TWI497990B - Ptz攝像裝置控制系統及方法 - Google Patents

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Description

PTZ攝像裝置控制系統及方法
本發明涉及一種遠端控制系統及方法，尤其系一種遠端控制PTZ攝像裝置的系統及方法。
平移、傾斜、縮放（pan，tilt，zoom，PTZ)攝像裝置一般是由監控人員透過監控中心的控制器控制鏡頭的平移、傾斜、縮放操作。若監控人員離開監控中心，則無法及時瞭解PTZ攝像裝置拍攝的監控區域的即時影像，也無法及時控制鏡頭的運動。
鑒於以上內容，有必要提供一種PTZ攝像裝置控制系統及方法，可以讓用戶透過掌上型裝置自動控制PTZ攝像裝置鏡頭的旋轉及縮放操作。
一種PTZ攝像裝置控制系統，應用於掌上型裝置，該掌上型裝置透過網路與一個或多個安裝在監控區域的PTZ攝像裝置相連接。該系統定義掌上型裝置的水準狀態，設置掌上型裝置的旋轉與PTZ攝像裝置的鏡頭的旋轉之間的第一關聯關係及掌上型裝置的顯示螢幕上顯示的監控區域的影像的調整比例與該鏡頭的焦距調整比例的第二關聯關係。當用戶選擇訪問一個PTZ攝像裝置時，該系統向該PTZ攝像裝置發送一個初始化訊號將鏡頭調整到初始位置，接收PTZ攝像裝置在初始位置拍攝得到的監控區域的初始影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕。該系統根據第一關聯關係將電子陀螺儀感測得到的掌上型裝置相對於水準位置的傾斜角度及傾斜方向轉換成該鏡頭的旋轉角度及旋轉方向，產生一個第一控制訊號發送至該PTZ攝像裝置以控制鏡頭向相應方向旋轉相應角度後，接收鏡頭旋轉後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕。該系統還根據第二關聯關係將用戶對顯示螢幕上顯示的當前影像的調整比例轉換成鏡頭焦距的調整比例，產生第二控制訊號發送至該PTZ攝像裝置以調整鏡頭的焦距，接收鏡頭焦距調整後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在所述顯示螢幕。
一種PTZ攝像裝置控制方法，應用於掌上型裝置，該掌上型裝置透過網路與一個或多個安裝在監控區域的PTZ攝像裝置相連接。該方法包括：（A）定義掌上型裝置的水準狀態，並設置掌上型裝置的旋轉與PTZ攝像裝置的鏡頭的旋轉之間的第一關聯關係，以及掌上型裝置的顯示螢幕上顯示的監控區域的影像的調整比例與該鏡頭的焦距調整比例的第二關聯關係；（B）當用戶選擇訪問一個PTZ攝像裝置時，透過網路向該PTZ攝像裝置發送一個初始化訊號將鏡頭調整到初始位置，接收PTZ攝像裝置在初始位置拍攝得到的監控區域的初始影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；（C）根據設置的第一關聯關係將電子陀螺儀感測得到的掌上型裝置相對於水準位置的傾斜角度及傾斜方向轉換成該鏡頭的旋轉角度及旋轉方向；（D）根據計算得到的旋轉角度及旋轉方向產生一個第一控制訊號，透過網路發送該第一控制訊號至該PTZ攝像裝置以控制鏡頭向相應方向旋轉相應角度後，接收鏡頭旋轉後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；（E）根據設置的第二關聯關係將用戶對顯示螢幕上顯示的當前影像的調整比例轉換成鏡頭焦距的調整比例；及（F）根據鏡頭的焦距調整比例產生第二控制訊號，透過網路發送該第二控制訊號至該PTZ攝像裝置以調整鏡頭的焦距，接收鏡頭焦距調整後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在所述顯示螢幕。
相較於習知技術，本發明所提供之PTZ攝像裝置控制系統及方法，用戶可以透過旋轉掌上型裝置控制遠端PTZ攝像裝置鏡頭的旋轉、透過縮放掌上型裝置上顯示的PTZ攝像裝置傳回的監控區域的影像調整PTZ攝像裝置鏡頭的焦距。
參閱圖1所示，係本發明PTZ攝像裝置控制系統10較佳實施方式之應用環境圖。該PTZ攝像裝置控制系統10應用於掌上型裝置1。掌上型裝置1透過網路2連接一個或多個PTZ攝像裝置3。該掌上型裝置1還包括儲存器20、電子陀螺儀30、處理器40及顯示螢幕50。儲存器20儲存各PTZ攝像裝置3的相關資訊，例如PTZ攝像裝置3的識別資訊、安置位置、規格參數、IP位址等。
