CN112135058B - 一种移动终端及利用移动终端控制ptz摄像机的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种移动终端。该移动终端包括：陀螺仪。通信电路，用于连接PTZ摄像机。控制电路，连接陀螺仪和通信电路，用于检测陀螺仪的两类感应信息，在检测到第一类所述感应信息时，发送第一控制指令到通信电路，以控制PTZ摄像机的变焦参数，在检测到第二类感应信息时，发送第二控制指令到通信电路，控制PTZ摄像机中的转动。本申请提供的移动终端能够更灵活便宜地控制PTZ摄像机。

Description

一种移动终端及利用移动终端控制PTZ摄像机的方法

技术领域

本发明涉及传感器技术及数字视频监控领域，特别是涉及一种移动终端以及利用移动终端控制PTZ摄像机的方法。

背景技术

随着多媒体技术和网络通讯技术的迅速发展，视频监控技术在国民生产生活的各个领域得到了广泛应用。目前的数字视频监控一般采用将摄像机安装在云台上，通过云台控制摄像机进行水平、垂直方向的转动，云台控制***对云台进行控制，带动摄像机转向需要监控的区域，将拍摄景象的视频流进行回传以实现远程监控。

传统的对云台控制有按键、摇杆以及直接输入控制命令等方式。随着智能移动终端的大量普及，第三代移动通信技术、无线局域网技术等无线网络的迅速发展，出现了使用智能移动终端如智能手机等设备通过无线网络对监控设备进行远程控制，这使得对云台的控制打破了地域和时间的限制，移动终端使用者可以随时随地监控远端情况。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种移动终端，能够灵活控制PTZ摄像机(Pan/Tilt/Zoom camera)的转向和对焦。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种移动终端，包括：陀螺仪。通信电路，用于连接PTZ摄像机。控制电路，连接陀螺仪和通信电路，用于检测陀螺仪的两类感应信息，在检测到第一类感应信息时，发送第一控制指令到通信电路，以控制所述PTZ摄像机的变焦参数，在检测到第二类感应信息时，发送第二控制指令到通信电路，以控制所述PTZ摄像机的转动。

进一步地，检测到第一类感应信息时，控制PTZZ摄像机的变焦参数具体为：若检测到陀螺仪在第一分量上的角速度，则利用陀螺仪在第一分量上的旋转角度与PTZ摄像机的变焦倍率的映射关系，获取与第一分量上的旋转角度对应的变焦参数。其中，陀螺仪在第一分量上的旋转角度由陀螺仪在第一分量上的角速度积分而来。

进一步地，映射关系为变焦参数与陀螺仪在第一分量上的旋转角度成正比。获取与第一分量上的旋转角度对应的变焦参数包括：将第一分量上的旋转角度与陀螺仪在第一分量上的最大旋转角度比值的取整值乘以PTZ摄像机的倍率常量，获取变焦参数。

进一步地，检测到第二类感应信息时，控制PTZ摄像机的转动具体为：

若检测到第二分量和第三分量的合角速度的模长小于预设阈值，则对合角速度进行差分运算以获取对应的差分值。若差分值大于零，则生成PTZ摄像机转动步长加一的指令，反之，则生成PTZ摄像机转动步长减一的指令。

进一步地，PTZ摄像机为PTZ双目摄像机，PTZ双目摄像机包括对称设置的第一PTZ摄像机和第二PTZ摄像机。

移动终端还包括：显示屏，显示屏的一端连接控制电路，包括第一显示部与第二显示部，第一显示部用于显示第一PTZ摄像机的监控视频，第二显示部用于显示第二PTZ摄像机的监控视频。若检测到第二分量和第三分量上的合角速度的模长大于预设阈值，则进一步根据合角速度对应的合角加速度的方向控制第一PTZ摄像机和第二PTZ摄像机的屏占比。若合角加速度的方向为正，则第一PTZ摄像机的屏占比增大一档，反之则第二PTZ摄像机的屏占比增大一档。

进一步地，若合角加速度的方向为正，则第一PTZ摄像机的屏占比增大一档，反之则第二PTZ摄像机的屏占比增大一档包括：将第二分量和第三分量的合角速度进行差分运算以获取对应的差分值。若差分值大于0，则第一PTZ摄像机的屏占比增大一档，反之，第二PTZ摄像机的屏占比增大一档。

进一步地，控制电路在检测到第一感应信息、第二感应信息以及第三感应信息并发送第一控制指令、第二控制指令到通信电路或者发送第三控制指令到显示屏前用于：

分别对第一分量、第二分量以及第三分量上的角速度进行积分，获取对应于第一分量、第二分量以及第三分量上的旋转角度。若上述任一分量上的旋转角度大于预设阈值，则启动对PTZ摄像机的远程控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案是：提供一种利用移动终端控制PTZ摄像机的方法，该方法包括：

