Bildgebende SicherheitsüberwachungsVorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur bildgebenden Sicherheitsüberwachung. Eine derartige
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung umfasst mindestens eine, jedoch üblicherweise mehrere Kameras, um Bilder von jeweiligen zu überwachenden Bereichen aufzunehmen.
Bildgebende Sicherheitsüberwachungsvorrichtungen sind heutzutage in vielen Bereichen im Einsatz. Kaufhäuser verwenden bildgebende Sicherheitsüberwachungsvorrichtung zur Abschreckung und Überführung von Ladendieben. Sicherheitsdienste greifen auf derartigen Vorrichtungen zurück, um mit weniger Personal größere Flächen zentral überwachen zu können. In einigen Ländern haben bildgebende Sicherheitsüberwachungsvorrichtungen Verwendung gefunden für die Überwachung öffentlicher Räume und Flächen, um die Kriminalität einzudämmen und Täter anhand von aufgezeichneten Bildern erkennen und überführen zu können. Heutige Sicherheitsüberwachungsvorrichtungen umfassen üblicherweise eine Videokamera, die nach dem PAL-Standard oder NTSC- Standard arbeitet. Die von den Videokameras ausgegebenen PAL- bzw. NTSC-Videosignale werden über eine geeignete
Verteilerelektronik, beispielsweise einen Multiplexer oder Multiswitch, in einen einzigen Videokanal kodiert, so dass sich eine Vielzahl von Kameras die in dem jeweiligen Videostandard vorgesehene Bildrate teilt. Das so erhaltene Videosignal wird üblicherweise auf ein Speichermedium aufgezeichnet, beispielsweise eine VHS Kassette oder digital auf eine Festplatte, um die Vielzahl von Überwachungsaufnahmen von den Kameras mit reduzierter Bildrate aufzuzeichnen und später wiedergeben zu können. Derartige bekannte Vorrichtungen bieten üblicherweise eine Auflösung von etwa 200 000 Bildpunkten pro Halbbild bei Verwendung des PAL Standards. Wenn NTSC zum Einsatz kommt,
ist die aufgezeichnete Bildauflösung noch geringer. Um mit dieser Auflösung auszukommen, erfordern herkömmliche Sicherheitsüberwachungsvorrichtungen eine ausreichend große Anzahl von Kameras, die mit ihrer begrenzten Auflösung jeweils einen relativ eng begrenzten Überwachungsbereich abdecken.
Aus DE 10018157 Al ist eine Überwachungseinrichtung zur Videoüberwachung bekannt, die Bildfolgen und Standbilder mit getrennten Verfahren kodiert. Bildfolgen dienen dazu, einen
Überblick über eine Szene zu verschaffen, während Standbilder zur Detailinformation dienen. Für die höhere Auflösung der Standbilder wird eine JPEG-Kodierung verwendet, während Bildfolgen niedriger Auflösung mittels einer MPEG-Kodierung kodiert werden. Die bekannte Überwachungsvorrichtung verwendet eine Videokamera, die analog oder digital sein kann. In einem Prozessor werden die Signale der Videokamera MPEG komprimiert. Für Standbilder ist eine weitere Kamera vorgesehen, die Bilddaten an einen Standbildprozessor liefert, worin die Bilddaten JPEG komprimiert werden. Die von den Prozessoren gelieferten MEPG Daten und JPEG Daten werden in einen Speicher geschrieben. Der weitere Prozessor führt eine Bildanalyse mittels Referenzsignalen durch. Wird ein Objekt auf diese Weise erkannt, kann eine Meldung über Antenne oder über ein Modem und Leitungsgebundener
Kommunikation abgesetzt werden. Eine Übermittlung der aufgezeichneten Bilder an eine zentrale Einheit ist nicht vorgesehen. Die bekannte Sicherheitsüberwachungsvorrichtung ist technisch aufwendig und somit teuer.
Aus DE 19857113 Al ist ein Sensorsystem zur Erkennung der Umwelt eines Fahrzeugs bekannt, worin eine handelsübliche Digitalkamera zum Einsatz kommt. Die Digitalkamera wird über eine genormte Schnittstelle mit einem Bildverarbeitungssystem verbunden. Die Vernetzung mehrerer Kameras ist in dem aus dieser Entgegenhaltung bekannten System nicht vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bildgebende Sicherheitsüberwachungsvorrichtung anzugeben, die den Einsatz mehrerer Kameras erlaubt und bei guter Bildauflösung kostengünstig in der Herstellung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprϋchen.
