TW594599B - Automatic image-tracking monitoring system and the camera device - Google Patents

Description

594599 五、發明說明（1) (一）、【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種監看系統，特別是關於一種可全方 位監看，且自動搜索、追蹤影像及發出警報之監看系統。 (二）、【先前技術】

按，習知監看系統係將一攝影機設置於一特定位置， 只能監看一特定的視角範圍，具有監視死角之缺失；且習 知自動控制器除了將大樓自動控制系統串接影像監 外’其他附加功能有限，如傳統保全攝影機祇能地做 記錄，而無法在出現某些異常影像時，主動向外警告或 援，更無法自動判斷入侵狀況發出警報。

而具有自動追蹤功能之監看系統，如中華民國發明專 利申請案號第0881 04495號之「智慧型影像監視系統 其係包括多個偵測器及多個影像接收器單元，以龄視一界 定區内的入侵，其輸出訊號由一處理及控制電路ς行處， 理，處理後之訊號由一無線發射器傳送，另有一盔線接 器單元用以接收無線發射器所傳送之訊號。其中y 個影像接收器單元之配置，藉以在360度之所有方向上監^ 視，再由一處理及控制電路自動追蹤在界定區内移動的物 然而，該專利前案之所以能夠達到360度全方向之於 視，係藉由多個影像接收器單元之陣列設置來達到此^ 果’不僅致使整個影像監視系統龐大且複雜，且成本高 昂；再者，偵測器與影像接收器單元係為二種個別的裝

594599 五、發明說明（2) 置故彳貞測器僅能被動等待入侵才能彳貞測到，無法主動偵 動並追入侵物。 有鐘於此，本發明係針對上述之問題，提出一種影像 動追蹤監看系統，以克服習知缺失。 (三）、【發明内容】 本發明之主要目的，係在提供一種影像自動追蹤監看 系統’其係藉由可做3 6 0度迴旋及俯仰全方位旋轉之單一 攝影裝置，即可達成監看無死角之功效，並具有成本低之 優點’以克服習知智慧型監看系統龐雜且成本高之問題。· ^ 本發明之另一目的，係在提供一種影像自動追蹤監看 系統’其攝影裝置係具有主動搜索及追蹤入侵物體之功 效0 本發明之再一目的，係在使監看系統結合觸動偵測器 之设置’以提供一種具有警戒及遠端即時警報作用之影像 自動追蹤監看系統。 x 本，明之又一目的，係在提供一種影像自動追蹤監看 糸統，藉由感知預設之感測器被觸發，係可使攝影裝置朝 向預定方位，並進行搜索與追蹤之功用。 少本發明之又一目的，係在提出一種可做3 60度旋轉之 裝#^ ’以克服習知攝影機因線路纏繞問題而無法做 360度％轉之困擾。 、，發，之又一目的，係在提出一種攝影裝置，其指向 可、月向一度空間中任何方向，其位置中心基準點為球面

