CN104898707B - 一种曲线轨道移动监控云台*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种曲线轨道移动云台视频监控***，基于任意一条曲线轨道，该曲线轨道沿监测区域边缘或中间，按侧装或吊装方式铺设；移动视频监控云台在该条曲线轨道上往复运行，沿曲线轨道贴有标识当前位置的二维码标志，移动云台上定位模块通过扫描曲线轨道上标识的二维码标志，实时获得当前位置；监测目标上也配置二维码标志，标识自身的名称；移动云台沿曲线轨道巡航时，摄像机自动扫描监测区域内所有监测目标上的二维码，根据监测目标的二维码的位置和内容自动生成并更新监测目标列表和该目标最佳预置位。

Description

一种曲线轨道移动监控云台***

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，具体涉及一种曲线轨道移动监控云台***。

背景技术

在以往的视频监控***中，都是点对点、单一的视频监控模式，监控摄像机只能在固定点上下左右变换观察角度，很容易受到物体遮挡，有观察死角。后来有改进形式，采用直线移动云台，实现云台在直线位置上运动，观察死角有所减少。

但是目前的直线移动云台视频监控***仍有几个问题有待解决：一是监控云台只能沿直线轨道运动，位置受限，观察死角无法彻底消除，而且较难得到最佳观察角度；二是在有隔断的复杂空间里，或多个监测目标不在同侧，就只能分段安装多套直线轨道，分几段直线轨道，就要安装几套直线轨道移动监控云台，导致成本上升，增加维护量，***控制复杂度也成倍增加；三是移动云台的位置确定依靠超声波测距或行走机构计数确定，前者通过测量距离轨道始端或末端的距离定位，易受异物干扰，且在曲线轨道中无法定位，后者每次***复位时需要人工把云台移动到轨道始端，重新开始计数，无法在复位后自动获取当前位置，操作复杂，易出错；四是监测预置位需要人工设置，不但繁琐，而且容易出错，每次在监测目标位置改变后，需人工重设监测预置位。

发明内容

本发明提出一种曲线轨道移动云台视频监控***，基于任意一条曲线轨道，该曲线轨道沿监测区域边缘或中间，按侧装或吊装方式铺设；移动视频监控云台在该条曲线轨道上往复运行，沿曲线轨道贴有标识当前位置的二维码标志，移动云台上定位模块通过扫描曲线轨道上标识的二维码标志，实时获得当前位置；监测目标上也配置二维码标志，标识自身的名称；移动云台沿曲线轨道巡航时，摄像机自动扫描监测区域内所有监测目标上的二维码，根据监测目标的二维码的位置和内容自动生成并更新监测目标列表和该目标最佳预置位。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种曲线轨道移动监控云台***，包括曲线轨道子***、云台子***和中心子***，所述云台子***在曲线轨道上运行，由中心子***实时管理，所述中心子***的管理客户端通过网络远程控制；

所述曲线轨道子***包括曲线轨道、正极导电片、负极导电片、24V直流稳压器、交流220V转直流24V变压器，所述曲线轨道外面有绝缘保护外壳，所述负极导电片和正极导电片铺设在曲线轨道上，所述交流220V转直流24V变压器经光24V直流稳压器通过导线分别连接负极导电片和正极导电片，市电经交流220V转直流24V变压器，再经过24V直流稳压器给导电片供24V直流电；所述曲线轨道可以用侧装或吊装的方式，固定在墙壁或固定物上；其中沿曲线轨道正上方内侧，从轨道始端到末端，依次铺设标识轨道位置的二维码标识；每个二维码标识为8mm见方，彼此间隔2mm，以便识别区分；

所述云台子***包括主控制器、定位模块、行走模块、避障模块、供电模块、wifi模块及监控视频采集模块；所述主控制器用于控制其它模块工作、向中心子***发送数据和接收中心子***的指令；

所述定位模块包括定位摄像头、LED灯、二维码解码器；所述摄像头正对曲线轨道上的二维码标识，实现对曲线轨道上轨道位置二维码标识的读取；所述LED灯在封闭的轨道保护外壳内为定位摄像头提供照明；所述二维码解码器实时解码识别轨道位置二维码标识，并输出位置数据给云台子***内的主控制器；

所述行走模块包括4个动力轮、直流电机、直流电机控制器，所述直流电机控制器与直流电机连接，所述直流电机输出端连接动力轮，所述动力轮设置在曲线轨道上，移动云台内的主控制器输出移动指令给直流电机控制器，直流电机控制器控制直流电机正反转，直流电机带动轮子，这样实现移动云台在曲线轨道上移动；

