CN102857741A - 多方向监控区域预警定位监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多方向监控区域预警定位监控装置，该监控装置即使在低照度情况下仍能监控范围较大的全景区域，该监控装置包括垂直预警机构、水平预警机构和示警部件。该监控装置通过对多个方向进行预警视频采集，直接检测多个预警视频图像内的动态，从而确定所监控运动目标的位置信息，并标示运动目标在监控区域内的轮廓和运动轨迹，进而对运动目标进行光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个标示有运动目标轮廓和运动轨迹的预警视频进行存储并传输至视频监控***的显示设备。该监控装置具有多方向监控区域调节功能，其适用性和灵活性得到了显著提高。

Description

多方向监控区域预警定位监控装置

技术领域

本发明属于视频监控技术领域，尤其涉及一种多方向监控区域预警定位监控装置。

背景技术

在视频监控技术领域，现有的视频监控***通常包括视频监控前端设备、传输设备、主控设备和显示设备等设备。其中视频监控前端设备主要负责数据和视频信号的采集处理；传输设备将上述采集的数据和视频信号传输至主控设备和显示设备；主控设备对数据进行分析和处理后产生或直接由主控单元发出控制指令，并由传输设备传输至视频监控前端设备，显示设备对视频信号进行处理后显示在显示单元上。

目前，视频监控***的视频监控前端设备主要分为以下三类：

第一类是定点视频采集装置，即采用定点摄像机作为视频监控前端设备，用来监控指定区域，该类视频监控前端设备只能对固定方向进行监控，存在监控盲区。

第二类是旋转视频采集装置，即采用可在水平方向和垂直方向上旋转的装置带动摄像机进行多方向监控，如云台装置与摄像机的组合（下文简称“云台摄像机”）作为视频监控前端设备，该类视频监控前端设备虽解决了监控方向不可调的问题，但同一时刻不能监控多个方向，因此仍然存在监控盲区。

第三类是采用定点视频采集装置与旋转视频采集装置配合，如专利申请公布号CN102342099A提出的智能监控装置及采用该装置的影像监控***，其主要采用例如广角摄像机（广角镜头与模拟摄像机/数字摄像机的组合）对监控区域进行广域视频采集，并采用例如云台摄像机对广域视频中的某个监控区域进行局部集中视频采集，上述视频监控前端设备常用于对运动目标的跟踪监控，但上述监控装置通过安装例如鱼眼镜头的广角摄像机采集的视频图像存在扭曲、畸变的现象，导致视频图像边缘位置的运动目标很难识别，因此限制了监控范围。

而且由于上述监控装置广域视频采集设备固定不可调，因此广域视频采集的监控区域在方向上不能改变，影响了上述监控装置的适应性和灵活性。

同时由于上述监控装置未采用辅助照明设备，使其无法在夜间或低照度情况下对监控区域内的运动目标进行预警定位。 

另外，以上三类视频监控前端设备均无法对运动目标进行示警。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种多方向监控区域预警定位监控装置，该监控装置即使在低照度情况下仍能监控范围较大的全景区域，本监控装置通过对多个方向进行预警视频采集，直接检测多个预警视频图像内的动态，从而确定运动目标的位置信息，并标示运动目标在监控区域内的轮廓和运动轨迹，进而对运动目标进行光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个标示有运动目标轮廓和运动轨迹的预警视频进行存储并传输至视频监控***的显示设备。

其目的还在于，使本发明预警定位监控装置具有多方向监控区域调节功能，有效扩大视频监控区域，弥补现有广角摄像机所采集的视频图像周边扭曲、畸变的缺陷；相应优化配套的机械结构设计以实现多方向监控区域的可调性，进一步提高其适用性和灵活性。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种多方向监控区域预警定位监控装置，为视频监控***的视频监控前端设备，该监控装置包括水平预警机构、垂直预警机构和示警部件；所述示警部件位于该监控装置的上方，示警部件以下依次为水平预警机构和垂直预警机构；

所述水平预警机构包括水平预警摄像机、水平滑动部件、垂直调节部件和辅助照明部件；水平预警机构用于采集本监控装置侧向的视频图像；垂直预警机构包括垂直预警摄像机和辅助照明部件，垂直预警机构用于采集本装置下方的视频图像；示警部件包括报警器和示警灯，示警部件用于对运动目标进行声音示警和光照示警；

所述水平预警机构、垂直预警机构和示警部件设有的电控部分包括垂直预警视频采集单元、水平预警视频采集单元、光照强度检测单元、辅助照明单元、第一视频转换单元、动态检测单元、动态标示单元、视频存储单元、视频合成单元、第二视频转换单元、光照示警单元、声音示警单元、第一控制单元和第一通讯单元。

所述垂直预警视频采集单元采集监控装置下方监控区域的预警视频（下文简称“垂直预警视频”），并将上述垂直预警视频传输至第一视频转换单元；

所述水平预警视频采集单元采集监控装置侧向监控区域的预警视频（下文简称“水平预警视频”），并将上述水平预警视频传输至第一视频转换单元；

所述光照强度检测单元检测监控区域的光照强度，并将检测值传输至第一控制单元，由第一控制单元控制辅助照明单元对监控区域进行辅助照明；

所述第一视频转换单元接收垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元输出的模拟视频信号，并将上述模拟视频信号转换为数字视频信号；

