CN113596410A - 目标监控识别与跟踪摄像装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种目标监控识别与跟踪摄像装置及方法，目标监控识别与跟踪摄像装置包括大视场图像识别单元和小视场图像捕捉单元。该大视场图像识别单元包括至少两个大视场摄像头，至少两个大视场摄像头设置成识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置。小视场图像捕捉单元设置于至少两个大视场摄像头之间并包括至少两组反射振镜和至少两个小视场摄像头，该至少两个小视场摄像头设置成获取目标的图像并对目标进行跟踪，其中至少两组反射振镜设置于至少两个小视场摄像头之间并分别与至少两个小视场摄像头配合以将目标反射至所述小视场摄像头。本发明可以有区别地保存监控视频数据，并可以提升监控视频中关键信息的分辨率。

Description

目标监控识别与跟踪摄像装置及方法
技术领域
本发明涉及，具体涉及一种目标监控识别与跟踪摄像的装置及方法。
背景技术
如今，视频监控成为社会公安安全的重要组成部分，近几年视频监控***的大量普及和发展，各大行业、企事业单位已经建有大量的视频监控***。利用视频监控进行监督管理，侦查破案已成为一种重要手段。在安防行业高速发展的今天，各个行业的监控***越来越庞大，摄像头和视频设备越来越多，其产生的视频数据量也日渐庞大。目前的监控图像数据存在远距离不清晰、保存时间不长、占用储存空间大、视场范围小等问题，给当前社会的安全维护造成很大的困扰。因此，亟需一种小数据容量、高分辨率、大视场、低成本的监控用的图像传感器模块。
发明内容
本发明的目的是提供一种目标监控识别与跟踪摄像的装置及方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种目标监控识别与跟踪摄像装置，包括大视场图像识别单元和小视场图像捕捉单元；
所述大视场图像识别单元包括至少两个大视场摄像头，所述至少两个大视场摄像头设置成识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置；
所述小视场图像捕捉单元设置于所述至少两个大视场摄像头之间并包括至少两组反射振镜和至少两个小视场摄像头，所述至少两个小视场摄像头设置成获取所述目标的图像并对所述目标进行跟踪，其中
所述至少两组反射振镜设置于所述至少两个小视场摄像头之间并分别与所述至少两个小视场摄像头配合以将所述目标反射至所述小视场摄像头。
在一个实施例中，所述大视场摄像头是可自动对焦的摄像头，以及所述小视场摄像头是可光学变焦的摄像头。
在一个实施例中，所述大视场摄像头和所述小视场摄像头设置成所述小视场摄像头的光轴方向垂直于所述大视场摄像头的光轴方向。
在一个实施例中，所述大视场图像识别单元的图像数据定期删除，以及所述小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存。
在一个实施例中，所述大视场摄像头包括镜头模组、成像元件、载体、底座、框架、线圈、磁体、上弹片以及下弹片，
所述镜头模组安装于所述载体内，所述成像元件设置于所述镜头模组下方，所述线圈设置于所述载体上，
所述上弹片将所述载体的上表面与所述框架的上表面可活动连接，所述下弹片将所述载体的下表面与所述框架的下表面可活动连接，所述线圈设置于所述载体上，所述磁体设置于所述底座上并与所述线圈配合以驱动载体带动所述镜头模组移动进行变焦。
在一个实施例中，所述小视场摄像头包括成像单元、镜头螺杆以及镜头模组，所述成像单元与所述镜头模组配合，所述镜头模组设置于所述镜头螺杆上并能够沿所述镜头螺杆移动以进行光学变焦。
在一个实施例中，所述镜头螺杆上的螺纹非均匀分布。
在一个实施例中，所述小视场图像捕捉单元还包括往复电机，所述往复电机与所述反射振镜连接并驱动所述反射振镜运动。
根据本发明的另一方面，提供了一种目标监控识别与跟踪摄像方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、利用大视场图像识别单元获取目标的空间坐标位置；
步骤二、利用小视场图像捕捉单元对所述目标进行成像和跟踪。
在一个实施例中，所述大视场图像识别单元包括至少两个大视场摄像头，在所述步骤一中，利用所述至少两个大视场摄像头识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置，以及
