIR se dirigira para corresponder a la imagen capturada mediante una camara.
La Figura 3 es una vista lateral de un dispositivo de seguridad de imagen en movimiento, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion. En una implementacion coherente con la ilustracion de ejemplo mostrada en la Figura 3, el dispositivo de monitorizacion incluye un alojamiento 302 que contiene una unica placa de circuito 310 para ambos componentes (sensor de movimiento 312 y dispositivo de captura de imagen 314). En una realizacion particular, la placa de circuito 310 es una de una diversidad de placas de circuito impreso (PCB) solidas comunmente usadas. Por ejemplo, la placa de circuito 310 puede implementarse usando una placa de circuito FR4 de 2 capas (o mas) comun que tiene una forma rectangular como se muestra mediante la Figura 3. Muchos componentes de circuito convencionales (por ejemplo, detectores de imagen y dispositivos de PIR) estan disenados para montarse enrasados con una placa de circuito. Por consiguiente, los componentes de circuito convencionales montados en una placa de circuito comun dan como resultado los componentes de circuito que tienen una alineacion comun (por ejemplo, perpendicular a la placa de circuito), como se muestra mediante el angulo 306. Ciertos aspectos de la presente invencion proporcionan el uso de una placa de circuito solida y componentes convencionales de este tipo que tienen diferentes alineaciones. Por ejemplo, un soporte en angulo 502 (mostrado en la Figura 5) se usa en conjunto con la unica placa de circuito 310 para proporcionar el angulo de sensor de PIR representado en 316. Los segmentos cableados 320 y 322 del sensor 312 pasan a traves de y se usan con “agujeros pasantes” para empaquetar el sensor de PIR 312 con la placa de circuito 310. La diferencia de angulo entre los segmentos cableados 320 y 322 y la placa de circuito 310 puede adaptarse usando cualquier numero de tecnicas. Unas pocas tecnicas de ejemplo incluyen, sin limitacion, doblar los segmentos cableados 320 y 322, usando orificios en la placa de circuito 310 suficientemente largos para permitir la entrada en angulo de los segmentos cableados 320 y 322, usando orificios en angulo en la placa de circuito 310 y sujetar los segmentos cableados a un lado de la placa de circuito usando soldadura, tornillos o tecnicas de sujecion similares. Cada lado de la placa de circuito 310 incluye areas 328 y 330 para montar circuitena tal como circuitena de manipulacion de senal de PIR y circuitos transceptores de frecuencia de (RF) (componentes discretos y/o integrados) y la antena 331. De manera similar, la placa de circuito 310 incluye areas para montar un dispositivo relacionado con captura de imagen (por ejemplo, lente) 332 y un procesador de video 334 programado para procesar (manipular) imagenes capturadas.
En una aplicacion mas particular, la RF y circuitos relacionados montados en la placa pueden disenarse y programarse para implementar la comunicacion y operaciones relacionadas de una manera coherente con una o mas realizaciones desveladas en el documento de patente de Estados Unidos anteriormente mencionado US 7835343, presentado el 24 de marzo de 2006, y titulado “Spread Spectrum Communications for Building-Security”.
Las Figuras 4A-4B y la Figura 5 ilustran diversas vistas de una realizacion del dispositivo de monitorizacion mostrada en la Figura 3. La Figura 4A ilustra LED de tipo IR (diodos de emision de luz infrarrojos o IRED) 410 y 412 que emiten luz como se usa mediante el dispositivo de monitorizacion para captura de imagen de vision nocturna. La Figura 4B es una vista inferior de un dispositivo de este tipo que orienta los LED 410 y 412 para fines de seguridad
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de imagen en movimiento. Un sensor, tal como la captura de imagen 314 y detector de PIR 312 captura el IR reflejado. La Figura 4A muestra dos posibles patrones de iluminacion 420 y 430 para IRED 410 y 412. 420 muestra un primer patron de iluminacion donde las bases de los IRED son paralelas entre st Un patron de este tipo resultana del montaje convencional en una PCB comun. 430 muestra un segundo patron de iluminacion que tiene menos solapamiento de iluminacion y proporciona un angulo de iluminacion mas amplio. Esto se consigue poniendo en angulo los IRED lejos unos de los otros. Un patron de iluminacion en angulo de este tipo puede conseguirse usando tecnicas similares a aquellas analizadas en relacion con el sensor de PIR 312 y como se analiza adicionalmente en el presente documento.