594599 五、發明說明（3) 座標的球心，而便於數學運算。 根據本發明，一影像自動追蹤監看系統係包括一攝影 ^置’其係可做3 6 〇度旋轉之攝影，該攝影裝置攝取之影 "，以一傳輸模組傳輸出去；一影像處理裝置係用以處理 ^ f傳，权組輸入之影像訊號而輸出一組控制訊號，並使 :=報模組及該攝影裝置根據該組控制訊號發出警報訊息 及作動。 料it，該攝影裝置係包括一平台，至少-支架設置在 ^ ，在支架之上侧邊設有至少一容置座體，且在支 係以一旋轉接頭連接，且藉由至少-轉動 座體可做360度旋轉；另有-攝影機係設 置在谷置座體内，且與該容置座體一同作動。 容易的圖式詳加說明，當更 效。月之目的技術内容、特點及其所達成之功 (四）、【實施方式】 本發明係藉由可做360度全 合數位影像處理以警戒、自叙她」轉之攝衫裝置，配 .. 自動搜索並追縱人yf季目；)：#，〇 B無線通訊模組即時發出:且Μ 安全。 ，《税用以保濩特定區域之 如第一圖所示，盆係糸士 影像自動追蹤監看系統係方塊示意圖，-360度全方位旋轉之攝影攝二裝置1〇，其係可做 攝〜裂置1 0之立體結構與:旋轉 594599 五、發明說明（4) 作用將詳述於後；攝影裝置1 0攝取之影像訊號係透過一傳 輸模組12傳送至一影像處理裝置14。影像處理裝置14包括 有一微處理器20，以控制影像處理裝置14内其他各元件之 作動，微處理器20連接有一訊號處理模組16、一儲存單元 18、一顯示單元15及一組控制介面22，分別為一警報介面 222、一馬達控制介面224及一操控介面226，其中，警報 介面222及馬達控制介面224通常為RS-232介面；操控介面 226則提供使用者手動設定攝影參數、鏡頭伸縮及運作模 式等控制因數。藉由訊號處理模組丨6處理解算該影像訊 號，且由微處理器20發出警報控制及馬達控制訊號，並透 過警報介面2 2 2及馬達控制介面2 2 4分別將該些控制訊號傳 輸至對應之警報控制單元26及攝影裝置1〇，儲存單元18係 用以儲存該影像訊號及控制訊號等數位資料，顯示單元i 5 係用以顯示影像及系統動作狀態。 其中’傳輸模組12可為電纜線，亦可為一無線傳輸模 組’此無線傳輸模組包含一發射端及一接收端，且發射端 係設置在攝影裝置1 〇上，接收端係設置在影像處理裝置i 4 上’以利用發射端將攝影裝置丨0攝取之影像發射出去，且 由接收端接收該影像訊號而輸入影像處理裝置丨4。 另有一警報模組24係透過警報介面222與影像處理裝 置14相連接，在警報模組24内設有一警報控制單元26，其 連接有一聲光警示模組28、一無線通訊模組30、一遙控開 關32、一感測器33及一觸動偵測器34。警報控制單元係 負責警報模組24内各元件作動流程之控制；其中，警報控

594599 五、發明說明（5) =元26透過警報介面222係接收由影像處理裝置 = :訊號’且根據該控制訊號來控制聲光警示模组 28發出聲音及燈光閃爍之警報訊息。盔線 ^含90_2、180_2及19〇_2三頻之gsm°模組，設^ =曰，訊及收發簡訊功用，可預設4組通報電話號碼； ^藉由-控制端36透過無線通訊模蝴係可切換罄報控 = 之作動料為待m警戒模 ^ :控開關32係受控於控制端36以控制警報模組“之開/ :2控制端36透過遙控開關32亦可切換警報控制單元⑼ 為待機模式、警戒模式或搜索模式。感測器33 :吊”：開Μ、煙霧警報器及溫度警報器等，藉由感測 :33:δ又置以偵測入侵或異常動作，可即時發出遠端馨 報，並透過影像處理裝置14驅使攝影裝置1〇朝向預設^方 行？索與追蹤。觸動偵測器34通常為高靈敏度之 ::開關，精由觸㈣測器34之設置係用以偵測暴力破壞 動作，可即時發出遠端警報。 明再參閱第一圖所示，其係為本發明之攝影 〇 立體結構示意圖，攝影裝置1〇包括一平台38，在平台“上 垂直设有一支架40，在支架4〇之上側邊連接有一 u型之容 置座體42 ’以容設一攝影機（圖中未示），攝影機可連設一 鏡頭控制馬達（圖中未示）’以控制攝影機之鏡頭的拉遠/ 近，在谷置座體42與支架40間枢設有一旋轉接頭44，以利 用旋轉接頭44連動容置座體42做垂直方向的36〇度旋轉； 在平台38上且在位於支架40之下側邊設有一俯仰步進馬達 Η 第9頁 594599 五、發明說明（6) 46 ’並以〜皮帶（圖中未示）連接旋轉接頭44外圍之皮帶輪 48 ’以藉由俯仰步進馬達46之驅動且同時透過旋轉接頭44 之極接’帶動容置座體42可做垂直方向之360度旋轉。 其中’在平台38上更可垂直設置一支架40’ ，支架 40’係與支架40平行相對，且使容置座體42位於該二支架 40、40’之間，以增加容置座體42旋轉時之穩定度。另 外’攝影機係可朝向三度空間中任何方向，且攝影機之空 間座標位置中心基準點為球面座標的球心，以便於數學運 算。 此外，在平台38下方設有一中空座體5〇，在中空座體 50内設有一迴旋步進馬達52，並以一皮帶（圖中未示）連接 一位於平台38下方之皮帶輪54，以藉由迴旋步進馬達52之 驅動進而帶動平台38做水平方向之3 60度旋轉。另，在中 空座體50下方設有四腳座58，以使攝影裝置1〇運作時，藉 由腳座58提供穩定作用，而不產生晃動，以保持影像之清 晰度。上述俯仰步進馬達50及迴旋步進馬達52係具有微步 進控制功能，且係透過馬達控制介面224接受影像處理裝 置1 4送出的位置及速度命令而平滑地轉動與定位，以達到 保持影像穩定之功效。 上述旋轉接頭44之結構係如第三、四、五圖所示，分 別為旋轉接頭之立體結構示意圖及其正面與側面之剖視刀 圖’旋轉接頭44係具有一圓筒形本體70，在本體7〇内設有 四個沿軸向延伸之環狀空間72，在環狀空間72内填充^ 一 導電液體74 ’且在本體70二端内位於環狀空間72二端緣處