获取移动终端的感应信息。根据感应信息，生成与感应信息对应的控制命令，以对PTZ摄像机进行控制。其中，移动终端为本申请提供的移动终端。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的移动终端利用移动终端内置的陀螺仪感知用户对移动终端的操作，产生两类感应信息，一类感应信息在控制PTZ摄像机转动的同时，另一类感应信息可调节PTZ摄像机的变焦参数。本发明提供的移动终端通过内置陀螺仪的方式不仅解决了传统的云台操作杆、按键等操作复杂度高的问题，同时还可通过陀螺仪的参数信息对PTZ摄像机的变焦过程进行控制，致使对PTZ摄像机的控制更加灵活便宜。

区别于现有技术的情况，本发明提供的移动终端能够通过检测陀螺仪的第三感应信息，在检测到该第三类感应信息时，控制PTZ双目摄像机的第一PTZ摄像机和第二PTZ摄像机的屏占比，从而解决PTZ双目摄像机屏占比无法自适应分配的问题。

区别于现有技术的情况，本发明提供的移动终端通过设定一个一个“唤醒”对PTZ摄像机的控制条件，即若第一分量、第二分量以及第三分量中的任一分量上的旋转角度大于预设阈值，才启动对所述PTZ摄像机的远程控制。从而提高了移动设备的操作准确性。

附图说明

图1为本申请移动终端一实施方式的结构示意图；

图2为本申请移动终端的显示屏一实施方式的结构示意图；

图3为本申请PTZ摄像机一实施方式的结构示意图；

图4是本申请提供利用移动终端控制PTZ摄像机的方法一实施例的流程示意图；

图5是图4中步骤S2的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请发明人在长期研究中发现，PTZ摄像机远程云台控制一般通过网络键盘、Web浏览器、手机或PC客户端手动发送网络命令控制，灵活性较差。并且，保安或巡警携带的移动或可穿戴监控终端太小，则操作不方便，太大携带不方便，存在矛盾。同时要达到高质量的远程监控，则需要对PTZ摄像机的变焦倍率、转动、屏占比等多项参数进行控制，目前大多仅仅是对PTZ摄像机的转动进行控制。

请一并参阅图1和图2，图1是本发明移动终端一实施方式的结构示意图。如图1所示，本实施方式中的移动终端10包括：陀螺仪11、控制电路12、通信电路13以及显示屏14。控制电路12分别电性耦接陀螺仪11、通信电路13以及显示屏14。

陀螺仪11也称为角速度传感器，是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，陀螺仪测量的物理量是偏转，倾斜时的旋转角速度。本实施例将陀螺仪11测量的角速度记为V(x,y,z)。

可选地，本实施例可以通过以下方式对角速度进行采样：

第一步：设定采样间隔；

第二步：对陀螺仪11的参数值进行采样：在Android或者IOS操作***中通过调用***API函数，可以获取陀螺仪11在各个分量上(X,Y,Z)的角速度V(X,Y,Z)。

第三步：依据采样间隔，设定参数n以防止PTZ摄像机20由于移动终端10的轻微抖动而产生的误控制，参数n设定原理为：对于i个陀螺仪11的采样值，每n个划为一组求角速度的平均值，以该平均值作为该段时间的角速度参数。

通信电路13，用于连接PTZ摄像机20。此处的PTZ摄像机20具体为支持云台全方位移动及镜头变倍、变焦控制的摄像机。PTZ摄像机20可以是PTZ单目摄像机或者PTZ多目摄像机。

控制电路12连接陀螺仪11，另连接通信电路13，用于检测陀螺仪11的两类感应信息，在检测到第一类感应信息时，发送第一控制指令到通信电路13，以控制PTZ摄像机20的变焦参数，在检测到第二类感应信息时，发送第二控制指令到通信电路13，控制PTZ摄像机20的转动。

使用变焦镜头的成像在各焦点范围内会发生各种变化。广角端可以扩大拍摄范围，远摄端可以放大被摄体，即使拍摄者不移动也可以自由地改变拍摄范围。这种变化在摄影术语中被称为变焦倍率。移动终端控制PTZ摄像机20的变焦倍率的方式可以如下：

移动终端10在检测到第一类感应信息时，该第一类感应信息具体可以为陀螺仪11在第一分量上的角速度，则利用陀螺仪在第一分量上的旋转角度与PTZ摄像机20的变焦倍率的映射关系，获取与第一分量上的旋转角度对应的变焦参数。其中，陀螺仪11在第一分量上的旋转角度由陀螺仪11在第一分量上的角速度积分而来。