所述动态检测单元检测第一视频转换单元输出的数字化后的垂直预警视频和水平预警视频中的动态，计算出运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并将上述运动目标的轮廓信息和位置信息传输至第一控制单元；

所述动态标示单元在第一视频转换单元输出的数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中标示运动目标的轮廓和运动轨迹（下文简称经动态标示单元处理后输出的垂直预警视频和水平预警视频分别为“数字垂直动态视频”和“数字水平动态视频”）；

所述视频存储单元存储动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频；而且，在第一控制单元的控制下，视频存储单元可以将其内部存储的数字视频信号传输至视频合成单元； 

所述视频合成单元在第一控制单元的控制下选择从动态标示单元或视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并将上述所有视频合成为全景视频数字信号；当检测到运动目标时，视频合成单元在第一控制单元的控制下在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号；

所述第二视频转换单元负责将全景视频数字信号转换为模拟复合视频信号，并传输至显示设备；

所述第一通讯单元负责第一控制单元与主控设备的通讯；

所述第一控制单元接收动态检测单元提供的运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓的指示框并标示运动目标的运动轨迹；第一控制单元还接收光照强度检测单元对监控区域光照强度的检测值，并控制开启辅助照明单元；第一控制单元还控制视频合成单元接收来自动态标示单元的数字视频信号或接收来自视频存储单元的数字视频信号，并设定合成全景视频数字信号的组合方式；当检测到运动目标时，第一控制单元还控制视频合成单元在相应视频图像上叠加报警信号；第一控制单元还控制视频存储单元是否输出其内部存储的数字视频信号；第一控制单元还通过第一通讯单元与主控设备通讯；第一控制单元还控制光照示警单元对所监控运动目标进行光照示警；第一控制单元还控制声音示警单元对所监控运动目标进行声音示警。

所述垂直预警摄像机采用广角摄像机，即广角镜头和模拟摄像机/数字摄像机的组合；所述辅助照明部件内设的辅助照明单元采用红外灯、激光器、可见光照明设备其中之一或两种以上的组合。

所述水平预警摄像机采用长焦摄像机（长焦镜头与模拟摄像机/数字摄像机的组合）或变焦摄像机（变焦镜头与模拟摄像机/数字摄像机的组合），采用数量为一组以上。

所述水平滑动部件包括滑动护罩、上支撑板及下支撑板。所述滑动护罩上下两端设有滑轨；所述上支撑板和下支撑板与滑动护罩接触表面设有与滑动护罩上、下两端滑轨相配合的滑槽。

所述垂直调节部件包括摄像机支架和摄像机支架安装板。

所述摄像机支架两侧设有两个转动轴和两个滑动轴，摄像机支架安装板两侧对应设有两个定位孔和两个弧形孔，摄像机支架一端的两个转动轴放置在摄像机支架安装板两侧的两个定位孔上转动连接，另一端的两个滑动轴与摄像机支架安装板两个弧形孔间隙配合。

所述水平预警摄像机设置于垂直调节部件内的摄像机支架上，且通过摄像机支架与摄像机支架安装板的转动连接调节水平预警摄像机的垂直转角；垂直调节部件内的摄像机支架安装板固定安放在水平滑动部件的滑动护罩内，且通过滑动护罩与上支撑板和下支撑板的滑动连接调节水平预警摄像机的水平转角。

本发明机械结构实现部分：

水平滑动部件的实现过程：水平预警摄像机、摄像机支架和摄像机支架安装板都放置在滑动护罩内，水平滑动部件由上下两端设有滑轨的滑动护罩和与滑动护罩接触表面上设有滑槽的上、下支撑板构成，上、下支撑板固定在连接轴上，连接轴在整个装置的垂直轴心位置起支撑作用，通过滑轨与滑槽的滑动连接使滑动护罩在上、下支撑板之间进行滑动，从而调节安放在滑动护罩内水平预警摄像机的水平转角，滑动护罩调节完后通过螺钉在滑动护罩定位孔上将滑动护罩与下支撑板固定连接。

垂直调节部件的实现过程：水平预警摄像机固定安放在摄像机支架上，其中垂直调节部件由设有转动轴和滑动轴的摄像机支架与设有定位孔和弧形孔的摄像机支架安装板构成，其中摄像机支架两侧分别对称设有两个转动轴和两个滑动轴，摄像机支架安装板两侧对应设有与摄像机支架相配合的两个定位孔和两个弧形孔，摄像机支架一端的两个转动轴放置在摄像机支架安装板对应端两侧的两个定位孔上转动连接，摄像机支架另一端的两个滑动轴与摄像机支架安装板对应端的两个弧形孔间隙配合，目的使摄像机支架在摄像机支架安装板上可绕定位孔旋转，从而调节安装在摄像机支架上水平预警摄像机的垂直转角。     

本发明电控实现部分：

垂直预警视频采集单元采用垂直预警摄像机，负责采集监控装置下方监控区域的预警视频，并将上述垂直预警视频传输至与其连接的第一视频转换单元。

水平预警视频采集单元采用水平预警摄像机，负责采集监控装置侧向监控区域的预警视频，并将上述水平预警视频传输至与其连接的第一视频转换单元。

光照强度检测单元负责检测监控区域的光照强度。光照强度检测单元与第一控制单元相连接，将光照强度检测值传输至第一控制单元。

辅助照明单元负责对监控区域进行辅助照明。辅助照明单元与第一控制单元相连接，第一控制单元根据光照强度检测单元对光照强度的检测值判断，当上述检测值低于设定值时，第一控制单元控制辅助照明单元对监控区域进行辅助照明。