掌上型裝置1可以透過網路2訪問任意一個PTZ攝像裝置3，接收網路2傳送的該PTZ攝像裝置3拍攝得到的監控區域的影像，並顯示於顯示螢幕50。該掌上型裝置1可以為手機、PDA、掌上型電腦，或其他電子裝置。網路2可以為有線網路或無線網路。
陀螺儀是一種基於角動量守恆的理論設計的裝置，可用於測量物體角度變化與角速度，傳統的陀螺儀多應用與飛行與航海中的方位判定。隨著微機電系統（micro-electro mechanical system，MEMS）技術的快速發展，晶片製造商利用半導體制程技術，在晶片上製造出體積微小的電子陀螺儀30（參閱圖3所示）。在本實施例中，當掌上型裝置1繞自身縱軸或橫軸旋轉時，電子陀螺儀30感測掌上型裝置1的旋轉方向及旋轉角度。PTZ攝像裝置控制系統10根據預先設置的資訊將掌上型裝置1的旋轉方向及旋轉角度轉換成該PTZ攝像裝置3的鏡頭31的旋轉方向及旋轉角度，根據轉換結果產生控制訊號，並透過網路2發送該控制訊號至該PTZ攝像裝置3。該PTZ攝像裝置3根據該控制訊號將鏡頭31向相應方向旋轉相應角度、拍攝監控區域的當前影像，並透過網路2將該當前影像傳送至掌上型裝置1。
在本實施例中，該PTZ攝像裝置控制系統10包括設置模組11、控制模組12及轉換模組13。模組11-13的電腦化程式碼儲存在儲存器20。處理器40執行所述電腦化程式碼，提供PTZ攝像裝置控制系統10的上述功能。模組11-13的具體功能說明參見圖2的說明。
參閱圖2所示，係本發明PTZ攝像裝置控制方法較佳實施方式之流程圖。可以理解，本流程圖中的某些步驟順序可以變化，另外，某些步驟也可以省去。例如，該方法可以只包括步驟S201~S213，或者只包括201~205及S215~S217。
步驟S201，設置模組11定義掌上型裝置1的水準狀態，並設置掌上型裝置1的旋轉與鏡頭31的旋轉之間的第一關聯關係，以及顯示螢幕50上顯示的監控區域60（如圖3所示）的當前影像的調整比例與鏡頭31的焦距調整比例的第二關聯關係。參閱圖3所示，在本實施例中，設置模組11定義掌上型裝置1垂直於水準桌面直立且顯示螢幕50面向用戶為水準狀態。在其他實施例中，設置模組11的水準狀態也可以為其他狀態，例如掌上型裝置1平放在水準桌面、顯示螢幕50朝上的狀態。在本實施例中，掌上型裝置1的旋轉是繞著自身縱軸左、右旋轉，或是繞著自身橫軸上、下旋轉。
掌上型裝置1與鏡頭31的旋轉之間的第一關聯關係可以透過公式b=n1*a+n2確定，其中n1、n2為常量，n2可以根據鏡頭31的屬性設置，例如當鏡頭31可以360度旋轉時，n2可以設置為0。a表示掌上型裝置1相對於初始狀態（例如所述水準狀態）的旋轉角度，b表示計算得到的鏡頭31應該旋轉的角度。在本實施方式中，當a、b的數值同為正值或負值時表示鏡頭31的旋轉方向與掌上型裝置1的旋轉方向相反，當a、b的數值一個為正值，一個為負值時表示鏡頭31的旋轉方向與掌上型裝置1的旋轉方向相同。例如，當掌上型裝置1繞自身縱軸向右旋轉60度，若計算得到b為正30度，則表明鏡頭31應該向左旋轉30度，若計算得到b為負30度，則表明鏡頭31應該向右旋轉30度。
顯示螢幕50上顯示的監控區域60的當前影像的調整比例與鏡頭31的焦距調整比例的第二關聯關係可以透過公式c=m1*z+m2確定。其中，m1、m2為常量，z表示顯示螢幕50上顯示的監控區域的當前影像的縮小/放大比例，c表示鏡頭31焦距拉近/拉遠的比例。當c、z的數值同為正值或負值時表示顯示螢幕50上顯示的當前影像放大對應鏡頭31的焦距拉近、當前影像縮小對應鏡頭31的焦距拉遠，當c、z的數值一個為正值一個為負值時表示顯示螢幕50上顯示的當前影像放大對應鏡頭31的焦距拉遠、當前影像縮小對應鏡頭31的焦距拉近。
步驟S203，當用戶選擇訪問一個PTZ攝像裝置3時，控制模組12透過網路2向該PTZ攝像裝置3發送一個初始化訊號。
步驟S205，該PTZ攝像裝置3收到該初始化訊號後，將鏡頭31調整到初始位置，在該初始位置拍攝監控區域60的初始影像並透過網路2將該初始影像發送至掌上型裝置1。每個PTZ攝像裝置3包括一個控制器（未示出），該控制器根據掌上型裝置1發送的訊號控制鏡頭31作相應操作。參閱圖3所示，當鏡頭31處於初始位置時，該PTZ攝像裝置3拍攝得到的監控區域60的初始影像如圖3(I)所示。