所述小视场图像捕捉单元包括至少两个小视场摄像头，所述至少两个小视场摄像头布置在所述两个大视场摄像头之间，在所述步骤二中，利用所述至少两个小视场摄像头获取所述目标的图像信息并对所述目标进行跟踪。
在一个实施例中，所述方法还包括：
将所述大视场图像识别单元的图像数据定期删除，以及
将所述小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存。
在一个实施例中，所述方法还包括利用反射振镜将所述目标反射到所述至少两个小视场摄像头的其中之一，以及所述方法还包括将利用往复电机驱动所述反射振镜运动以使得所述小视场摄像头以最佳角度对所述目标进行成像。
在一个实施例中，所述方法还包括利用反射振镜在多个位置高频振动，以时分复用的方式同时采集多个目标的清晰图像并分别保存。
本发明的目标监控识别与跟踪摄像装置和方法可以利用大视场图像识别单元与小视场图像捕捉单元的组合有区别地保存监控视频数据，并可以依靠可变焦小视场摄像头提升监控视频中关键信息的分辨率，同时降低监控数据的存储成本。
附图说明
图1是本发明一个实施例的目标监控识别与跟踪摄像装置的主视示意图；
图2是图1的目标监控识别与跟踪摄像装置的俯视示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
图1是本发明一个实施例的目标监控识别与跟踪摄像装置100的主视示意图，图2是图1的目标监控识别与跟踪摄像装置100的俯视示意图。如图1-2所示，目标监控识别与跟踪摄像装置100包括大视场图像识别单元101和小视场图像捕捉单元102。大视场图像识别单元101包括至少两个大视场摄像头103，至少两个大视场摄像头103设置成识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置。小视场图像捕捉单元设置于至少两个大视场摄像头103之间并包括至少两组反射振镜18和至少两个小视场摄像头104，至少两个小视场摄像头104设置成获取大视场摄像头103识别并获取的目标的图像并对该目标进行跟踪。至少两组反射振镜18设置于至少两个小视场摄像头104之间并分别与至少两个小视场摄像头104配合以将目标反射至小视场摄像头104。
需要说明的是，本发明的大视场图像识别单元、大视场摄像头、小视场图像捕捉单元以及小视场摄像头旨在对各个摄像头进行区分，本文中的大视场旨在与本文中的小视场进行比较，并不限定大视场的视场范围以及小视场的视场范围。
还需要说明的是，本文大视场图像识别单元101包括至少两个大视场摄像头103的含义是，大视场图像识别单元101可以包括两个大视场摄像头103，也可以包括三个、四个等大视场摄像头103。多个大视场摄像头103可以是规格和型号相同的摄像头，也可以是规格和型号不同的摄像头，此处不进行限定。
类似地，视场图像捕捉单元包括至少两组反射振镜18和至少两个小视场摄像头104的含义是，图像捕捉单元可以包括仅仅两组反射振镜18和两个小视场摄像头104，每一组反射振镜18与每一个小视场摄像头104对应配合并将大视场图像识别单元获取的目标反射至小视场摄像头104的摄像范围内，以便小视场摄像头104能够以最佳角度对目标进行摄像及跟踪。
可选地，大视场图像识别单元101的至少两个大视场摄像头103关于小视场图像捕捉单元102对称布置，以及小视场图像捕捉单元102的两个小视场摄像头104关于两组反射振镜18对称布置。
可选地，如图1-2所示，大视场摄像头103和小视场摄像头104设置成小视场摄像头的光轴方向垂直于大视场摄像头的光轴方向布置。例如，以图1所示的方向为参考，大视场摄像头103的光轴沿竖直方向布置，小视场摄像头的光轴方向沿水平方向布置，同一目标在左侧大视场摄像头成像图中的位置与在右侧的大视场摄像头中的位置不同，根据该不同的位置可以精确计算出目标的三维空间坐标。小视场图像捕捉单元通过该三维空间坐标精确定位目标的位置并对目标进行成像和跟踪。
具体地，小视场图像捕捉单元的两个小视场摄像头104分别位于两组反射振镜18的两侧，两组反射振镜18并排布置并将整个装置的视场分隔成两个左右两部分，左侧的反射振镜18与左侧的小视场摄像头104配合捕捉和跟踪左侧部分的目标，右侧的放射振镜18与右侧的小视场摄像头104配合补充和跟踪右侧部分的目标。例如，当大视场图像识别单元101识别并确定目标位于左侧部分时，左侧的反射振镜18将目标反射至左侧的小视场摄像头104上，从而左侧的小视场摄像头104对目标进行高清成像并跟踪，类似地，当大视场图像识别单元101识别并确定目标位于右侧部分时，右侧的反射振镜18将目标反射至右侧的小视场摄像头104上，从而右侧的小视场摄像头104对目标进行高清成像并跟踪。左边的振镜和小视场摄像头负责左半部分视场的目标识别，右边的振镜和小视场摄像头负责右半部分视场的目标识别，互不干扰。