第一视频转换单元负责将上述垂直预警视频和水平预警视频转换为数字视频信号。第一视频转换单元与垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元相连接，从上述各单元中接收垂直预警视频和水平预警视频，并将上述各视频信号转换为数字视频信号后传输至与第一视频转换单元相连接的动态检测单元，同时第一视频转换单元还将数字化后的垂直预警视频和水平预警视频传输至与其相连接的动态标示单元。

动态检测单元负责检测数字化后的垂直预警视频和水平预警视频中的动态，计算出运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息。动态检测单元与第一视频转换单元相连接，从第一视频转换单元接收数字化后的垂直预警视频和水平预警视频，检测上述数字化后的垂直预警视频和水平预警视频中的动态，计算出运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息。动态检测单元还与第一控制单元相连接，将上述运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息传输至第一控制单元。

动态标示单元负责在数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中标示运动目标的轮廓和运动轨迹。动态标示单元与第一视频转换单元相连接，从第一视频转换单元接收数字化后的垂直预警视频和水平预警视频。动态标示单元还与第一控制单元相连接，第一控制单元根据运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框。所述矩形指示框的中心与运动目标的中心重合，且运动目标的全部轮廓都包含在矩形指示框内，同时，动态标示单元对每一帧视频图像中矩形指示框的中心点进行标示，连续多帧视频图像中的上述标示点组成连续的曲线，用于指示运动目标的运动轨迹。而且，动态标示单元还将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至与其相连的视频存储单元。而且，动态标示单元还将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至与其相连的视频合成单元。

视频存储单元负责存储数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并且在第一控制单元的控制下，视频存储单元可以将其内部存储的数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至视频合成单元。视频存储单元与动态标示单元相连接，从动态标示单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并将上述数字视频信号存储于视频存储单元内的存储介质中。视频存储单元还与第一控制单元和视频合成单元相连接，在第一控制单元的控制下，视频存储单元也可以将其内部存储的数字垂直动态视频和数字水平动态视频的录像传输至视频合成单元。

视频合成单元负责将数字垂直动态视频和数字水平动态视频合成为全景视频数字信号。视频合成单元与动态标示单元和第一控制单元相连接，从动态标示单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并在第一控制单元的控制下按照设定的构成方式将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频合成为全景视频数字信号。当检测到运动目标时，视频合成单元在第一控制单元的控制下在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号。视频合成单元还与视频存储单元相连接，在第一控制单元的控制下，视频合成单元可以改为从视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，第一控制单元控制视频合成单元不再接收动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频。此时视频合成单元接收的来自于视频存储单元的数字垂直动态视频和数字水平动态视频为视频存储单元内存储的录像。视频合成单元将合成后的全景视频数字信号传输至第二视频转换单元。

第二视频转换单元负责将全景视频数字信号转换为全景视频模拟信号，并传输至显示设备。第二视频转换单元与视频合成单元相连接，从视频合成单元接收合成后的全景视频数字信号，并将上述全景视频数字信号转换为全景视频模拟信号后传输至显示设备。

第一通讯单元负责第一控制单元与主控设备的通讯。第一通讯单元与第一控制单元和主控设备相连接，第一通讯单元接收主控设备发出的控制指令，并将上述控制指令传输至第一控制单元。第一通讯单元还接收第一控制单元发出的状态信息，并将上述状态信息传输至主控设备。当检测到运动目标时，第一通讯单元将第一控制单元发出的报警指令传输至主控设备。

光照示警单元负责对运动目标所在区域进行光照示警。光照示警单元与第一控制单元相连接，光照示警单元在第一控制单元的控制下对运动目标所在区域进行光照示警。

声音示警单元负责对运动目标所在区域进行声音示警。声音示警单元与第一控制单元相连接，声音示警单元在第一控制单元的控制下对运动目标所在区域进行声音示警。

第一控制单元负责接收动态检测单元提供的运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框并标示运动目标的运动轨迹。第一控制单元还负责接收光照强度检测单元对监控区域光照强度的检测值，并控制开启辅助照明单元。第一控制单元还负责控制视频合成单元接收来自动态标示单元的数字视频信号或接收来自视频存储单元的数字视频信号，并设定合成全景视频数字信号的组合方式。当检测到运动目标时，第一控制单元还负责控制视频合成单元在相应动态视频图像上叠加报警信号。第一控制单元还负责控制视频存储单元是否输出其内部存储的数字视频信号。第一控制单元还负责通过第一通讯单元与主控设备通讯。第一控制单元还负责控制光照示警单元对所监控运动目标进行光照示警。第一控制单元还负责控制声音示警单元对所监控运动目标进行声音示警。第一控制单元与动态检测单元相连接，从动态检测单元接收运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并根据上述运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框。同时，第一控制单元控制动态标示单元对每一帧视频图像中矩形指示框的中心点进行标示，连续多帧视频图像中的上述标示点组成连续的曲线，用于指示运动目标的运动轨迹。第一控制单元还与光照强度检测单元和辅助照明单元相连接，第一控制单元从光照强度检测单元接收对监控区域光照强度的检测值，当上述检测值低于设定值时，第一控制单元控制开启辅助照明单元对监控区域进行辅助照明。第一控制单元还与视频合成单元相连接，第一控制单元控制视频合成单元从动态标示单元或从视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，第一控制单元还控制视频合成单元按照设定的构成方式将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频合成为全景视频数字信号。当检测到运动目标时，第一控制单元控制视频合成单元在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号。第一控制单元还与视频存储单元相连接，第一控制单元控制视频存储单元可以将其内部存储的数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至视频合成单元，此时第一控制单元控制视频合成单元不再接收动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频。第一控制单元还与第一通讯单元相连接，第一控制单元通过第一通讯单元接收主控设备发送的控制指令，同时，第一控制单元还通过第一通讯单元向主控设备发送状态信息。当检测到运动目标时，第一控制单元还通过第一通讯单元向主控设备发送报警指令，用于触发主控设备的报警动作。第一控制单元还与光照示警单元相连接，第一控制单元控制光照示警单元对运动目标所在区域进行光照示警。第一控制单元还与声音示警单元相连接，第一控制单元控制声音示警单元对运动目标所在区域进行声音示警。