上述映射关系例如可以是，变焦参数与陀螺仪11在第一分量上的旋转角度成正比。具体地，将第一分量上的旋转角度与陀螺仪11在第一分量上的最大旋转角度比值的取整值，再乘以PTZ摄像机20的倍率常量，获取变焦参数。

用公式表示为：

其中，Zoon_x表示与第一分量的旋转角度对应的变焦参数，v_z(t)表示第t个角速度采样点在第一分量上的分量，i表示当陀螺仪11在第一分量上的角速度为零时，移动终端10一共采集到i个角速度采样点，S表示移动终端10在第一分量上的最大旋转角度，Zoon表示PTZ摄像机20的倍率常量，比如43倍。

可选地，第一类感应信息可以为陀螺仪11在Z轴上的角速度。根据计算获取的变焦参数Zoon_x，发送第一控制指令到通信电路13，通信电路13将接收到的第一控制指令发送至PTZ摄像机20以调整PTZ摄像机20的变焦倍率。

移动终端10控制PTZ摄像20的转动的方式具体为：

在检测到第二类感应信息时，该第二类感应信息可以是第二分量和第三分量上的合角速度的模长小于预设阈值，则对合角速度进行差分运算，以获取对应的差分值。若上述差分值大于零，则控制电路12发送第二控制指令即PTZ摄像机20的转动步长加一的控制命令至通信电路13。反之，若上述差分值小于零，则控制电路12发送第二控制指令，即PTZ摄像机20的转动步长减一的控制命令至通信电路13。最终实现调整PTZ摄像机20的转动步长的目的。

更具体地，第二类感应信息例如可以为若检测到X-Y平面上的合角速度模长小于预设阈值，即满足：

其中，x，y分别表示抽样获取到的角速度参数的X分量和Y分量，K表示一预设阈值。若满足上述条件，则进一步对X-Y平面上合角速度进行差分运算以获取对应的差分值。

在一具体应用场景中，若PTZ摄像机20监控到一可疑目标，但该可疑目标正在奋力逃跑，此时安保人员可以通过甩动或者摇晃其携带的移动终端10，从而控制PTZ摄像机20的转动速率，更加快速的跟踪可疑目标，致使可疑目标短时间内不能脱离监控人员的视线范围，为缉捕可疑目标提供更大的可能性。

屏占比即屏幕面积与整机面积的比例。计算公式：屏占比＝屏幕面积/整机面积。显然，若屏幕面积越大，则屏占比越大，进而越有利于用户通过移动终端10观看屏幕上的视频或图像。本实施例可灵活调整PTZ摄像机20的屏占比。

请同时参阅图2和图3，图2为移动终端的显示屏一实施方式的结构示意图。图3为本申请PTZ摄像机一实施方式的结构示意图。在该实施例中PTZ摄像机20为PTZ双目摄像机21，该PTZ双目摄像机21包括对称设置的第一PTZ摄像机211和第二PTZ摄像机212。

在一具体实施方式中，第二PTZ摄像机212作为主监控相机，用于监控全景并实现对嫌疑目标在分辨率较低下的目标跟踪，例如第二PTZ摄像机212可为PTZ全景摄像机。而第一PTZ摄像机211作为从监控相机，它受主监控相机的控制，通过不断估计、调整自身参数，实现对嫌疑目标在分辨率较高下的目标跟踪，例如第一PTZ摄像机211为PTZ长焦细节摄像机。

移动终端10还包括显示屏14，显示屏14连接控制电路12，用于显示PTZ双目摄像机21的监控画面。显示屏14包括第一显示部141和第二显示部142，分别用于显示第一PTZ摄像机211和第二PTZ摄像机212的监控视频。

若移动终端10检测到第三类感应信息，发送第三控制指令到通信电路13，以控制第一PTZ摄像机211和第二PTZ摄像机212的屏占比。

可选地，第三类感应信息为第二分量和第三分量上的合角速度的模长大于预设阈值，若检测到该合角速度满足上述条件，则进一步根据合角速度对应的合角加速度的方向控制第一PTZ摄像机211和第二PTZ摄像机212的屏占比。

例如若合角加速度的方向为正，则第一PTZ摄像机211的屏占比增大一档，反之则第二PTZ摄像机212的屏占比增大一档。

由于移动终端10通过采样获取的陀螺仪11的角速度参数值是离散的，因此可将对第二分量和第三分量上的合角速度求导以判断合加速度的正负这一过程，近似为将第二分量和第三分量上的合角速度进行差分运算以获取对应的差分值。若差分值大于0，则第一PTZ摄像机211的屏占比增大一档，反之，第二PTZ摄像机212的屏占比增大一档。