La Figura 5 una vista en perspectiva de una pieza de soporte interno 500 de un dispositivo de seguridad de imagen en movimiento, de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion.
El soporte del sensor de PIR de la Figura 5 esta conectado con el cuerpo de la parte de plastico principal
(estructural) 516 usando nervaduras extrafbles 512. Estas nervaduras 512 pueden cortarse para obtener acceso a la placa de circuito 310, por ejemplo, para hacer reparaciones, sin interferir con el sensor de PIR 312. Las nervaduras 512 permiten acceso a la circuitena sin necesidad de desoldar el sensor de PIR o perturbar potencialmente el angulo de sensor de PIR como se representa en 316 de la Figura 3. El dispositivo de captura de imagen puede ser de tipo de dispositivo montado en superficie (SMD) y soldarse usando un proceso de reflujo. La placa de circuito (310 de la Figura 3) esta unida, por ejemplo, enganchada, a la parte de plastico principal 516 y la combinacion de placa-soporte esta insertada en el alojamiento 302 del dispositivo de seguridad de imagen en movimiento con cada uno de los componentes de deteccion en angulo para proporcionar un campo de vision comun. El alojamiento 302 se muestra
en general en la Figura 3, y para una vista mas particular de un alojamiento de este tipo, puede hacerse referencia al
Diseno de Estados Unidos N.° 555528, presentado el 24 de marzo de 2006, titulado “Mountable Security Detector”.
En una realizacion de la presente invencion, el reflejo parasitario de la luz puede reducirse usando una pared delgada 510. En una realizacion preferida, esta pared 510 tiene una forma de cono que minimiza efectos adversos al patron de vision del sensor de PIR.
Coherente con otra realizacion de la presente invencion, el desplazamiento de los diversos sensores y dispositivos de iluminacion puede incorporarse en el alojamiento 302. Mas espedficamente, los soportes de IRED 506 pueden incluir porciones de desplazamiento 504 y el soporte de PIR 502 puede incluir la porcion de desplazamiento 508. Pueden implementarse diversas soluciones de desplazamiento dependiendo del componente que se este usando y el diseno de alojamiento.
Ciertas realizaciones incluyen un alojamiento compacto que implica la miniaturizacion de la circuitena y los componentes del dispositivo de seguridad de imagen en movimiento. Para obtener un dispositivo global compacto, los componentes electronicos se ensamblan en ambos lados de la placa de circuito. En ciertas implementaciones, la colocacion incluye el sensor de imagen localizado en un lado superior del procesador de video localizado en el lado opuesto. Por lo tanto la longitud de las conexiones entre el sensor de imagen y el procesador puede reducirse para evitar ruido de senal. Ademas, para reducir la interferencia electromagnetica (EMI), los componentes “con ruido” (por ejemplo, componentes de video, sensor de imagen, procesador de video, memoria) estan localizados cerca de una porcion de la placa tal como la parte inferior, mientras que los circuitos de acondicionamiento de RF y PIR estan localizados cerca de otra porcion tal como el extremo superior.
El sensor de imagen se usa en relacion con dos diodos de emision de luz infrarroja (IRED) para proporcionar vision nocturna y captura de imagen en entornos deficientes en luz. En ciertas implementaciones, estan localizados cerca del sensor de imagen, de una manera simetrica, para distribuir equitativamente la energfa infrarroja. En ciertas otras implementaciones los IRED no estan situados horizontalmente sino que en su lugar tienen bases en angulo o soportes para proporcionar una distribucion infrarroja que reduce el solapamiento entre los dos IRED en el eje central y aumenta el angulo de iluminacion. Los IRED pueden extraer tambien un nivel alto de corriente, que limita el uso de tipos de SMD pequenos, que no pueden disipar alta potencia. En su lugar, se usa el tipo de agujero pasante. Esto tambien es ventajoso para permitir flexibilidad en los angulos de iluminacion proporcionados mediante los IRED.