其中避障模块，用红外方式实现避障；

其中供电模块包括直流充电电源和取电轮；所述取电轮连接云台子***和曲线轨道，不论云台是否移动，都一直与轨道上的正负极导电片连接，同时与直流充电电源连接，向直流充电电源供电，直流充电电源向其它模块供电；

其中Wifi模块，通过Wifi路由器，连接中心子***，组成网络，实时通讯；

其中监控视频采集模块，包括云台吊装底座、摄像机旋转机构及Wifi摄像机；所述吊装底座用于安装和固定摄像机旋转机构及Wifi摄像机；所述摄像机旋转机构包括互相垂直的2组电机，实现带动Wifi摄像机左右和俯仰动作；Wifi摄像机实时采集监控区域视频信号，通过Wifi路由器，连接中心子***，实时回传；

所述中心子***包括防火墙、WEB服务器、数据库服务器、管理客户端；所述云台子***经Wifi路由器、防火墙、互联网、路由器接WEB服务器、数据库服务器、管理客户端；

其中防火墙用于提供网络保护；

其中数据库服务器，存储各移动云台前端上传的状态数据和监控数据，和监控客户端下传的指令；

其中WEB服务器，提供***WEB服务；

其中管理客户端，对各移动云台前端进行控制，对监控目标进行监测；其包括云台移动控制模块、云台状态监测模块、监控目标预置位设置与更新模块；监控目标状态监测模块。

本发明的有益效果是：本发明实现对监测区域范围内任意数量目标的视频监控；在监测区域里只要一套曲线轨道和一个移动云台视频监控***，减少了安装成本和运维成本，降低了控制复杂度；因为可以在任意位置铺设曲线轨道，只要合理设计轨道路径，可覆盖整个监测区域里的所有检测目标，彻底消除监控死角，不但能观察到所有目标，还能在最佳角度观察到目标；移动云台随时可自动确定当前位置并反馈，不要人工干预定位；监测预置位全部自动生成，监测目标变动时，还可以自动更新预置位，既准确，又快速。

附图说明

图1为本发明曲线轨道子***电气示意图；

图2为本发明曲线轨道子***吊装示意图；

图3为本发明曲线轨道子***侧装示意图；

图4为本发明曲线轨道绕过前方障碍物铺设方式俯视图；

图5为本发明云台子***模块构成图；

图6为本发明移动监控云台子***机械结构图；

图7为本发明云台子***机械结构图；

图8为本发明云台子***的主控制器的主控程序算法流程图；

图9为本发明中心子***的管理客户端的预置位自动设置与更新算法流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

一种曲线轨道移动监控云台***，包括曲线轨道子***、云台子***和中心子***，所述云台子***在曲线轨道上运行，由中心子***实时管理，所述中心子***的管理客户端通过网络远程控制；

如图1所示，曲线轨道子***包括曲线轨道1、正极导电片2、负极导电片3、24V直流稳压器4、交流220V转直流24V变压器5，曲线轨道1外面有绝缘保护外壳，负极导电片3和正极导电片2铺设在曲线轨道1上，曲线轨道1截面呈倒U形，曲线轨道1与云台子***两侧动力轮的接触面导电，其余部分绝缘；交流220V转直流24V变压器5经光24V直流稳压器4通过导线分别连接负极导电片3和正极导电片2，市电经交流220V转直流24V变压器5，再经过24V直流稳压器4给导电片供24V直流电；其中沿曲线轨道1正上方内侧，从曲线轨道1始端到末端，依次铺设标识轨道位置的二维码标识；每个二维码标识为8mm见方，彼此间隔2mm，以便识别区分；

如图2所示，曲线轨道1采用吊装或测装方式；如图3所示，或者通过吊架6和螺栓固定在墙壁8上。固定在墙壁或固定物上，沿设计路线铺设；设计线路可以沿墙壁延伸,也可以从空中延伸，如图4所示，遇到障碍物9阻挡，则以S型弯曲绕过；曲线轨道1可以呈闭合曲线，也可以呈开放曲线；如可以通过吊架6固定在天花板7上；

如图5所示，云台子***包括主控制器10、定位模块11、行走模块12、避障模块13、供电模块14、wifi模块15及监控视频采集模块16；主控制器10用于控制其它模块工作、向中心子***发送数据和接收中心子***的指令；

定位模块11包括定位摄像头、LED灯、二维码解码器；摄像头正对曲线轨道1上的二维码标识，实现对曲线轨道1上轨道位置二维码标识的读取；LED灯在封闭的轨道保护外壳内为定位摄像头提供照明；二维码解码器实时解码识别轨道位置二维码标识，并输出位置数据给云台子***内的主控制器。