步驟S207，電子陀螺儀30偵測掌上型裝置1相對於水準狀態的傾斜角度及傾斜方向。
步驟S209，轉換模組13根據設置的第一關聯關係將掌上型裝置1的傾斜角度及傾斜方向轉換成該PTZ攝像裝置3的鏡頭31的旋轉角度及旋轉方向。例如，當掌上型裝置1繞自身縱軸向右傾斜60度，若計算得到鏡頭31的旋轉角度為正30度，則表明鏡頭31應該向左旋轉30度。
步驟S211，控制模組12根據計算得到的旋轉角度及旋轉方向產生一個第一控制訊號，並透過網路2發送該第一控制訊號至該PTZ攝像裝置3。
步驟S213，該PTZ攝像裝置1根據該第一控制訊號控制鏡頭31向相應方向旋轉相應角度後，再次拍攝得到監控區域60的當前影像並發送至掌上型裝置1。例如，當掌上型裝置1繞自身縱軸向右傾斜60度，計算得到鏡頭31的旋轉角度為正30度，則該PTZ攝像裝置1控制鏡頭31向左旋轉30度。之後，該PTZ攝像裝置1拍攝得到監控區域60的影像如圖3（II）所示。當掌上型裝置1繞自身縱軸向左傾斜60度，計算得到鏡頭31的旋轉角度為正30度，則該PTZ攝像裝置3控制鏡頭31向右旋轉30度。之後，該PTZ攝像裝置1拍攝得到監控區域60的影像如圖3（III）所示。
步驟S215，掌上型裝置1在顯示螢幕50上顯示監控區域60的當前影像，透過操作顯示螢幕50上顯示的縮放按鈕調整當前影像的顯示比例，轉換模組13根據設置的第二關聯關係將當前影像的調整比例轉換成鏡頭31焦距的調整比例。參閱圖3所示，顯示螢幕50顯示有放大按鈕51、縮小按鈕52及比例調節條53。用戶可以選擇放大按鈕51放大當前影像或選擇縮小按鈕52縮小當前影像，並透過拉動比例調節條53上的調節按鈕54調整當前影像的放大/縮小比例。轉換模組13根據設置的第二關聯關係將顯示螢幕50上當前影像的調整比例轉換成鏡頭31的焦距的調整比例。
步驟S217，控制模組12根據鏡頭31的焦距調整比例產生第二控制訊號，並透過網路2發送至該PTZ攝像裝置3。該PTZ攝像裝置3根據該第二控制訊號調整鏡頭31的焦距後，再次拍攝監控區域的當前影像並發送至掌上型裝置1。例如，假設顯示螢幕50上的當前影像放大一倍，根據第二關聯關係計算得到鏡頭31的焦距應該拉近5毫米，則該PTZ攝像裝置3根據收到控制訊號後將鏡頭31的焦距拉近5毫米。
最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
1．．．掌上型裝置
2．．．網路
3．．．PTZ攝像裝置
31．．．鏡頭
10．．．PTZ攝像裝置控制系統
11．．．設置模組
12．．．控制模組
13．．．轉換模組
20．．．儲存器
30．．．電子陀螺儀
40．．．處理器
50．．．顯示螢幕
51．．．放大按鈕
52．．．縮小按鈕
53．．．比例調節條
54．．．調節按鈕
60．．．監控區域
圖1係本發明PTZ攝像裝置控制系統較佳實施方式之應用環境圖。
圖2係本發明PTZ攝像裝置控制方法較佳實施方式之流程圖。
圖3係掌上型裝置中的電子陀螺儀之示意圖，掌上型裝置處於水準狀態收到的PTZ攝像裝置拍攝的監控區域之初始影像示意圖，以及掌上型裝置繞縱軸左、右旋轉一定角度控制PTZ攝像裝置的鏡頭相應轉動後拍攝的監控區域的當前影像之示意圖。
1‧‧‧掌上型裝置
2‧‧‧網路
3‧‧‧PTZ攝像裝置
31‧‧‧鏡頭
10‧‧‧PTZ攝像裝置控制系統
11‧‧‧設置模組
12‧‧‧控制模組
13‧‧‧轉換模組
20‧‧‧儲存器
30‧‧‧電子陀螺儀
40‧‧‧處理器
50‧‧‧顯示螢幕

Claims (8)

  1. 一種PTZ攝像裝置控制系統，應用於掌上型裝置，該掌上型裝置透過網路與一個或多個安裝在監控區域的PTZ攝像裝置相連接，該PTZ攝像裝置控制系統包括：設置模組，用於定義掌上型裝置的水準狀態，並設置掌上型裝置的旋轉與PTZ攝像裝置的鏡頭的旋轉之間的第一關聯關係，以及掌上型裝置的顯示螢幕上顯示的監控區域的影像的調整比例與該鏡頭的焦距調整比例的第二關聯關係；控制模組，用於當用戶選擇訪問一個PTZ攝像裝置時，透過網路向該PTZ攝像裝置發送一個初始化訊號將鏡頭調整到初始位置，接收PTZ攝像裝置在初始位置拍攝得到的監控區域的初始影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