五、發明說明（7) 旋轉；藉 線78且穿 46形成電 且為流體 定不動， 因此 置在機械 作用之特 之功效以 利用複數 此，本發 功效，並 有系統簡 由從其 過圓形 連接。 之特性 故導電 ’利用 設計上 性，進 及監看 陣列排 明不但 可克服 單且成 各設有一圓形密封片76，且 中二環狀空 密封片76， 因此旋轉接 ，使圓形密 線7 8不會纏 旋轉接頭之 可具有馬達 而達到攝影 無死角之目 設之攝影機 利用單一攝 習知監看系 本低之優點 其係可在本體70之徑向方向上 間72之二端緣處各拉出一導電 以便與攝影機及俯仰步進馬達 頭44係利用導電液體74可導電 封片76旋轉時，本體7〇係為固 繞在一起。 連接及馬達之驅動，使攝影襄 控制彳έ说及電源線不影響旋轉 機具有3 6 0度旋迴及俯仰旋轉 的，與習知技藝相較，習知係 來達到360度監看的作用，因 影裝置即可達成監看無死角之 統龐雜且成本高之問題，而具 士在說明完本發明之系統結構及連接關係後，接下來， 接_說明本發明影像自動追蹤監看系統的作動模式與作用 關係，為使說明更易於了解，以下之無線通訊模組3〇將以 GSM/莫組30’辅助說明之。如第六圖所示，係為本發明之待 機模式、警戒模式、搜索模式及追蹤與警報觸發模式之切 換運作的示意®，同時請參第一圖所示，系統在開啟電源 後，經自測後即進入待機模式6〇，等待控制端36經由遙控 開關32或GSM模組3 0,設定進入警戒模式μ或搜索模式63。 §警報控制單元2 6接收到進入警戒模式6 2 /搜索模式6 3之 矾息後’即發出指令給影像處理裝置14及GSM模組30，進入 五、發明說明（8) 下戒ί:6』/制搜索—模式63 ;而在警戒模式62/搜索模式63 30,發出的工解除由遙控開關32或GSM模組 其中，息’即又恢復為待機模式6〇。 中在待機椒式6〇下，係不轉動摄旦彡嬙又、隹―少你考 理計算，鑿報於制ϋ 9β > τ，動攝衫機、不進仃影像處 測琴3 4 Μ ί 不對感測器3 3之觸發及觸動谓 只J杰〇54之偵測做回應。 影機ΐ:二戒模式62係在於執行警戒之作用，且透過攝 之動作11:态、3來偵測入侵目標。系統進入警戒模式62後 時在2主係為.當系統由待機模式60進入警戒模式62 ί付i進行攝影機定位’定位完成後攝影機朝向預設之 壯影機攝取之影像訊號經由傳輸模組12傳送至影像 二私、置14後，每次比對2張影像，以找出晝面中是否有 私B =目標。若未找到移動之目標則繼續警戒；若發現移 助目標，則進入追蹤與警報觸發模式64。 搜索模式63係在於執行搜索之作用，且透過攝影機來 則入k目標。系統進入搜索模式6 3後之動作流程係詳述 Z ·备系統由待機模式6 0進入搜索模式6 3時，係先進行 〜機定位’定位完成後再利用攝影機進行搜索。攝影機 攝取之影像訊號經由傳輸模組丨2傳送至影像處理裝置丨4 係由其内之訊號處理模組1 6進行處理解算；其中，攝 〜機在進行搜索時，利用俯仰步進馬達4 6及迴旋步進馬達 52之驅動係以每1〇秒3〇步的速度進行搜索（每步轉動的角 度可經由使用者設定），每次到達定點時攝取2張影像，且 將該影像之訊號傳送至影像處理裝置丨4内以進行比對，並