本发明的有益效果是：

（1）该监控装置通过对多个方向进行预警视频采集，直接检测多个预警视频图像内的动态，从而确定所监控运动目标的位置信息，并标示运动目标在监控区域内的轮廓和运动轨迹；该监控装置还可以与其它视频采集装置、示警装置配合使用，实现周界、全景预警定位和自动跟踪等多方式监控；相比现有的智能监控装置只包含采用如云台摄像机的集中视频采集装置和采用如广角摄像机的广域视频采集装置，本发明的监控装置不仅扩大了视频监控区域，而且能够弥补通常只采用广角摄像机进行全景监控，由于视频图像扭曲和畸变，造成全景监控有效范围小的问题。

（2）由于本监控装置水平预警机构中的水平预警摄像机的位置和数量可调，且相应优化配套的机械结构设计以实现多方向监控区域的可调性，进一步提高了其适用性和灵活性，并且实现了监控区域的多方向调节，因此采用该监控装置的***可广泛适用于不同环境和场所的需求；相比定点视频采集装置与旋转视频采集装置配合的跟踪监控装置，具有扩大监控区域的效果，即实现了多方向监控区域的监控，尤其是实现了范围更大的预警定位。

（3）由于本发明采用了辅助光源部件，因此解决了定点视频采集装置与旋转视频采集装置配合的跟踪监控装置不能在夜间或低照度情况下使用的问题；即使在夜间或低照度情况下，本监控装置仍可对监控区域内的运动目标进行准确可靠的预警定位。

（4）由于本发明采用声光示警装置，本监控装置采取主动示警方式对运动目标进行声光示警；因而相比定点视频采集装置与旋转视频采集装置配合的跟踪监控装置只跟踪运动目标的被动记录方法，采取主动示警的方法对运动目标的行为做有效反应。

（5）本发明具有结构简单，安装操作方便，尤其是解决了由多个监控设备组合完成监控目的的高成本问题，具有良好的经济性，应用效果非常显著。

附图说明

图1是本发明提供的多方向监控区域预警定位监控装置的一实施例原理示意图。

图2是图1多方向监控区域预警定位监控装置实施例的立体结构示意图。

图3是图1多方向监控区域预警定位监控装置实施例的水平滑动部件结构示意图。

图4是图1多方向监控区域预警定位监控装置实施例的滑动护罩结构示意图。

图5是图1多方向监控区域预警定位监控装置实施例的的垂直调节部件结构示意图。

图6是图1多方向监控区域预警定位监控装置的详细框图。

图7是合成后的全景视频数字信号的构成例示意图。

图8是图6多方向监控区域预警定位监控装置的一变形实施例详细框图。

图9是图8多方向监控区域预警定位监控装置的一变形实施例详细框图。

图中：1、水平预警机构；2、垂直预警机构；201、垂直预警摄像机；3、示警部分；4、视窗；5、连接轴；6、下支撑板；7、滑动护罩；8、滑槽；9、上支撑板；10、滑轨；11、滑动护罩定位孔；12、摄像机支架安装板；13、定位孔；14、弧形孔；15、滑动轴；16、转动轴；17、摄像机支架；18、水平预警摄像机。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1所示，多方向监控区域预警定位监控装置的原理示意图，（常规状态安装时）图中示警部分3位于该装置的上方，示警部分3以下依次为水平预警机构1和垂直预警机构2，水平预警机构1用来采集本装置侧向的视频图像，垂直预警机构2用来采集本装置下方的视频图像，示警部件3用来对运动目标进行声光示警警告，图中水平预警机构内安放了两个采用长焦摄像机的水平预警摄像机18（图4所示），两个水平预警摄像机18的夹角可进行调节，通过两水平预警摄像机18夹角的调节可改变水平预警监控区域的方向，尤其是本装置水平预警机构1内可安放多个水平预警摄像机18，实现全景预警定位监控。

垂直预警机构2内安放一个采用广角摄像机的垂直预警摄像机201，图1中圆形区域为垂直预警机构2内垂直预警摄像机201的监控区域，由于垂直预警摄像机201采用广角摄像机，因此视频图像周边会产生扭曲和畸变现象，导致监控区域的有效范围较小，两侧三角形区域为水平预警机构1内水平摄像机18的监控区域，本装置采用垂直预警机构2和水平预警机构1的组合视频监控方式，扩大了垂直预警机构2内垂直预警摄像机201视频监控区域的有效范围，并且水平预警机构1与垂直预警机构2的视频监控区域有重合，因此在合成两部分视频图像后，可弥补垂直预警机构2内垂直预警摄像机201视频图像周边扭曲和畸变的问题。