Eine Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur bildgebenden Sicherheitsüberwachung umfasst eine Digitalkamera, die Aufnahmeeinrichtungen zum Aufnehmen von Bildern und Erzeugen digitaler Bilddaten aus den aufgenommenen Bildern aufweist. Die Digitalkamera hat eine digitale Schnittstelle zum Ausgeben der Bilddaten und zum
Empfangen von digitalen Steuerbefehlen für die Kamera. In der Kamera sind Einrichtungen zum Steuern der
Aufnahmeeinrichtungen gemäß den empfangenen Steuerbefehlen vorgesehen. Die Überwachungsvorrichtung umfasst außerdem eine Umsetzereinrichtung mit einer digitalen Kameraschnittstelle zur Kommunikation mit der Digitalkamera über deren digitale Schnittstelle, einer Netzwerkschnittstelle zum Anschluss der Umsetzereinrichtung an ein digitales Datennetzwerk und einer Verarbeitungseinrichtung, um über das digitale Datennetzwerk empfangene Befehle in Steuerbefehle für die Kamera umzusetzen und über die Kameraschnittstelle an die Digitalkamera auszugeben. Die Überwachungsvorrichtung umfasst außerdem eine Steuereinrichtung mit einer Netzwerkschnittstelle zum Anschluss an das digitale Datennetzwerk. Die Steuereinrichtung erzeugt Steuerbefehle für die Digitalkamera und gibt diese über die Netzwerkschnittstelle an das digitale Datennetzwerk aus, um eine an die Umsetzereinrichtung angeschlossene Digitalkamera zu steuern.
Die Umsetzereinrichtung dient beispielsweise dazu, eine oder mehrere daran angeschlossene Digitalkameras quasi zu einem Bestandteil eines digitalen Datennetzwerks zu machen, um über
das digitale Datennetzwerk einerseits von der Digitalkamera aufgenommene Bilddaten über das Datennetzwerk an die Steuereinrichtung zu leiten, und andererseits über das Datennetzwerk verschiedene Funktionen der Digitalkamera zu steuern. Die Umsetzereinrichtung ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass sie mit kostengünstigen, handelsüblichen Digitalkameras kommunizieren kann, die heutzutage Auflösungen im Bereich von mehreren Megapixeln leisten können. Die Digitalkamera kann eine Standbildkamera sein, weist jedoch bevorzugt auch die Fähigkeit auf, mit geringerer Auflösung Bewegbilder aufzuzeichnen, wobei derartige Funktionen mit Hilfe von geeigneten Steuerbefehlen, die der Digitalkamera über ihre digitale Schnittstelle zugeführt werden, ausgelöst werden können.
Das digitale Datennetzwerk basiert beispielsweise auf dem drahtgebundenen oder drahtlosen Ethernet-Standard, der aufgrund seiner Verbreitung besonders kostengünstig ist, wobei natürlich auch andere digitale Datennetzwerke für eine Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung prinzipiell geeignet sind.
Die Umsetzereinrichtung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung umfasst beispielsweise eine eigene CPU, die Befehle von dem digitalen Datennetzwerk umsetzt in entsprechende Steuerbefehle an die Digitalkamera, und die von der Digitalkamera gelieferten Bilddaten in umgekehrter Richtung für den Transport über das digitale Datennetz und die dabei verwendeten Protokolle anpasst. Bevorzugt ist für jede Digitalkamera eine Umsetzereinrichtung vorgesehen, wobei die Digitalkamera und ihre Umsetzereinrichtung in ein bevorzugt wetterfestes Kameragehäuse eingebaut sind, um eine Kameraeinheit zu bilden, die direkt an das digitale Datennetzwerk angeschlossen werden kann. Innerhalb des Kameragehäuses ist die Digitalkamera beispielsweise über ihre USB-Schnittstelle mit der Umsetzereinrichtung verbunden. Die digitale Datennetzwerkschnittstelle der Umsetzereinrichtung
ist dabei ebenfalls bevorzugt innerhalb des gemeinsamen Gehäuses vorgesehen, um bei Verwendung von handelsüblichen Netzwerksteckern bzw. Netzwerkbuchsen diese vor klimatischen Einflüssen zu schützen.