如图6所示，行走模块12包括4个动力轮17、直流电机、直流电机控制器，直流电机控制器与直流电机连接，直流电机输出端连接动力轮17，动力轮17设置在曲线轨道1上，云台子***内的主控制器10输出移动指令给直流电机控制器，直流电机控制器控制直流电机正反转，直流电机带动动力轮17运动，这样实现移动云台在曲线轨道1上移动；其中避障模块13，用红外方式实现避障；其中供电模块14包括直流充电电源和取电轮18；取电轮18连接云台子***和曲线轨道1，不论云台是否移动，都一直与轨道上的正负极导电片连接，同时与直流充电电源连接，向直流充电电源供电，直流充电电源向其它模块供电；

其中Wifi模块15，通过Wifi路由器，连接中心子***，组成网络，实时通讯；其中监控视频采集模块16，包括云台吊装底座19、摄像机旋转机构20及Wifi摄像机21；吊装底座19用于安装和固定摄像机旋转机构20及Wifi摄像机21；摄像机旋转机构20包括互相垂直的2组电机，实现带动Wifi摄像机21左右和俯仰动作；Wifi摄像机21实时采集监控区域视频信号，通过Wifi路由器，连接中心子***，实时回传；

云台子***在曲线轨道1上运行，由中心子***实时管理(见图7所示)；中心子***的管理客户端通过网络远程控制；云台子***的主控制器通过wifi模块接收云台子***的控制指令；控制指令分3类，运动控制类、摄像机控制类、状态反馈类；运动控制类指令有4条，分别是前进、停止、后退、巡航；摄像机控制类指令有2条，分别是俯仰、左右；状态反馈类指令有2条，分别是读取云台状态、读取云台位置；

云台子***的主控制器的主控程序算法如下(如图8所示)：

自检通过后，等待控制指令；

如果收到运动控制类指令的前进指令，先从避障模块得到运动方向的障碍物距离值，如有障碍则报警；如运动方向无障碍，则用直流电机控制器控制直流电机转动，同时读取位置模块输出的位置信息；如到达指定位置，则用直流电机控制器控制直流电机停止转动；这样可以控制前进距离，以便移动到指定位置；

如果收到运动控制类指令的停止指令，则用直流电机控制器控制直流电机停止运动；

如果收到运动控制类指令的后退指令，先从避障模块得到运动方向的障碍物距离值，如有障碍则报警；如运动方向无障碍，则用直流电机控制器控制直流电机运动，同时读取位置模块输出的位置信息；这样可以控制后退距离，以便移动到指定位置；

如果收到运动控制类指令的巡航指令，依次移动到按预置位表的每个位置点，并停留预设时间；

如果收到摄像机控制类指令的俯仰指令，云台控制器控制俯仰电机转动，改变wifi摄像机俯仰角度；

如果收到摄像机控制类指令的左右旋转指令，云台控制器控制左右旋转电机转动，改变wifi摄像机左右旋转角度；

如果收到状态反馈类指令的读取云台状态指令，则上传云台子***的各项状态值；

如果收到状态反馈类指令的读取云台位置指令，则上传云台子***的位置值；

指令执行完毕，等待下一条控制指令；

以上为云台子***的主控制器的主控程序算法；

中心子***，包括防火墙、数据库服务器、WEB服务器、管理客户端；云台子***和中心子***，通过有线或无线互联网或专网连接；

其中防火墙，提供网络保护；

其中数据库服务器，存储各移动云台前端上传的状态数据和监控数据，和监控客户端下传的指令；

其中WEB服务器，提供***WEB服务；

其中管理客户端，对各移动云台前端进行控制，对监控目标进行监测；具体管理过程是：选择要控制的某个前端的曲线移动云台(简称前端云台)；实时显示前端云台的位置；实时显示前端云台采集回传的视频；设置前端云台下一个目标位置；发出移动类指令；调整wifi摄像机上下角度；调整wifi摄像机左右角度；前端云台预置位自动设置与更新；