Los rastros de los agujeros pasantes comunes crean dificultades al colocar el procesador de video cerca (pero en un lado opuesto de) del sensor de imagen. En ciertas implementaciones, se usa una pieza de soporte de plastico para superar estas dificultades. Por ejemplo, los IRED se situan adaptando soportes de IRED en el soporte de plastico para orientar los angulos deseados de los IRED, y evitar de esta manera la soldadura del agujero pasante IRED durante la colocacion inicial. Los segmentos de IRED (agujero pasante) pueden doblarse y usando un tornillo 404 para crear presion en los segmentos de cada uno de los IREd formando de esta manera un contacto electrico con la placa de circuito. En una implementacion, estos dos tornillos sirven tambien para sujetar el soporte de lente sensor de imagen 514 apretado a la placa de circuito para reducir luz parasitaria debido a los huecos entre la placa de circuito y el soporte de lente.
Los tornillos anteriormente analizados pueden usarse para tanto apretar la fijacion de soporte a la placa de circuito, como para situar la camara optica entre el sensor de imagen y la lente, y para presionar los segmentos IRED a la
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placa de circuito para obtener un buen contacto. La soldadura se evita entonces opcionalmente para la sujecion de IRED y los orificios metalizados normalmente requeridos para un rastro de agujero pasante tampoco son necesarios. Esto libera espacio en el lado opuesto de la placa de circuito para situar el procesador de video (por ejemplo, un DSP).
De acuerdo con otra realizacion, los diversos componentes pueden integrarse independientemente de una unica placa de circuito no ajustable. Por ejemplo, puede usarse una placa flexible para proporcionar diferentes angulos para los IRED, la camara y el detector de movimiento. Estas y otras realizaciones incluyen el uso de un circuito de control de potencia que se usa en conjunto con un circuito de batena. El circuito de control de potencia responde a diversas senales de control reduciendo el consumo de potencia del dispositivo. Esto es particularmente util para implementar un dispositivo auto-alimentado que opera durante periodos de tiempo aumentados sin sustituir, recargar o complementar de otra manera potencia para el dispositivo.
En un ejemplo, el circuito de control de potencia recibe senales de control desde el controlador central. En respuesta a las senales de control el circuito de control de potencia puede implementar uno cualquiera de un numero de diferentes tecnicas de ahorro de potencia. Una tecnica tal implica colocar el dispositivo en estado de potencia reducida desactivando o reduciendo de otra manera el consumo de potencia mediante uno mas del detector de movimiento, la camara y el IRED. Por lo tanto, el circuito de control de potencia puede mantener el estado de potencia reducida hasta que se reciba una senal de control que solicita al dispositivo dejar el estado de potencia reducida. Una senal de control de este tipo puede provenir desde el controlador central o desde otras fuentes, tales como un mando inalambrico o un sensor de intrusion. La logica adicional puede controlar adicionalmente los diversos estados de potencia. Por ejemplo, el detector de movimiento puede activarse en respuesta a una senal de control, mientras se mantiene la camara desactivada hasta que se detecta movimiento. Esto puede reducir tambien la capacidad de intrusion del sistema de seguridad minimizando el tiempo durante el que se capturan las imagenes. En otro estado de reduccion de potencia, las capturas de imagen pueden reducirse en frecuencia. Por ejemplo, en lugar de capturar una imagen cada segundo, el dispositivo podna configurarse para capturar y/o transmitir una imagen cada minuto. Esto puede reducir significativamente el consumo de potencia medio durante un periodo de tiempo.