如图2所示，多方向监控区域预警定位监控装置包括水平预警机构1、垂直预警机构2和示警部件3。其中水平预警机构包括水平预警摄像机201、水平滑动部件、垂直调节部件和辅助照明部件（图中未标示），水平预警机构1用来采集本装置侧向的视频图像，垂直预警机构包括垂直预警摄像机201和辅助照明部件, 垂直预警机构2用来采集本装置下方的视频图像， 示警部件3包括声音示警单元和光照示警单元（图中未标示），示警部件3用来对运动目标进行声音示警和光照示警。

如图3、图4所示，多方向监控区域预警定位监控装置的水平滑动部件，其包括滑动护罩7，上支撑板9和下支撑板6；其中滑动护罩7上设有滑轨10和滑动护罩定位孔11，上支撑板9和下支撑板6设有与滑轨10相配合的滑槽8。

水平滑动部件实施过程：水平预警摄像机18、摄像机支架17和摄像机支架安装板12都放置在滑动护罩7内并位于视窗4的后侧，水平滑动部件由上下两端设有滑轨10的滑动护罩和与滑动护罩7接触表面上设有滑槽8的上支撑板9和下支撑板6构成，上支撑板9和下支撑板6固定在连接轴5上，连接轴5在整个装置的垂直轴心位置起支撑作用，通过滑轨10与滑槽8的滑动连接使滑动护罩7在上支撑板9和下支撑板6之间进行滑动，从而调节安放在滑动护罩7内水平预警摄像机18的水平转角，滑动护罩7调节完后通过螺钉在滑动护罩定位孔11上将滑动护罩7与下支撑板6固定连接。

如图5所示，多方向监控区域预警定位监控装置的垂直调节部件，其包括摄像机支架17和摄像机支架安装板12。其中摄像机支架17设有转动轴16和滑动轴15，摄像机支架安装板12设有定位孔13和弧形孔14。

垂直调节部件的实施过程：水平预警摄像机18固定安放在摄像机支架17上，其中垂直调节部件由设有转动轴16和滑动轴15的摄像机支架17与设有定位孔13和弧形孔14的摄像机支架安装板12构成，其中摄像机支架17两侧分别对称设有两个转动轴16和两个滑动轴15，摄像机支架安装板12两侧对应设有与摄像机支架17相配合的两个定位孔13和两个弧形孔14，摄像机支架一端的两个转动轴15放置在摄像机支架安装板12对应端两侧的两个定位孔13上转动连接，摄像机支架17另一端的两个滑动轴15与摄像机支架安装板12对应端的两个弧形孔14间隙配合，目的使摄像机支架17在摄像机支架安装板12上可绕定位孔13旋转，从而调节安装在摄像机支架17上水平预警摄像机18的垂直转角。

如图6所示，为图1多方向监控区域预警定位监控装置实施例的详细框图，垂直预警视频采集单元为垂直预警摄像机，所述垂直预警摄像机采用广角摄像机，即广角镜头和模拟摄像机/数字摄像机的组合。广角镜头作为以透镜或反射镜的组合构成的光学结构体，对本发明所述监控装置正下方的监控区域***入的光进行集光而成像于模拟摄像机的图像传感器上。模拟摄像机将广角镜头集光的光转换成电信号并最终以模拟复合视频信号格式传输至第一视频转换单元。

水平预警视频采集单元为水平预警摄像机，所述水平预警摄像机采用长焦摄像机或变焦摄像机，即采用采用长焦镜头/变焦镜头和模拟摄像机/数字摄像机的组合，可采用数量为一组以上。长焦镜头作为以透镜或反射镜的组合构成的光学结构体，对本发明所述监控装置某一侧向的监控区域***入的光进行集光而成像于模拟摄像机的图像传感器上。模拟摄像机将长焦镜头集光的光转换成电信号并最终以模拟复合视频信号格式传输至第一视频转换单元。水平预警机构可以包含一个或多个水平预警视频采集单元，本实施例中包含两个水平预警视频采集单元。

由于广角摄像机拍摄范围广、拍摄画面周围扭曲变形的特点，使得垂直预警视频具备覆盖面积大、可有效监控距离近的特点。由于长焦摄像机拍摄范围窄、拍摄距离远的特点，使得水平预警视频具备拍摄面积小、可有效监控距离远的特点。通过垂直预警视频采集单元与水平预警视频采集单元配合，即选择焦距合适的广角镜头和长焦镜头并配合调整水平预警摄像机的拍摄角度，可以使水平预警视频覆盖垂直预警视频中扭曲变形的边缘及边缘以外的部分，获得更远距离的预警视频图像，大大提高了监控装置的有效监控距离。而且，配合多个水平拍摄角度不同的水平预警视频采集单元，可以使监控装置对其周边360°范围内进行无死角的视频监控。