其中，预置位自动设置与更新算法(如图9所示)：

给每个监测目标都贴上二维码铭牌；二维码内容包括目标名称、目标编号、二维码铭牌安装位置、目标尺寸；其中，二维码铭牌的安装位置包括左上、左下、右上、右下；

先使移动云台复位，移到曲线轨道始端；移动云台沿轨道始端向轨道终端巡航移动，沿途摄像，实时解码得到视频帧，这样得到全轨道路径上的系列视频帧，即视场图片；

每得到一张视场图片，就进行图片中二维码识别；识别出本视场图片中全部二维码，对这些二维码依次处理；

每个二维码对应一个监测目标，对应一个监测目标的监测预置位；

对当前识别出的一个二维码，如该二维码已识别过，就不处理；如该二维码未识别过，先读出二维码的内容，即该二维码铭牌所在监测目标的信息，再得到二维码铭牌在视场中位置；

根据二维码铭牌在视场图片中的位置，和二维码内容里说明的二维码铭牌的安装位置，沿轨道前后移动摄像机云台，并同时调整云台的俯仰角度和左右角度，使监测目标置于视场正中；根据二维码内容里说明的监测目标的尺寸，调整摄像机焦距，使监测目标充满视场；记下此位置为该监测目标的监测预置位；监测预置位信息包括轨道位置、摄像机云台的俯仰角度和左右角度、摄像机镜头的变焦值；

把该监测预置位记录存入数据库；

如果云台未移到轨道末端，向前移动云台；如果云台已移到轨道末端，停止移动云台，完成一次预置位自动设置与更新；

以上为中心子***的管理客户端的预置位自动设置与更新算法。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种曲线轨道移动监控云台***，其特征在于：包括曲线轨道子***、云台子***和中心子***，所述云台子***在曲线轨道上运行，由中心子***实时管理，所述中心子***的管理客户端通过网络远程控制；

所述曲线轨道子***包括曲线轨道、正极导电片、负极导电片、24V直流稳压器、交流220V转直流24V变压器，所述负极导电片和正极导电片铺设在曲线轨道上，所述交流220V转直流24V变压器经光24V直流稳压器通过导线分别连接负极导电片和正极导电片，市电经交流220V转直流24V变压器，再经过24V直流稳压器给导电片供24V直流电；所述曲线轨道用侧装或吊装的方式固定在墙壁或固定物上；其中沿曲线轨道正上方内侧，从轨道始端到末端，依次铺设标识轨道位置的二维码标识；

所述云台子***包括主控制器、定位模块、行走模块、避障模块、供电模块、wifi模块及监控视频采集模块；所述主控制器用于控制其它模块工作、向中心子***发送数据和接收中心子***的指令；

所述定位模块包括定位摄像头、LED灯、二维码解码器；所述摄像头正对曲线轨道上的二维码标识，实现对曲线轨道上轨道位置二维码标识的读取；所述LED灯在封闭的轨道保护外壳内为定位摄像头提供照明；所述二维码解码器实时解码识别轨道位置二维码标识，并输出位置数据给云台子***内的主控制器；

所述行走模块包括4个动力轮、直流电机、直流电机控制器，所述直流电机控制器与直流电机连接，所述直流电机输出端连接动力轮，所述动力轮设置在曲线轨道上，移动云台内的主控制器输出移动指令给直流电机控制器，直流电机控制器控制直流电机正反转，直流电机带动轮子，实现移动云台在曲线轨道上移动；

其中避障模块，用红外方式实现避障；

其中供电模块包括直流充电电源和取电轮；所述取电轮连接云台子***和曲线轨道，不论云台是否移动，都一直与轨道上的正负极导电片连接，同时与直流充电电源连接，向直流充电电源供电，直流充电电源向其它模块供电；

其中Wifi模块，通过Wifi路由器，连接中心子***，组成网络，实时通讯；

其中监控视频采集模块，包括云台吊装底座、摄像机旋转机构及Wifi摄像机；所述吊装底座用于安装和固定摄像机旋转机构及Wifi摄像机；所述摄像机旋转机构包括互相垂直的2组电机，实现带动Wifi摄像机左右和俯仰动作；Wifi摄像机实时采集监控区域视频信号，通过Wifi路由器，连接中心子***，实时回传；

所述中心子***包括防火墙、WEB服务器、数据库服务器、管理客户端；所述云台子***经Wifi路由器、防火墙、互联网、路由器接WEB服务器、数据库服务器、管理客户端；

其中防火墙用于提供网络保护；

其中数据库服务器，存储各移动云台前端上传的状态数据和监控数据，和监控客户端下传的指令；

其中WEB服务器，提供***WEB服务；

其中管理客户端，对各移动云台前端进行控制，对监控目标进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种曲线轨道移动监控云台***，其特征在于，所述曲线轨道外面有绝缘保护外壳。

3.根据权利要求1所述的一种曲线轨道移动监控云台***，其特征在于，所述二维码标识为8mm见方，彼此间隔2mm，以便识别区分。

4.根据权利要求1所述的一种曲线轨道移动监控云台***，其特征在于，所述管理客户端包括云台移动控制模块、云台状态监测模块、监控目标预置位设置与更新模块；监控目标状态监测模块。