En otro ejemplo, el circuito de control de potencia controla la transmision de imagenes desde la camara al controlador central. La circuitena de transmision inalambrica puede requerir una cantidad de potencia significativa para operar. Por lo tanto, la transmision de grandes cantidades de datos puede requerir periodos extensivos de actividad de transmision y extraccion de potencia correspondiente. Una tecnica empleada mediante el dispositivo se realiza mediante logica de compresion que reduce el tamano de los datos de imagen a transferir. Otra tecnica implica logica para limitar los datos transmitidos a imagenes necesarias. Por ejemplo, el dispositivo puede estar activado para capturar imagenes cuando se acciona un sensor de puerta o de ventana; sin embargo, las imagenes capturadas no necesitan enviarse si se proporciona un codigo de autorizacion correcto por la persona que acciona el sensor. Pueden usarse diversas otras implementaciones de logica para reducir las transmisiones innecesarias de imagenes capturadas. Otra tecnica mas implica el uso de protocolos de toma de contacto eficaces entre los dispositivos. Muchos protocolos de comunicacion requieren que uno o mas de los dispositivos tengan periodos extendidos de escucha o envfo para sincronizar comunicaciones entre dispositivos. Un protocolo de toma de contacto eficaz puede usarse para reducir los tiempos de sincronizacion que conducen a ahorros de potencia significativos. Para detalles adicionales de un protocolo de este tipo, puede hacerse referencia al documento de Estados Unidos 7835343 presentado el 24 de marzo de 2006, titulado “Spread Spectrum Communications for Building-Security”.
En otras realizaciones, el dispositivo de seguridad de imagen en movimiento puede usarse para capturar imagenes tanto en luz diurna como usar tecnologfa de vision nocturna. En entornos con suficiente luz, el sensor de imagen puede capturar imagenes en color. Ademas, el dispositivo de captura de imagen incluye una camara que puede obtener tambien instantaneas en blanco y negro en entornos de baja luz tal como de noche usando un iluminador infrarrojo. Esto puede conseguirse con un sensor de imagen en blanco y negro puesto que los sensores de imagenes en color integran un filtro, que rechaza la longitud de onda de IR para mantener la fidelidad del color. En ciertas implementaciones, se usa un sensor de imagen de color con filtros de color espedficos. La Figura 6 muestra un grafico de respuestas de filtro (ilustradas mediante las lmeas que representan los colores verde 604, rojo 602 y azul 606), de acuerdo con una realizacion de ejemplo de la presente invencion. Las respuestas de los filtros ilustrados muestran que en la longitud de onda de IR, la sensibilidad de cada color esta equilibrada, y esta cerca de la sensibilidad en el espectro visible. Esto permite vision nocturna con los iluminadores de IRED donde la senal de color se ignora, y unicamente se usa la senal de luminiscencia para obtener instantaneas de blanco y negro.
Otra realizacion permite multiples posibilidades de captura de imagen en entornos de luz diurna. Si el nivel de luz de IR es bajo (por ejemplo, luz de interior con lamparas fluorescentes), la fidelidad de color sera buena puesto que la respuesta a cada color no se vera afectada excesivamente por la luz de IR y la camara puede capturar imagenes de color. Si el nivel de IR es alto (por ejemplo, lamparas incandescentes o exposicion directa al sol), la fidelidad de color del sensor de imagen puede verse afectada adversamente por la luz de IR, y la camara puede entregar imagenes en blanco y negro. En otras realizaciones mas, toda la adquisicion de imagen opera usando las senales de color mientras una estacion de monitorizacion remota (por ejemplo, PC) determina si se presentaran las imagenes en
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blanco y negro o en color.