；轉換模組，用於根據設置的第一關聯關係將該掌上型裝置的電子陀螺儀感測得到的掌上型裝置相對於水準狀態的傾斜角度及傾斜方向轉換成該鏡頭的旋轉角度及旋轉方向；及控制模組，還用於根據該鏡頭的旋轉角度及旋轉方向產生一個第一控制訊號，透過網路發送該第一控制訊號至該PTZ攝像裝置以控制鏡頭向相應方向旋轉相應角度後，接收鏡頭旋轉後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；所述轉換模組，還用於根據設置的第二關聯關係將用戶對顯示螢幕上顯示的當前影像或初始影像的調整比例轉換成鏡頭焦距的調整比例；及所述控制模組，還用於根據鏡頭焦距的調整比例產生第二控制訊號，透過網路發送該第二控制訊號至該PTZ攝像裝置以調整鏡頭的焦距，接收鏡 頭焦距調整後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在所述顯示螢幕。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之PTZ攝像裝置控制系統，所述掌上型裝置是繞著自身縱軸向左、右旋轉，或者是繞著自身橫軸上、下旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之PTZ攝像裝置控制系統，所述水準狀態為掌上型裝置垂直於水準桌面直立且顯示螢幕面向用戶的狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之PTZ攝像裝置控制系統，所述顯示螢幕顯示有放大按鈕、縮小按鈕及比例調節條，用戶選擇放大按鈕放大當前影像或選擇縮小按鈕縮小當前影像，並透過拉動比例調節條上的調節按鈕調整當前影像的放大/縮小比例。
  5. 一種PTZ攝像裝置控制方法，應用於掌上型裝置，該掌上型裝置透過網路與一個或多個安裝在監控區域的PTZ攝像裝置相連接，該方法包括：設置步驟：定義掌上型裝置的水準狀態，並設置掌上型裝置的旋轉與PTZ攝像裝置的鏡頭的旋轉之間的第一關聯關係，以及掌上型裝置的顯示螢幕上顯示的監控區域的影像的調整比例與該鏡頭的焦距調整比例的第二關聯關係；第一控制步驟：當用戶選擇訪問一個PTZ攝像裝置時，透過網路向該PTZ攝像裝置發送一個初始化訊號將鏡頭調整到初始位置，接收PTZ攝像裝置在初始位置拍攝得到的監控區域的初始影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；第一轉換步驟：根據設置的第一關聯關係將電子陀螺儀感測得到的掌上型裝置相對於水準位置的傾斜角度及傾斜方向轉換成該鏡頭的旋轉角度及旋轉方向；及第二控制步驟：根據計算得到的旋轉角度及旋轉方向產生一個第一控制訊號，透過網路發送該第一控制訊號至該PTZ攝像裝置以控制鏡頭向相應 方向旋轉相應角度後，接收鏡頭旋轉後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在掌上型裝置的顯示螢幕；第二轉換步驟：根據設置的第二關聯關係將用戶對顯示螢幕上顯示的當前影像的調整比例轉換成鏡頭焦距的調整比例；及第三控制步驟：根據鏡頭的焦距調整比例產生第二控制訊號，透過網路發送該第二控制訊號至該PTZ攝像裝置以調整鏡頭的焦距，接收鏡頭焦距調整後再次拍攝得到的監控區域的當前影像並顯示在所述顯示螢幕。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之PTZ攝像裝置控制方法，所述掌上型裝置是繞著自身縱軸向左、右旋轉，或者是繞著自身橫軸上、下旋轉。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之PTZ攝像裝置控制方法，所述水準狀態為掌上型裝置垂直於水準桌面直立且顯示螢幕面向用戶的狀態。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之PTZ攝像裝置控制方法，所述顯示螢幕顯示有放大按鈕、縮小按鈕及比例調節條，用戶選擇放大按鈕放大當前影像或選擇縮小按鈕縮小當前影像，並透過拉動比例調節條上的調節按鈕調整當前影像的放大/縮小比例。
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