第12頁 594599 五、發明說明（9) 攝$:::子：：移動之目標。若未找到移動之目標則將 之路徑移動至下-定點繼續搜索；若發 二目私，則進入追蹤與警報觸發模式64。 戍測=之=索=63下’警報控制單元26同時亦接收 訊息單；2感6測器33被入侵動作觸發，旋即回覆 器33偵測到的入侵或里i狀：在=攝影裝置10或感測 影裝置η攝取之影像進行匕處處理裝置14將攝 像處理裝置π將立即發"標時’影 行追縱，影像處理裝置14 = 對入侵目標進 1〇㈣次的計算速： =位置及移動速度以 ^ 4± q ^ ^ ^ ^异攝衫機移動的下一個定點，以 位费像：舒％ ΪΙί ;此時’影像處理裝置14亦啟動數 裝置14内之微處理器2°將影像資 :面222回應警報訊號給警報控制單元⑼，並由制報 :兀26控制聲光警示模組28發出聲光警報 :元26透糊模組3。，撥出預設電話號碼以發：制 糟由感測器33偵測到入侵或異常狀況時，追蹤盥盤 2模式64被啟動，使攝影裝置1〇轉向至預設之方;立：二 目標之搜索與追蹤。其中’若在感測器則 ，動作之際’攝影機已進行目標追蹤，則繼續追蹤目j 之目標，不再轉動至被觸發之感測器33對應的方位；若^ m~^m 第13頁 594599 五、發明說明（ίο) 同之感測器3 3均偵測到侵入動作時，攝影機係轉向至最新 被觸發的感測器3 3對應的方位，以進行目標搜索。 此外’當觸動偵測器3 4偵測到暴力破壞動作時，警報 控制單元26同樣亦發出聲光警報，及透過GSM模組3〇,撥號 給預设電活使用者以發出入侵警報。 上述攝影機在追蹤目標時，若經過1分鐘均未再追縱 到入侵目標，則轉向感測器33對應之方位搜索持續2分 鐘，若仍未偵測到入侵目標，則回到先前已設定之警戒模 式6 2或搜索模式6 3繼續動作。 β 、 其中，女全人員在收到警報訊息後，係可透過電話解 除追蹤與警報觸發模式64或抵達現場利用遙控開關32解除 本模式。若入侵警報未解除，則以預設間隔時間重複發出 入侵警報直到解除本模式或收到停送警報命 χ 另外，在追縱與警報觸發模式64下“=程紀錄 數位影像，直到解除本模式或影像儲存媒體滿載乂 綜上所述·，本發明為一智慧型監看系統，係可達成下 1 ·機械結構具有旋迴及俯仰均可之3 6 〇 旋轉死角。 度旋轉的設計 無 係可對特定方 按照預定的搜 到移動或異常 2·具有警戒目標能力，系統在警戒模式時， 向尋找在區域内移動或異常的目標。 3 ·具有搜索目標能力，系統在搜索模式時， 索路徑尋找在區域内移動或異常的目枳。 4·具有追蹤目標能力，若在警戒或搜^時找 594599 五、發明說明（11) 的目標’則進入追縱與 動的位置及速度，以控 像的中央。 5 ·具有影像記錄的功能 時係同步紀錄數位影像 曰後參考。 6·結合無線通訊模組發 7·結合感測器，當感測 端發出警報，並同時將 以搜索並追蹤目標。 8 ·結合觸動偵測器，當 模組發出即時遠端警報 以上所述係藉由實 使熟習該技術者能暸解 定本發明之專利範圍， 精神所完成之等效修飾 請專利範圍中。 圖號說明： 1 〇攝影裝置 1 4影像處理裝置 1 6訊號處理模組 2 0微處理器 2 2 2警報介面 2 2 6操控介面 ::f發模式，系統將解算目標移 ,衫機的移動，使目標保持在影 ，當系統進入追蹤與警報觸發模式 將追縱之目標影像加以紀錄以供 出即時遠端警報訊息。 器被觸發時，透過無線通訊模組遠 攝影裝置轉向感測器對應之方位， 偵測器被觸發時，係透過無線通訊 施例說明本發明之特點，其目的在 本發明之内容並據以實施，而非限 故，凡其他未脫離本發明所揭示之 或修改’仍應包含在以下所述之申 1 2傳輸模組 1 5 顯示單元 1 8儲存單元 2 2控制介面 、 2 2 4馬達控制介面 第15頁 594599 五、發明說明（12) 24 警報模組 28 聲光警示模組 30’ GSM模組 33感測器 36控制端 40 支架 42 容置座體 46 俯仰步進馬達 50 中空座體 54皮帶輪 60待機模式 2 6警報控制單元 3 0 無線通訊模組 32遙控開關 34觸動偵測器 38 平台 40’ 支架 4 4旋轉接頭 48皮帶輪 5 2迴旋步進馬達 58腳座 62警戒模式 64追蹤與警報觸發模式 63搜索模式 70 本體 72環狀空間 74導電液體 76圓形密封片 78 導電線