所述光照强度检测单元采用光照强度传感器。光照强度传感器实时检测监控区域的光照强度，并将对光照强度的检测值传输至第一控制单元。

所述辅助照明部件内设的辅助照明单元均可采用红外灯、激光器、可见光照明设备其中之一或两种以上的组合；即可分别安放在水平预警摄像机镜头周围和垂直预警摄像机镜头周围。

辅助照明单元还可采用红外LED模组；红外LED模组在第一控制单元的控制下开启，开启后对监控区域进行红外光辅助照明。即在其他实施例中，辅助照明单元也可采用例如可见光LED模组、激光器等辅助照明单元，选择其一或它们的组合。

第一视频转换单元采用模数视频解码器。模数视频解码器接收垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元输出的垂直预警视频模拟信号和水平预警视频模拟信号，并将上述垂直预警视频模拟信号和水平预警视频模拟信号数字化后传输至动态检测单元（下文简称经数字化后的垂直预警视频模拟信号和水平预警视频模拟信号为“数字垂直预警视频”和“数字水平预警视频”）。同时，模数视频解码器还将上述数字垂直预警视频和数字水平预警视频传输至动态标示单元。

动态检测单元采用数字信号处理器。动态检测单元、动态标示单元、视频合成单元和第一控制单元可由同一数字信号处理器实现，也可分别由各自独立的数字信号处理器实现。数字信号处理器以帧为单位分别检测数字垂直预警视频图像和数字水平预警视频图像中的动态，计算出运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息。当检测到多个运动目标时，分别计算各个运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息。数字信号处理器将上述运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息传输至第一控制单元。

动态标示单元采用数字信号处理器。动态标示单元、动态检测单元、视频合成单元和第一控制单元可由同一数字信号处理器实现，也可分别由各自独立的数字信号处理器实现。数字信号处理器从第一视频转换单元接收数字化后的垂直预警视频和水平预警视频，并在第一控制单元的控制下根据运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框。所述矩形指示框的中心与运动目标的中心重合，且运动目标的全部轮廓都包含在矩形指示框内，当垂直预警视频或/和水平预警视频中出现多个运动目标时，数字信号处理器根据多个运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加多个用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框。同时，数字信号处理器对每一帧视频图像中矩形指示框的中心点进行标示，连续多帧视频图像中的上述标示点组成连续的曲线，用于指示运动目标的运动轨迹。而且，数字信号处理器还将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至视频存储单元和视频合成单元。

视频存储单元具备如SD卡或硬盘的存储介质。SD卡接收并存储动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频。而且，在第一控制单元的控制下，SD卡也可以将其内部存储的上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至视频合成单元。视频存储单元也能够存储压缩的数字视频信号代替原始的数字视频信号。在这种实施例中，视频存储单元附加具备用于压缩原始数字视频信号和解压缩数字视频信号的压缩/解压缩单元。

视频合成单元采用数字信号处理器。视频合成单元、动态检测单元、动态标示单元和第一控制单元可由同一数字信号处理器实现，也可分别由各自独立的数字信号处理器实现。数字信号处理器从动态标示单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并在第一控制单元的控制下按照设定的构成方式将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频合成为全景视频数字信号。当检测到运动目标时，数字信号处理器在第一控制单元的控制下在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号。在第一控制单元的控制下，上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频可以是由动态标示单元提供的实时监控视频，也可以是由视频存储单元提供的以往监控视频的录像。当数字信号处理器从视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频时，第一控制单元控制数字信号处理器不再接收动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频。此时数字信号处理器接收的来自于视频存储单元的数字垂直动态视频和数字水平动态视频为视频存储单元内存储的录像。

如图7所示，是表示合成后的全景视频数字信号的构成例框图。视频合成单元将视频画面分割为四个显示区间，每个显示区间分别以数字垂直动态视频和数字水平动态视频中的一路数字视频信号填充。操作人员通过主控设备发送控制指令来改变全景视频数字信号的组成结构。例如，如果操作人员在显示设备上的全景视频中选择放大数字垂直动态视频，则主控设备发送相应的控制指令，第一控制单元控制视频合成单元在全景视频数字信号中只包含数字垂直动态视频，并使其占满全部四个显示区间。同样地，如果操作人员在显示设备上的全景视频中选择关闭数字垂直动态视频，则主控设备发送相应的控制指令，第一控制单元控制视频合成单元在全景视频数字信号中不包含数字垂直动态视频，原先用于填充数字垂直动态视频的区间被预设画面替代。

第二视频转换单元采用数字视频编码器。数字视频编码器接收视频合成单元输出的全景视频数字信号，并将上述全景视频数字信号转换为模拟复合视频信号传输至显示设备。

第一通讯单元采用串行通讯编解码器。串行通讯编解码器与主控设备和第一控制单元间的连接能够根据RS232、RS485或RS422标准形成。串行通讯编解码器接收主控设备发出的符合串行通讯标准的控制指令（下文简称符合串行通讯标准的控制指令为“串行控制指令”），并将上述串行控制指令解码后传输至第一控制单元。第一控制单元将控制指令转换为控制信号，控制例如视频存储单元、视频合成单元等功能单元。而且，串行通讯编解码器还接收第一控制单元发出的状态信息，并将上述状态信息编码为符合串行通讯标准的状态信息后传输至主控设备（下文简称符合串行通讯标准的状态信息为“串行状态信息”）。当检测到运动目标时，串行通讯编解码器还接收第一控制单元发出的报警指令，并将上述报警指令编码为符合串行通讯标准的报警指令后传输至主控设备（下文简称符合串行通讯标准的报警指令为“串行报警指令”）。