En ciertas implementaciones, el dispositivo de captura de imagen se inicializa con multiples modos de operacion. Por ejemplo, en un modo automatico, una vez que se arma el dispositivo de captura de imagen, el dispositivo empezara la adquisicion de imagen de video tan pronto como el detector de movimiento detecte movimiento. En otro ejemplo, en un modo de panel de control el dispositivo de seguridad de imagen en movimiento envfa una notificacion de intrusion al panel de control y espera un comando de adquisicion de video desde el panel. La adquisicion de video y transferencia de video al panel de control son dos acciones independientes. Esto permite al dispositivo de captura de imagen obtener imagenes de video en una zona retardada, antes de que se desarme el sistema. Si el desarme se hace antes del final de un retardo, el video se borrara; de otra manera el panel de control solicitara los datos de video y enviara los datos de video a una estacion de monitorizacion remota.
En ciertos casos, una transferencia de video requiere varias veces mas potencia que la adquisicion de video. El dispositivo de captura de imagen puede transferir datos de video en una solicitud del panel de control a traves de un canal de radio. El panel de control puede solicitar tambien el borrado de video en memoria puesto que la transferencia de datos de video puede tomar mas de dos minutos, durante el tiempo de transferencia, una destruccion del dispositivo de captura de imagen dara como resultado la perdida del video restante almacenado en una memoria RAM. Puede usarse una memoria no volatil (por ejemplo, de tipo Flash) para duplicar los datos de video inmediatamente despues de la adquisicion o durante ella. El tamano pequeno del chip de Flash (por ejemplo, SO8) lo hace diffcil de romper, y por lo tanto, aumenta la probabilidad de que los datos de video se recuperen en caso de que el dispositivo se este danando por un intruso.
Los diversos circuitos y logica descritos en el presente documento pueden implementarse usando una diversidad de dispositivos incluyendo, pero sin limitacion, componentes de logica discreta, componentes analogicos, procesadores de fin general configurados para ejecutar instrucciones de software, dispositivos de logica programable y combinaciones de los mismos.
Aunque se han descrito ciertos aspectos de la presente invencion con referencia a varias realizaciones de ejemplo particulares, los expertos en la materia reconoceran que pueden realizarse muchos cambios a las mismas sin alejarse del alcance de la presente invencion. Los aspectos de la invencion se exponen en las siguientes reivindicaciones.
Claims (14)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un dispositivo de captura de imagen integrado (106) para un sistema de seguridad, comprendiendo el dispositivo de captura de imagen integrado (106):un circuito de batena;un circuito para recibir senales de control inalambricas;un circuito de control de potencia, sensible a la recepcion de las senales de control inalambricas, para controlar eluso del circuito de batena;una camara (314);un detector de movimiento (312);una estructura de placa de circuito (310, 502) que integra electricamente la camara (314) y el detector de movimiento (312), en el que la estructura de placa de circuito (310, 502) incluye una placa de circuito (310) en la que esta montada la camara (314) y un soporte en angulo (502) en el que esta montado el detector de movimiento (312), estando montado el detector de movimiento (312) en el soporte en angulo (502) de manera que el detector de movimiento (312) apunta en una primera direccion y estando montada la camara (314) en la placa de circuito de manera que la camara (314) esta dirigida en una segunda direccion diferente; ylogica para sincronizar la transmision de datos entre el circuito para recibir senales de control inalambricas y el controlador (102).
- 2. El dispositivo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un alojamiento y en el que la al menos una placa de circuito (310), el detector de movimiento (312) y la camara (314) estan asegurados en el alojamiento de manera que el detector de movimiento (312) y la camara (314) proporcionan un campo de vision comun.
- 3. El dispositivo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un cable de cinta para integrar el detector de movimiento (312), la camara (314) y la placa de circuito en el que estan montados el detector de movimiento (312) y la camara (314).
- 4. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que el circuito de control de potencia es sensible al controlador (102), para limitar el consumo de potencia del circuito de batena, en el que el dispositivo (16) incluye un alojamiento (302) que asegura al menos una placa de circuito (310) y una fuente de alimentacion independiente, y que esta adaptado para dirigir el detector de movimiento (312) en un angulo a lo largo de un plano sustancialmente horizontal (206) y para dirigir la camara (314) en una direccion hacia abajo para cubrir un area debajo del plano sustancialmente horizontal.