第16頁 594599 圖式簡單說明 圖式說明： 第一圖為本發明之架構方塊示意圖。 第二圖為本發明之攝影裝置的立體結構示意圖。 第三圖為本發明之攝影裝置上旋轉接頭的立體結構示意 圖。 第四圖為第三圖之正面剖視圖。 第五圖為第三圖之侧面剖視圖。 第六圖為本發明之各種模式的切換運作示意圖。

第17頁

Claims (1)

1. 594599

   1 · 一種影像自動追蹤監看系統，包括： 一攝影裝置，係可做360度旋轉之攝影； 一傳輸模組，係將該攝影裝置攝取之影像傳輸出去； 一影像處理裝置，其係連接該傳輸模組，以處理從該傳 輸模組輸入之影像訊號而輸出至少一控制訊號；以及 一警報模組，係根據該控制訊號發出警報訊息。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之影像自動追蹤監看系統， 其中’該攝影裝置包括一平台、至少一攝影機及一俯仰馬 達’在該平台上垂直設有至少一支架，且該支架之側邊設 有一容置座體，以容設該攝影機，在該容置座體與該支架 間係利用一旋轉接頭連接，以藉由該俯仰馬達之驅動，同 時透過該旋轉接頭之連接，使該容置座體可做垂直方向之 3 6 0度旋轉。 3.如申請專利範圍第2項所述之影像自動追蹤監看系統， 其中，更設有一迴旋馬達，以利用該迴旋馬達帶動該平台 做水平方向之3 6 0度旋轉。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之影像自動追蹤監看系統’ 其中，該攝影裝置更設有〆鏡頭控制馬達，以控制該攝影 機之鏡頭的拉遠/近。 5 ·如申請專利範圍第2項戶斤述之影像自動追瞰監看系統’ 其中，該攝影機每次到達定點時係攝取至少二張影像’且 將該影像訊號傳送至該影像處理裝置進行比對，以找出畫 面中是否有異常的變化。 6 ·如申請專利範圍第1項戶斤述之影像自動追縱監看系:統’