Bevorzugt weist die Umsetzereinrichtung einen Speicher auf, um die von der Digitalkamera gelieferten Bilddaten zwischenzuspeichern, bevor diese Bilddaten über das digitale Datennetzwerk von der Umsetzereinrichtung zur zentralen Steuerungseinrichtung der Überwachungsvorrichtung gesendet ■werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Umsetzereinrichtung so auszugestalten, dass mehrere Digitalkameras an eine Umsetzereinrichtung angeschlossen werden können. Beispielsweise können in einem Gehäuse einer Kameraeinheit eine Umsetzereinrichtung und mehrere
Digitalkameras untergebracht sein, um eine bildgebende Überwachung in mehreren Richtungen von ein- und demselben Punkt aus vorzunehmen. Besonders vorteilhaft kann es sein, die Umsetzereinrichtung auf einer PC-Plattform aufzubauen, um Kostenvorteile bei Software und Hardware für diese weit verbreitete Plattform auszunutzen.
Weil die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ein digitales Datennetzwerk für den Anschluss von Digitalkameras an die zentrale Steuereinrichtung verwendet, entfällt die in herkömmlichen bildgebenden Überwachungsvorrichtungen erforderliche Synchronisation der analogen Videosignale, denn erfindungsgemäß wird eine durchgängig voll digitale Verarbeitung der Bilddaten verwendet, wobei bevorzugt die Digitalkamera ausgestattet ist, die Bilddaten in einem komprimierten Datenformat, beispielsweise JPEG, zu liefern. Alternativ dazu oder zusätzlich kann die Umsetzereinrichtung Einrichtungen enthalten, um eine weitere Bildverarbeitung und/oder Kompression durchzuführen. Die von der Digitalkamera aufgezeichneten Bilddaten werden bevorzugt nach einem bekannten Kompressionsverfahren, beispielsweise JPEG, komprimiert. Soweit die Digitalkamera Bewegtbildszenen an die
zentrale Steuereinrichtung übertragen soll, bietet sich hierfür das bekannte MPEG-Kompressionsverfahren an.
Besonders vorteilhaft kann es sein, entweder mittels der zentralen Steuereinrichtung der Überwachungsvorrichtung oder mittels der Umsetzereinrichtung die Auflösung der an die Umsetzereinrichtung angeschlossenen Digitalkamera zu steuern, bevorzugt in Abhängigkeit von der Erfassung von Änderungen des aufgenommenen Bildinhaltes. Auf diese Weise lässt sich das Volumen der über das digitale Datennetz zu übertragenden Bilddaten effektiv reduzieren, ohne dass dann, wenn sich in dem zu überwachenden Bereich Änderungen ergeben, auf eine hohe Bildauflösung verzichtet werden muss. Zur Erkennung von Änderungen in dem zu überwachenden Bereich ist es vorteilhaft, kleinformatige Bilder mit höherer Bildrate aufzunehmen, anhand derer die zentrale Steuerungseinrichtung oder die Umsetzereinrichtung eine Bewegungserkennung durchführen kann. Dabei kann gegebenenfalls auch die Zuschaltung eines in der Digitalkamera oder separat davon in der Kameraeinheit vorgesehenen Blitzes erfolgen.
Die Steuereinrichtung kann als separates Gerät oder als Bestandteil beispielsweise einer Aufzeichnungseinrichtung für die von den Kameraeinheiten gelieferten Bilddaten vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung umfasst vorteilhaft einen
Prozessor, der geeignet programmiert ist, die Steuerungs¬ und Bilddatenübertragungsaufgaben für die angeschlossenen Digitalkameras und die auf dem digitalen Datennetzwerk zu diesem Zweck verwendeten Netzwerkprotokolle zu implementieren.
Eine Umsetzereinheit für eine bildgebende Überwachungsvorrichtung umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung eine digitale Kameraschnittstelle zur Kommunikation mit der digitalen Schnittstelle einer Digitalkamera, eine Netzwerkschnittstelle zum Anschluss an ein digitales Datennetzwerk, und eine Verarbeitungseinrichtung, die
ausgebildet ist, über das digitale Datennetzwerk empfangene Befehle in Steuerbefehle für die Kamera umzusetzen und über die Kameraschnittstelle an die Digitalkamera auszugeben. Die Kameraschnittstelle ist bevorzugt eine standardisierte digitale Schnittstelle, beispielsweise eine USB Schnittstelle oder eine Firewire Schnittstelle. Die Netzwerkschnittstelle ist bevorzugt ebenfalls eine standardisierte Schnittstelle.