可选地，本发明可以将大视场图像识别单元的图像数据定期删除，并将小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存，从而整体上降低监控数据的存储成本，促进社会的安全维护。
本发明的大视场图像识别单元101根据同一目标在不同的大视场摄像头103成像图中的位置不同可以精确计算出指定目标的三维空间坐标。并且只有当大视场图像识别单元识别到指定特征的目标并且计算出目标的空间坐标时，小视场图像捕捉单元才开始工作。这种方式与普通的监控摄像无差别保存海量视频数据信息不同，本发明的大视场图像识别单元与小视场图像捕捉单元的组合可以有区别地保存监控视频数据，依靠可变焦的小视场摄像头可以提升监控视频中关键信息的分辨率，降低监控数据的存储成本，促进社会的安全维护。
可选地，本发明的大视场摄像头选用可自动对焦的摄像头，小视场摄像头选用可光学变焦的摄像头，从而在保证性能的前提下，进一步降低成本。
可选地，在一些实施例中，参照图1-2，小视场摄像头104包括成像单元11、镜头螺杆12以及镜头模组13，成像单元11与镜头模组13配合，镜头模组13设置于镜头螺杆12上并能够沿镜头螺杆12移动以进行光学变焦。成像单元11可以是成像芯片，其邻近大视场摄像头103设置并用于接收通过镜头模组13进入的光线并对目标进行成像。镜头螺杆12带动镜头模组13移动，以对目标进行最佳成像。可选地，镜头螺杆12上的螺纹非均匀分布，镜头模组13中的每个镜片的螺纹都不相同，镜头螺杆12转动时，各个镜片移动的距离也都不相同。
可选地，小视场图像捕捉单元中的反射振镜与高精度、高频的往复电机17直接连接。大视场图像识别单元识别目标特征，获取目标空间坐标，大视场图像识别单元对指定目标清晰成像，依靠往复电机17带动反射振镜转动使得目标处于图像中心位置，依靠镜头螺杆带动镜头模组位移使得目标清晰成像，然后实现目标的跟踪。
可选地，如图1-2所示，大视场摄像头包括镜头模组1、成像元件2、载体(图未示)、底座(图未示)、框架(图未示)、线圈3、磁体19、上弹片4以及下弹片5，镜头模组1安装于载体内，成像元件2设置于镜头模组1的下方，线圈3设置于载体上，上弹片4将载体的上表面与框架的上表面可活动连接，下弹片5将载体的下表面与框架的下表面可活动连接，线圈3设置于载体上，磁体19设置于底座上并与线圈3配合以驱动载体带动镜头模组1移动进行变焦。
工作时，首先根据大视场图像识别单元获取的目标空间坐标，高精度、高频的往复电机17带动反射振镜18转动，使得目标处于小视场摄像头104成像图的中间位置。然后，小视场摄像头104的镜头螺杆带动镜头模组1进行等距或非等距移动，改变镜头焦距和视角大小，使目标尽可能地占据成像图大部分像素，实现对指定目标的高分辨率成像。最后，保存小视场图像捕捉单元获取的图像数据，删除大视场图像识别单元的图像数据。当大视场图像识别单元识别到多个目标时，小视场图像捕捉单元中的振镜可以通过在多个位置间的高频振动，以时分复用的方式同时采集多个目标的清晰图像数据并分别保存。
综上，本发明还提供了一种目标监控识别与跟踪摄像方法，包括以下步骤：
首先，利用大视场图像识别单元获取目标的空间坐标位置；
其次、利用小视场图像捕捉单元对所述目标进行成像和跟踪。
可选地，在所述步骤一中，利用上述至少两个大视场摄像头识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置，以及在所述步骤二中，利用上述至少两个小视场摄像头获取目标的图像信息并对目标进行跟踪。
可选地，所述方法还包括：将上述大视场图像识别单元的图像数据定期删除，以及将上述小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存。
可选地，所述方法还包括：利用反射振镜将目标反射到上市至少两个小视场摄像头的其中之一，以及上述方法还包括将利用往复电机驱动上述反射振镜运动以使得上述小视场摄像头以最佳角度对上述目标进行成像。
可选地，上述方法还包括利用振镜在多个位置高频振动，以时分复用的方式同时采集多个目标的清晰图像并分别保存。
综上，本发明的目标监控识别与跟踪摄像装置和方法与普通的监控摄像无差别保存海量视频数据信息不同，其大视场图像识别单元与小视场图像捕捉单元的组合可以有区别地保存监控视频数据，依靠可变焦地小视场摄像头可以提升监控视频中关键信息的分辨率，降低监控数据的存储成本，促进社会的安全维护。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，包括大视场图像识别单元和小视场图像捕捉单元；