   594599 六、申請專利範圍 其中，該傳輸模組更包括一無線傳輸模組，其係包含—表 射端及一接收端，該發射端係設置於該攝影裝置，3二發 收端係設置於該影像處理裝置。 ^、 ’且該接 7 ·如申請專利範圍第1項所述之影像自動追蹤監看系統 其中，該影像處理裝置包括一訊號處理模組、一儲存翠 元、一顯示單元、一微處理器及至少一控制介面，^二 該訊號處理模組將來自該攝影裝置之影像訊號加以解^， 且由該微處理器發出至少一控制訊號，並透過該控制介面 將該控制訊號傳輸出去，該儲存單元係用以儲存數位資 料’該顯示單元則用以顯示影像及系統動作狀態。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之影像自動追蹤監看系統， 其中，該控制介面包括一警報介面、一馬達控制介面及一 操控介面。 9·如申請專利範圍第1項所述之影像自動追蹤監看系統， 其中’在該警報模組内更設有一無線通訊模組。 I 0 ·如申睛專利範圍第9項所述之影像自動追縱監看系統， 其中’一控制端透過該無線通訊模組係可切換該警報模組 之模式為待機模式/警戒模式/搜索模式。 II ·如申請專利範圍第9項所述之影像自動追蹤監看系統， 中’该無線通訊模組係設有語音通訊單元及簡訊收發單 7〇 〇 1 2·如申請專利範圍第1項所述之影像自動追蹤監看系統， 其中，在該警報模組内更設有至少一觸動偵測器及至少一 感測器，以偵測暴力破壞及入侵動作。

   594599 六、申請專利範圍 3·中如，Ί專:j範圍第1項所述之影像自動追蹤監看系統， ^在警報模組内更設有一遙控開關。 .申請專利範圍第13項所述之影像自動追蹤監 i模；I二控制料過該遙控開關係可切換㈣報模也 之模式為待機模式/警戒模式/搜索模式。 棋、、且 15· —種攝影裝置，包括： 、 一平台； 至少一支架，其係設置在該平台上； =置座體，係設置在該支架之側邊且與該支架連接； 叙兮轉接頭’其係連接該支架與該容置座體，以連 動該谷置座體旋轉； 迷 至少一攝影機，其係設置在該容置座 轉動裝置，係透過該旋轉 置座體做360度旋轉。 ▼助落合 1 6.如申請專利範圍第i 5項所述之攝影裝置，其中，更役 =另-轉動裝置’ α帶動該平台做水平方向之3β◦度旋° 轉。 17·如申請專利範圍第15項所述之攝 該 朝；ri間中任何方向，且該攝影機之空間座標 位置中〜基準點為球面座標的球心。 18.如申請專利範圍第15項所述之攝影裝置，其中，該攝 J機更連設有-鏡頭控制馬達，以控制該攝影機之鏡頭的 拉遠/近。 19·如申請專利範圍第15項所述之攝影裝置，其中，該旋

   第20頁 594599 六、申請專利範圍 轉接頭係為圓筒形，且在其本體内設有至少一沿軸向延伸 之環狀容置空間，在該容置空間内填充有一導電液體。 1BBH 第21頁