Eine Kameraeinheit für eine bildgebende Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst bevorzugt eine derartige Umsetzereinrichtung sowie eine daran angeschlossene Digitalkamera. Die Umsetzereinrichtung und die Digitalkamera sind bevorzugt gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht. Die Digitalkamera ist bevorzugt eine handelsübliche Digitalkamera oder ein Bestandteil einer handelsüblichen Digitalkamera.
Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, ohne dass die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sein soll.
In der Zeichnung bezeichnen die Bezugsziffern 11, 12, ..., In jeweils eine Kameraeinheit. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine Bildaufzeichnungsvorrichtung, wie beispielsweise einen digitalen Videorecorder, die mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebes der Kameraeinheiten 11, 12, ..., In ausgestattet ist. Die Bezugsziffern 31, 32, ..., 3n bezeichnen jeweils kommerziell von diversen Herstellern von Consumerprodukten erhältliche Digitalkameras, die in das Gehäuse der jeweiligen Kameraeinheiten 11, 12, ..., In eingebaut sind. Die Bezugsziffern 41, 42, ..., 4n bezeichnen jeweils Umsetzereinheiten, die über eine Kameraschnittstelle, üblicherweise eine USB-Schnittstelle oder Firewire- Schnittstelle, mit den jeweiligen Digitalkameras 31, 32, ..., 3n verbunden sind. Die Umsetzereinheiten sind zusammen mit ihren Digitalkameras in jeweiligen wetterfesten Gehäusen
untergebracht, um netzwerkfähige Kameraeinheiten 11, 12, ..., In zu bilden, wie in der Figur schematisch dargestellt ist. 5 bezeichnet einen Hub eines digitalen Datennetzwerks, an den die Kameraeinheiten 11, 12, ..., In über jeweilige Netzwerkleitungen 71, 72, ..., 7n angeschlossen sind. 6 bezeichnet eine weitere Datenleitung, die den Hub 5 des digitalen Datennetzes mit der Steuereinrichtung in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 verbindet. Die Umsetzereinrichtungen 41, 42, ..., 4n sind auf diese Weise über den Hub 5 und die Datenleitungen 6, 71, 72, ..., 7n mit der Steuereinrichtung in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 vernetzt. Diese Vernetzung basiert in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt auf dem weit verbreiteten Ethernet-Standard, um die Kostenvorteile auszunutzen, die sich für die Software- und Hardwarekomponenten von Ethernet- Netzwerken ergeben. Obwohl das Ausführungsbeispiel ein drahtgebundenes Netzwerk zeigt, können Teile des dargestellten digitalen Datennetzwerks oder das gesamte digitale Datennetzwerk auch als drahtloses Datennetzwerk ausgebildet sein, beispielsweise als sogenanntes Wireless Local Area Network (WLAN) . Die Steuereinrichtung in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 kann zusätzlich mit einem weiteren Datennetz verbunden sein, beispielsweise mit dem Internet, um über dieses weitere Datennetzwerk konfiguriert zu werden, und/oder um Bilddaten z. B. über das Internet zur Auswertung an einen anderen Ort zu übertragen.