- 5. El dispositivo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente:dos emisores infrarrojos (410, 412) integrados con una superficie de la al menos una placa de circuito (310) usando una o mas conexiones cableadas (320, 322); ydos soportes que dirigen uno de los emisores infrarrojos en un angulo diferente de un angulo del otro emisor infrarrojo, opcionalmente en el que los emisores infrarrojos (410, 412) estan dirigidos lejos uno del otro, aumentando de esta manera un angulo de iluminacion desde ambos emisores, con relacion a un angulo de iluminacion para ambos emisores dirigidos paralelos entre sf y en el que los emisores infrarrojos estan conectados electricamente a una de la al menos una placa de circuito (310) usando un tornillo que conecta tambien ffsicamente un procesador de video (334) a la placa de circuito; o en el que los emisores infrarrojos (410, 415) estan dirigidos lejos uno del otro, aumentando de esta manera un angulo de iluminacion desde ambos emisores, con relacion a un angulo de iluminacion para ambos emisores dirigidos paralelos entre sf y en el que los emisores infrarrojos estan conectados a una de la al menos una placa de circuito (310) usando un tornillo.
- 6. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que el soporte en angulo (502) dirige el detector de movimiento (312) en la primera direccion, e incluye nervaduras extrafbles (512) para retirada del soporte.
- 7. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que la al menos una placa de circuito (310) incluye un procesador de imagen (334) y en el que el procesador de imagen y al menos parte de un circuito de comunicacion estan localizados en un lado de la placa de circuito opuesto a un lado de la placa de circuito desde el que estan dirigidos el detector de movimiento (312) y la camara (314).
- 8. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que el dispositivo incluye un alojamiento (302) que soporta la placa de circuito (310) y que incluye una porcion con forma de cono (510) para reducir que alcance la luz parasitaria el detector de movimiento (312).
- 9. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que el detector de movimiento (312) es un detector de infrarrojos pasivo.
- 10. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que el dispositivo esta dispuesto para capturar instantaneas en un modo de blanco y negro y en un modo de color.510152025
- 11. El dispositivo de la reivindicacion 10, en el que durante las condiciones de luz baja, el dispositivo opera en el modo de blanco y negro usando la luz proporcionada mediante los emisores infrarrojos (410, 412) localizados en la placa de circuito (310) y en el que, durante condiciones de luz alta, el dispositivo es seleccionable para operar en cualquiera del modo en blanco y negro o en el modo de color.
- 12. Un metodo para usar un dispositivo de captura de imagen integrado (106) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2.
- 13. Un sistema de seguridad que comprende un controlador (102) para comunicar con dispositivos de monitorizacion de seguridad (104-110) y que comprende un dispositivo de captura de imagen integrado (106) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo opera en un primer modo de potencia y en un segundo modo de potencia bajo el control del circuito de control de potencia y en el que el primer modo de potencia reduce el consumo de potencia de uno o mas de la camara (314), el detector de movimiento (312) y el circuito para recibir senales de control inalambricas con respecto al consumo de potencia de dichos uno o mas de la camara, el detector de movimiento y el circuito para recibir senales de control inalambricas que operan en el segundo modo de potencia, incluyendo ademas opcionalmente el dispositivo logica para comprimir datos de imagen capturados mediante la camara, e incluyendo ademas opcionalmente una memoria temporal para almacenar imagenes capturadas y logica para seleccionar una porcion de las imagenes capturadas almacenadas a transmitir al controlador (102) y una segunda porcion de las imagenes capturadas almacenadas que no se transmiten al controlador.
- 14. Un sistema de seguridad que comprende un controlador (102) para comunicar con dispositivos de monitorizacion de seguridad (104-110) y que comprende un dispositivo de captura de imagen integrado (106) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la logica de sincronizacion identifica tiempos periodicos durante los que tiene lugar la comunicacion entre el dispositivo de captura de imagen (106) y el controlador (102) y en el que el circuito de control de potencia desactiva el circuito para recibir senales de control inalambricas durante tiempo no identificado como los tiempos periodicos.
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