第三类感应信息例如可以为若检测到X-Y平面上的合角速度模长大于预设阈值，即满足以下公式：

其中，x，y分别表示抽样获取到的角速度参数的X分量和Y分量，K表示一预设阈值。若满足上述条件，则进一步根据X-Y平面上合角加速度的方向控制第一PTZ摄像机211和第二PTZ摄像机212的屏占比。

若X-Y平面上合角加速度的方向为正，则第一PTZ摄像机211的屏占比增大一档，反之则第二PTZ摄像机212的屏占比增大一档。

由于移动终端10通过采样获取的陀螺仪11的角速度参数值是离散的，因此可将对X-Y平面上合角速度求导以判断X-Y平面上的合加速度的正负这一过程，近似为将X-Y平面上的合角速度进行差分运算以获取对应的差分值。若差分值大于0，则第一PTZ摄像机211的屏占比增大一档，反之，第二PTZ摄像机212的屏占比增大一档。具体地，可将这一运算简化为对X-Y平面上合角速度前后作差，即后一采样角速度减去前一采样角速度，若上述差值大于零，则第一PTZ摄像机211的屏占比增大一档，反之，第二PTZ摄像机212的屏占比增大一档。

在一具体应用场景中，第一PTZ摄像机211为广角全景摄像机，第二PTZ摄像机212为长焦细节摄像机。当前监控对象正在面向PTZ双目摄像机21移动时，安保人员可通过用力甩动或者摇晃移动终端10，使得控制电路12检测到陀螺仪11的第三感应信息，继而控制PTZ双目摄像机21相应调大广角场景摄像机的屏占比，即调大第二显示部142的面积，使得安保人员在全景图像中更好的观察目标的运动趋势并兼顾细节观察效果，当前监控对象在远离PTZ双目摄像机21移动时，使得PTZ双目摄像机21相应调大长焦细节摄像机的屏占比，即调大第一显示部141的面积，以使安保人员可以更加清晰的观测到运动目标的细节信息。

优选地，为了减少安保人员行走、驾驶等移动过程造成的误判断，导致的PTZ摄像机20转动变倍。例如行走或坐在行驶的车辆中时，由于陀螺仪11输出的角速度可能会发生变化，容易误认为是人为主动操作移动终端10所产生的对PTZ摄像机20的远程控制，从而PTZ摄像机20也会发生移动变倍动作。本实施例的控制电路12在检测各类感应信息、发送第一控制指令、第二控制指令或者到通信电路13、在发送第三控制指令到显示屏14之前还可用于：分别对第一分量、第二分量以及第三分量上的角速度积分，获取对应于第一分量、第二分量以及第三分量上的旋转角度。若上述任一分量上的旋转角度大于预设阈值，则启动对PTZ摄像机20的远程控制。

由于角速度是离散采样点，在时域中，对于离散点的积分就是求和的过程，例如，获取X分量上的旋转角度的方式为：

其中，θ_x表示移动终端10在x分量上的旋转角度，v_x(t)表示第t个角速度采样点在x轴上的分量，i表示有i个角速度采样点。由上述公式可计算获取移动终端10在X轴、Y轴和Z轴上的旋转角度，如果满足：

(θ_x>f)∪(θ_y>f)∪(θ_y>f)

则启动对PTZ摄像机20的远程控制。其中，f表示一预设阈值，可由用户自行定义。通过设定这一“唤醒”条件，移动终端10只有在满足上述条件的情况下，才会开启对PTZ摄像机20的控制，使用户能够放心使用，只要不刻意对移动终端10做出大幅度动作，如甩动，摇晃等，就很难造成对PTZ摄像机20的误触发控制。

本申请提供的移动终端10，通过测量其内置陀螺仪11的角速度参数，实现远程控制PTZ摄像机20的转动、屏占比以及变焦倍率，不仅使控制过程更加灵活，方便，还能有效减少用户对PTZ摄像机20的误触发。

参阅图4，图4是本申请提供利用移动终端控制PTZ摄像机的方法一实施例的流程示意图，该方法包括以下步骤：

S1：分别对第一分量、第二分量以及第三分量上的角速度进行积分，获取对应于第一分量、第二分量以及第三分量上的旋转角度。

S2：若上述任一分量上的旋转角度大于预设阈值，则启动对PTZ摄像机20的远程控制。例如陀螺仪11在X轴上的旋转角度大于π/3，则开启对PTZ摄像机20的控制。

S3：获取移动终端10的感应信息。

S4：根据检测到的感应信息类别，生成与感应信息对应的控制命令，以对PTZ摄像机20进行控制。其中，对PTZ摄像机20进行控制的移动终端10为本申请提供的移动终端10。