Die Umsetzereinrichtungen 41, 42, ..., 4n weisen zum Anschluss an das digitale Datennetzwerk geeignete Schnittstellen auf, beispielsweise im Fall der Verwendung eines drahtgebundenen, Ethernet nach dem weitverbreiteten RJ 45 Standard, oder enthalten im Fall eines drahtlosen Netzes die benötigten Funkkomponenten für die Vernetzung mit den übrigen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sorgen die Gehäuse der jeweiligen Kameraeinheiten 11, 12, ... , In für eine wetterfeste Umkapselung der handelsüblichen
Digitalkameras 31, 32, ..., 3n zusammen mit den ihnen zugeordneten Umsetzereinheiten 41, 42, ..., 4n.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird vorteilhaft eine handelsübliche Digitalkamera verwendet, die über eine standardisierte Datenschnittstelle wie USB oder Firewire verfügt. Über diese Datenschnittstelle greift die Umsetzereinrichtung 41, 42, ..., 4n der jeweiligen Digitalkamera sowohl auf die von der Kamera aufgenommenen Bilddaten zu, und empfängt ebenfalls von der
Umsetzereinrichtung Steuerbefehle gemäß einem für den Hersteller der Digitalkamera spezifischen Protokoll. Der Funktionsumfang der Digitalkamera ist dabei natürlich nach Hersteller und Kameramodell unterschiedlich. Jedoch haben die Protokolle verschiedener Digitalkamerahersteller eine
Grundmenge an gleichartigen Funktionen, beispielsweise die Funktionen Übertragen von Bild-/Audiodaten aus der Digitalkamera, Löschen von Bildern, Auslösen der Kamera und Einstellen der Pixelzahl und der Kompressionsrate der von der Digitalkamera über ihre Schnittstelle ausgegebenen Bilddaten. Darüber hinaus können natürlich weitere herstellerspezifische Funktionen zum Einsatz kommen, sofern diese zur Verfügung stehen.
Die Aufzeichnung der von den jeweiligen Digitalkameras 11, 12, ..., In gelieferten Bild- und gegebenenfalls Audiodaten erfolgt in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig die Funktion eines Steuerrechners für das digitale Datennetz übernimmt, dass die verschiedenen Komponenten der Überwachungsvorrichtung digital vernetzt. Der Steuerrechner in der
Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 ist vorteilhaft über das Datennetz auf der Grundlage des Internetprotokolls mit den verschiedenen Kameraumsetzern 41, 42, ..., 4n verbunden, beispielsweise über ein Wireless LAN nach IEEE 802.11 oder ein kabelgebundenes Ethernet nach IEEE 802.3, wobei auf der Neetzwerk-Schicht bevorzugt die Transportprotokolle UDP und
TCP verwendet werden. In dem digitalen Datennetzwerk: können mehrere Kamera-Umsetzereinrichtungen und auch mehrere Steuerrechner oder digitale Bildaufzeichnungsvorrichtungen 2 mit jeweiligen Steuerrechnern oder Steuersoftware angeschossen sein, wobei die Zuordnung der jeweiligen Kamera- Umsetzereinrichtungen zu den Steuerrechnern wahlfrei durch geeignete Konfiguration des Netzwerks erfolgen kann.
Im Betrieb der Überwachungsvorrichtung baut der Steuerrechner in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 mit den Kamera- Umsetzereinrichtungen 11, 12, ..., In eine Sitzung auf, wobei bevorzugt eine Authentifizierung sowohl des Steuerrechners als auch der jeweiligen Kameraumsetzereinrichtung vorgenommen wird. Beim Aufbau einer Sitzung wird dabei bevorzugt eine Datenverschlüsselung ausgehandelt, und eine zufällige, aber eindeutige Sitzungs-Identifikationsnummer festgelegt. Dabei kann beispielsweise ein Sitzungsaufbau nach SSL 3.0/TLS verwendet werden, um zu gewährleisten, dass die Daten nur vom berechtigten Steuerrechner aus abgefragt werden, und die Kamera-Umsetzereinrichtung tatsächlich die richtige ist, also keine falschen Bilder eingeschleust werden. Schließlich wird auf diese Weise sichergestellt, dass die Datenübertragung nicht von unbefugten Dritten abgehört werden kann.
Um den fortwährenden zuverlässigen Betrieb der
Überwachungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel sicherzustellen, wird eine Sitzung ständig überwacht. Dazu können verfügbare Protokolle wie RTP/RTSP oder proprietäre Protokolle verwendet werden. Beispielsweise sendet jede Kamera-Umsetzereinrichtung 41, 42, ..., 4n regelmäßig
Datenpakete mit Statusinformationen an den Steuerrechner der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2. Dazu wird auf dem Steuerrechnung ein UDP-Port geöffnet. Alle Datenpakete, die an dem Port eintreffen, können über die MAC-Adresse einer Kamera-Umsetzereinrichtung und damit einer Sitzung zugeordnet werden. Damit ist auch eine Entschlüsselung möglich.