第一控制单元采用数字信号处理器。第一控制单元、视频合成单元、动态检测单元和动态标示单元可由同一数字信号处理器实现，也可分别由各自独立的数字信号处理器实现。数字信号处理器接收动态检测单元产生的运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并根据上述运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓和位置的矩形指示框，而且，数字信号处理器还控制动态标示单元对每一帧视频图像中矩形指示框的中心点进行标示，连续多帧视频图像中的上述标示点组成连续的曲线，用于指示运动目标的运动轨迹。数字信号处理器还从光照强度检测单元接收对监控区域光照强度的检测值，当上述检测值低于设定值时，数字信号处理器控制开启辅助照明单元对监控区域进行辅助照明。数字信号处理器还控制视频合成单元从动态标示单元或从视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，数字信号处理器还控制视频合成单元按照设定的构成方式将上述数字垂直动态视频和数字水平动态视频合成为全景视频数字信号。当检测到运动目标时，数字信号处理器控制视频合成单元在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号。数字信号处理器还控制视频存储单元可以将其内部存储的数字垂直动态视频和数字水平动态视频传输至视频合成单元，此时数字信号处理器控制视频合成单元不再接收动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频。数字信号处理器还通过第一通讯单元接收主控设备发送的控制指令，同时，数字信号处理器还通过第一通讯单元向主控设备发送状态信息。当检测到运动目标时，数字信号处理器还通过第一通讯单元向主控设备发送报警指令，用于触发主控设备的报警动作。数字信号处理器还控制光照示警单元对运动目标所在区域进行光照示警。数字信号处理器还控制声音示警单元对运动目标所在区域进行声音示警。

光照示警单元采用强光LED模组。强光LED模组在第一控制单元的控制下，对运动目标所在区域进行光照示警。

声音示警单元采用模拟定向扬声器。模拟定向扬声器在第一控制单元的控制下，对运动目标所在区域进行声音示警。

图8表示图6所述的一种多方向监控区域预警定位监控装置的一变形实施例。

如图6所示的实施例中，第一控制单元通过第一通讯单元以串行通信的方式与主控设备进行通讯。第二视频转换单元将视频合成单元合成的全景视频数字信号转换为模拟复合视频信号，并通过同轴电缆传输至显示设备。

在本实施例中，多方向监控区域预警定位监控装置还包括网络适配单元，所述网络适配单元还具备以太网接口、串行通讯接口和数字视频输入接口。网络适配单元采用以太网板。上述以太网板通过连接在以太网接口上的LAN电缆连接到主控设备。以太网板根据TCP/IP协议从主控设备接收控制指令并将控制指令解码为串行控制指令，以太网板将上述串行控制指令通过串行通讯接口传输至第一通讯单元。而且，第一通讯单元将串行状态信息和串行报警指令通过串行通讯接口传输至以太网板，以太网板将串行状态信息和串行报警指令根据TCP/IP协议编码并传输至主控设备。而且，以太网板将视频合成单元合成的全景视频数字信号以数字信号形式传输至主控设备。

在本实施例中，由于网络适配单元采用数字信号形式传输全景视频数字信号，故可省略第二视频转换单元。

在本实施例中，网络适配单元采用LAN电缆连接到主控设备。更优的，可以使网络适配单元通过无线网络通讯技术连接到主控设备或移动通讯终端。在这种实施例中，网络适配单元附加具备无线通讯功能的无线通讯单元，例如3G无线通讯模块或Wi-Fi无线通讯模块。

图9表示图8所述的一种多方向监控区域预警定位监控装置的一变形实施例。

如图8所示实施例中，垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元均输出模拟视频信号。上述模拟视频信号经第一视频转换单元数字化后再传输至动态检测单元和动态标示单元。

本实施例中，垂直预警视频采集单元由广角镜头和数字摄像机组成。数字摄像机将广角镜头集光的光转换成电信号并最终以数字视频信号形式输出。水平预警视频采集单元由长焦镜头和数字摄像机组成。数字摄像机将长焦镜头集光的光转换成电信号并最终以数字视频信号形式输出。

在本实施例中，由于垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元均输出数字视频信号，故可省略第一视频转换单元。监控装置以全数字方式工作。

上述参照各实施例对该多方向监控区域预警定位监控装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种多方向监控区域预警定位监控装置，为视频监控***的视频监控前端设备，其特征在于：该监控装置包括水平预警机构、垂直预警机构和示警部件；所述示警部件位于该监控装置的上方，示警部件以下依次为水平预警机构和垂直预警机构；

所述水平预警机构包括水平预警摄像机、水平滑动部件、垂直调节部件和辅助照明部件；水平预警机构用于采集本监控装置侧向的视频图像；垂直预警机构包括垂直预警摄像机和辅助照明部件，垂直预警机构用于采集本装置下方的视频图像；示警部件包括报警器和示警灯，示警部件用于对运动目标进行声音示警和光照示警；

所述水平预警机构、垂直预警机构和示警部件设有的电控部分包括垂直预警视频采集单元、水平预警视频采集单元、光照强度检测单元、辅助照明单元、第一视频转换单元、动态检测单元、动态标示单元、视频存储单元、视频合成单元、第二视频转换单元、光照示警单元、声音示警单元、第一控制单元和第一通讯单元。