所述大视场图像识别单元包括至少两个大视场摄像头，所述至少两个大视场摄像头设置成识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置；
所述小视场图像捕捉单元设置于所述至少两个大视场摄像头之间并包括至少两组反射振镜和至少两个小视场摄像头，所述至少两个小视场摄像头设置成获取所述目标的图像并对所述目标进行跟踪，其中
所述至少两组反射振镜设置于所述至少两个小视场摄像头之间并分别与所述至少两个小视场摄像头配合以将所述目标反射至所述小视场摄像头。
2.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述大视场摄像头是可自动对焦的摄像头，以及所述小视场摄像头是可光学变焦的摄像头。
3.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述大视场摄像头和所述小视场摄像头设置成所述小视场摄像头的光轴方向垂直于所述大视场摄像头的光轴方向。
4.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述大视场图像识别单元的图像数据定期删除，以及所述小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存。
5.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述大视场摄像头包括镜头模组、成像元件、载体、底座、框架、线圈、磁体、上弹片以及下弹片，
所述镜头模组安装于所述载体内，所述成像元件设置于所述镜头模组下方，所述线圈设置于所述载体上，
所述上弹片将所述载体的上表面与所述框架的上表面可活动连接，所述下弹片将所述载体的下表面与所述框架的下表面可活动连接，所述线圈设置于所述载体上，所述磁体设置于所述底座上并与所述线圈配合以驱动载体带动所述镜头模组移动进行变焦。
6.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述小视场摄像头包括成像单元、镜头螺杆以及镜头模组，所述成像单元与所述镜头模组配合，所述镜头模组设置于所述镜头螺杆上并能够沿所述镜头螺杆移动以进行光学变焦。
7.根据权利要求6所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述镜头螺杆上的螺纹非均匀分布。
8.根据权利要求1所述的目标监控识别与跟踪摄像装置，其特征在于，所述小视场图像捕捉单元还包括往复电机，所述往复电机与所述反射振镜连接并驱动所述反射振镜运动。
9.一种目标监控识别与跟踪摄像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、利用大视场图像识别单元获取目标的空间坐标位置；
步骤二、利用小视场图像捕捉单元对所述目标进行成像和跟踪。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述大视场图像识别单元包括至少两个大视场摄像头，在所述步骤一中，利用所述至少两个大视场摄像头识别指定特征的目标并获得目标的空间坐标位置，以及
所述小视场图像捕捉单元包括至少两个小视场摄像头，所述至少两个小视场摄像头布置在所述两个大视场摄像头之间，在所述步骤二中，利用所述至少两个小视场摄像头获取所述目标的图像信息并对所述目标进行跟踪。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述大视场图像识别单元的图像数据定期删除，以及
将所述小视场图像捕捉单元的图像数据长期保存。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用反射振镜将所述目标反射到所述至少两个小视场摄像头的其中之一，以及所述方法还包括将利用往复电机驱动所述反射振镜运动以使得所述小视场摄像头以最佳角度对所述目标进行成像。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用反射振镜在多个位置高频振动，以时分复用的方式同时采集多个目标的清晰图像并分别保存。
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