参阅图5，图5是图4中步骤S4的流程示意图。具体地，步骤S2可以由以下子步骤进行：

S41：若检测到的感应信息为第一类感应信息，则发送第一控制指令到PTZ摄像机20，以控制PTZ摄像机20的变焦参数。

S42：若在检测到的感应信息为第二类感应信息，发送第二控制指令到PTZ摄像机20，控制PTZ摄像机20的转动。

S43：若检测到的感应信息为第三类感应信息，则发送第三控制指令到PTZ摄像机20，控制PTZ摄像机20的屏占比。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种移动终端，其特征在于，包括：

陀螺仪；

通信电路，用于连接PTZ摄像机；所述PTZ摄像机为PTZ双目摄像机，所述PTZ双目摄像机包括对称设置的第一PTZ摄像机和第二PTZ摄像机；

控制电路，连接所述陀螺仪和所述通信电路，用于检测所述陀螺仪的两类感应信息，在检测到第一类所述感应信息时，发送第一控制指令到所述通信电路，以控制所述PTZ摄像机的变焦参数，在检测到第二类所述感应信息时，发送第二控制指令到所述通信电路，控制所述PTZ摄像机的转动；

显示屏，所述显示屏的一端连接所述控制电路，包括第一显示部与第二显示部，所述第一显示部用于显示所述第一PTZ摄像机的监控视频，所述第二显示部用于显示所述第二PTZ摄像机的监控视频；

所述控制电路还用于检测所述陀螺仪的第三类感应信息，在检测到所述第三类感应信息时，发送第三控制指令到所述通信电路，以控制所述第一PTZ摄像机和所述第二PTZ摄像机的屏占比，包括：若第二分量和第三分量的合角速度的模长大于预设阈值，将所述第二分量上的所述角速度和所述第三分量上的所述角速度的所述合角速度进行差分运算以获取对应的差分值；若所述差分值大于0，则所述第一PTZ摄像机的屏占比增大一档，反之，所述第二PTZ摄像机的屏占比增大一档；

所述控制电路在检测到第一类所述感应信息、第二类所述感应信息以及第三感应信息并发送所述第一控制指令、所述第二控制指令到所述通信电路或者发送所述第三控制指令到所述显示屏前用于：分别对所述陀螺仪在第一分量、第二分量以及第三分量上的角速度进行积分，获取对应于所述第一分量、所述第二分量以及所述第三分量上的旋转角度；若上述任一分量上的所述旋转角度大于预设阈值，则启动对所述PTZ摄像机的远程控制。

2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，

所述检测到第一类所述感应信息时，控制所述PTZ摄像机的变焦参数具体为：

若检测到所述陀螺仪在第一分量上的角速度，则利用所述陀螺仪在所述第一分量上的旋转角度与所述PTZ摄像机的变焦倍率的映射关系，获取与所述第一分量上的所述旋转角度对应的所述变焦参数；

其中，所述陀螺仪在所述第一分量上的所述旋转角度由所述陀螺仪在所述第一分量上的所述角速度积分而来。

3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，所述映射关系为所述变焦参数与所述陀螺仪在所述第一分量上的所述旋转角度成正比；

所述获取与所述第一分量上的所述旋转角度对应的所述变焦参数包括：

将所述第一分量上的所述旋转角度与所述陀螺仪在所述第一分量上的最大旋转角度比值的取整值，乘以所述PTZ摄像机的倍率常量，获取所述变焦参数。

4.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，

所述检测到第二类所述感应信息时，控制所述PTZ摄像机的转动具体为：

若检测到第二分量和第三分量的合角速度的模长小于预设阈值，则对所述合角速度进行差分运算，以获取对应的差分值；

若所述差分值大于零，则生成所述PTZ摄像机转动步长加一的指令，反之，则生成所述PTZ摄像机转动步长减一的指令。

5.一种利用移动终端控制PTZ摄像机的方法，其特征在于，包括：

分别对设于所述移动终端的陀螺仪在第一分量、第二分量以及第三分量上的角速度进行积分，获取对应于所述第一分量、所述第二分量以及所述第三分量上的旋转角度；若上述任一所述分量上的所述旋转角度大于预设阈值，则启动对所述PTZ摄像机的控制；

获取所述移动终端的感应信息；

根据所述感应信息，生成与所述感应信息对应的控制命令，以对所述PTZ摄像机进行控制；

其中，所述移动终端为权利要求1-4中任一项所述的移动终端。

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