2.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述垂直预警视频采集单元采用垂直预警摄像机，所述垂直预警视频采集单元采集监控装置下方监控区域的预警视频，并将上述预警视频传输至第一视频转换单元；所述水平预警视频采集单元采用水平预警摄像机；所述水平预警视频采集单元采集监控装置侧向监控区域的预警视频，并将上述预警视频传输至第一视频转换单元。

3.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述光照强度检测单元采用光照强度传感器；光照强度检测单元实时检测监控区域的光照强度，并将检测数据发送给第一控制单元，由第一控制单元控制辅助照明单元对监控区域进行辅助照明。

4.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述第一视频转换单元采用模数视频解码器；所述第一视频转换单元接收垂直预警视频采集单元和水平预警视频采集单元输出的模拟视频信号，并将上述模拟视频信号转换为数字视频信号。

5.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述动态检测单元采用数字信号处理器； 所述动态检测单元检测第一视频转换单元输出的数字化后的垂直预警视频和水平预警视频中的动态，计算出运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并将上述运动目标的轮廓信息和位置信息传输至第一控制单元。

6.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述动态标示单元采用数字信号处理器；所述动态标示单元在第一视频转换单元输出的数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中标示运动目标的轮廓和运动轨迹。

7.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述视频存储单元采用SD卡作为存储介质；所述视频存储单元存储动态标示单元输出的数字垂直动态视频和数字水平动态视频；而且，在第一控制单元的控制下，视频存储单元可将其内部存储的视频传输至视频合成单元。

8.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述视频合成单元采用数字信号处理器；所述视频合成单元在第一控制单元的控制下选择从动态标示单元或视频存储单元接收数字垂直动态视频和数字水平动态视频，并将上述所有视频合成为全景视频数字信号；当检测到运动目标时，视频合成单元在第一控制单元的控制下在相应动态视频图像上叠加例如边框闪烁等报警信号。

9.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述第二视频转换单元采用数字视频编码器；所述第二视频转换单元负责将全景视频数字信号转换为模拟复合视频信号，并传输至显示设备；所述第一通讯单元采用串行通讯编解码器；所述第一通讯单元负责第一控制单元与主控设备的通讯。

10.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述第一控制单元采用数字信号处理器；所述第一控制单元接收动态检测单元提供的运动目标在视频图像中的轮廓信息和位置信息，并控制动态标示单元在上述数字化后的垂直预警视频或/和水平预警视频中添加用于指示运动目标轮廓的指示框并标示运动目标的运动轨迹；第一控制单元还接收光照强度检测单元对监控区域光照强度的检测值，并控制开启辅助照明单元；第一控制单元还控制视频合成单元接收来自动态标示单元的数字视频信号或接收来自视频存储单元的数字视频信号，并设定合成全景视频的组合方式；当检测到运动目标时，第一控制单元还控制视频合成单元在相应视频图像上叠加报警信号；第一控制单元还控制视频存储单元是否输出其内部存储的数字视频信号；第一控制单元还通过第一通讯单元与主控设备通讯；第一控制单元还控制光照示警单元对所监控运动目标进行光照示警；第一控制单元还控制声音示警单元对所监控运动目标进行声音示警。

11.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述光照示警单元采用强光LED模组；光照示警单元接收第一控制单元的控制信号，对运动目标所在区域进行光照示警；

所述声音示警单元采用模拟或数字定向扬声器；声音示警单元接收第一控制单元的控制信号，对运动目标所在区域进行声音示警。

12.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述电控实现部分还包括网络适配单元，网络适配单元还具备以太网接口、串行通讯接口和数字视频输入接口；网络适配单元采用以太网板，上述以太网板通过连接在其以太网接口上的LAN电缆连接到主控设备；更优的，使网络适配单元通过无线网络通讯技术连接到主控设备或移动通讯终端；网络适配单元附加具备无线通讯功能的无线通讯单元。

13.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述垂直预警摄像机采用广角摄像机，即广角镜头和模拟摄像机/数字摄像机的组合；所述辅助照明部件内设的辅助照明单元采用红外灯、激光器、可见光照明设备其中之一或两种以上的组合。

14.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述水平预警摄像机采用长焦摄像机或变焦摄像机，即采用采用长焦镜头/变焦镜头和模拟摄像机/数字摄像机的组合，采用数量为一组以上。

15.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述水平滑动部件包括滑动护罩、上支撑板及下支撑板；所述滑动护罩上下两端设有滑轨；所述上支撑板和下支撑板与滑动护罩接触表面设有与滑动护罩上、下两端滑轨相配合的滑槽。

16.根据权利要求1所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述垂直调节部件包括摄像机支架和摄像机支架安装板。

17.根据权利要求16所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述摄像机支架两侧设有两个转动轴和两个滑动轴，摄像机支架安装板两侧对应设有两个定位孔和两个弧形孔，摄像机支架一端的两个转动轴放置在摄像机支架安装板两侧的两个定位孔上转动连接，另一端的两个滑动轴与摄像机支架安装板两个弧形孔间隙配合。

18.根据权利要求1或15或16或17所述的多方向监控区域预警定位监控装置，其特征在于：所述水平预警摄像机设置于垂直调节部件内的摄像机支架上，且通过摄像机支架与摄像机支架安装板的转动连接调节水平预警摄像机的垂直转角；垂直调节部件内的摄像机支架安装板固定安放在水平滑动部件的滑动护罩内，且通过滑动护罩与上支撑板和下支撑板的滑动连接调节水平预警摄像机的水平转角。

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