Der Erhalt der Statusmeldungen wird durch den Steuerrechner in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 quittiert. Die Statusmeldungen/Quittungen enthalten die Sitzungs- Identifikationsnummer und eine fortlaufende Nummer. Der Versand der Quittungen durch den Steuerrechner erfolgt an die gleiche Portnummer, jedoch an die jeweilige Kamera- Umsetzereinrichtung 41, 42, ..., 4n. Ebenfalls wird ein UDP- Paket verschickt. Auf diese Weise können die Steuerrechner in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2 sowie die jeweilige Kamera-Umsetzereinrichtung einen Ausfall der Verbindung über das digitale Datennetzwerk, ausgelöst beispielsweise durch eine technische Störung oder durch Sabotage, durch das Ausbleiben der Datenpakete mit der Statusmeldung erkennen. Der Steuerrechner ergreift daraufhin vorteilhaft geeignete Maßnahmen zur Alarmierung, und die Kamera-Umsetzereinrichtung sichert daraufhin die von der zugeordneten Digitalkamera 31, 32, ..., 3n aufgenommenen Bilddaten auf einem lokalen Medium, beispielsweise einem Halbleiterspeicher oder einer Festplatte innerhalb der Kameraeinheit. Erfasst die Kamera- Umsetzereinrichtung den Ausfall der Verbindung mit dem
Steuerrechner in der Bildaufzeichnungsvorrichtung 2, kann der betreffende Kameraumsetzer daraufhin auch weitere Maßnahmen treffen, beispielsweise die Bildrate erhöhen oder erniedrigen oder die Auflösung der aufgezeichneten Bilder verändern.
Die Kamera-Umsetzereinrichtung der jeweiligen Kameraeinheiten 11, 12, ..., In vermittelt zwischen den Anforderungen des Steuerrechners gemäß dem verwendeten Netzwerkprotokoll und dem Kommandoprotokoll der an die jeweilige Umsetzereinrichtung angeschlossenen Digitalkamera. Dazu weist die Kamera-Umsetzereinrichtung eine CPU auf, auf der ein Programm ausgeführt wird, das die Anforderungen des Steuerrechners über das digitale Datennetz an einem IP-Port unter Softwaresteuerung entgegennimmt. Dazu kann ein UDP- Datenpaket verwendet werden, in dem eine derartige
Anforderung enthalten ist. Eine solche Anforderung ist beispielsweise das Verstellen des Zoomwinkels der
Digitalkamera. Außer dem Kommando selbst sind in dem Datenpaket die ggf. notwendigen Parameter enthalten, beispielsweise der gewünschte Zoomwinkel. Die Kamera- Umsetzereinrichtung bestimmt dabei die erforderliche Kommandofolge an die Digitalkamera, um den von dem
Steuerrechner empfangenen Befehl durch die Digitalkamera umzusetzen. Die Kamera-Umsetzereinrichtung schickt eine Bestätigung an den Steuerrechner, dass die Anforderung erhalten wurde. Wenn die Abarbeitung der empfangenen Anforderung schnell möglich ist oder wenn bei einer Prüfung ein Fehler in der Kameraeinheit oder in der empfangenen Anforderung entdeckt wird, sendet die Kamera- Umsetzereinrichtung zusammen mit dieser Empfangsbestätigung einen Ergebnis- oder Fehlercode mit. Dauert die Abarbeitung länger, z.B. beim Aufrufen der Autofocus-Funktion der
Digitalkamera, sendet die Kamera-Umsetzereinrichtung ein weiteres Statuspaket mit dem Ergebniscode an den Steuerrechner, nachdem die Digitalkamera alle Kommandos von der Kamera-Umsetzereinrichtung abgearbeitet hat. Die Abarbeitung von solchen „langsamen" Kommandos wird von einem Steuerprozess übernommen, der auf dem Prozessor der Kamera- Umsetzereinrichtung läuft und somit weder den zentralen Steuerrechner noch das Datennetzwerk belastet. Die Kommandoschnittstelle der Kamera-Umsetzereinrichtung ist dann erneut bereit für die Entgegennahme einer Anforderung von dem Steuerrechner.
Neue Anforderungen können dabei eine höhere Dringlichkeit haben als Anforderungen, die von der Kamera- Umsetzereinrichtung und der daran angeschlossenen Digitalkamera zur Zeit abgearbeitet werden. Solche Anforderungen mit höherer Dringlichkeit unterbrechen dann die noch laufende langsame Kommandofolge im Steuerungsprozess . In diesem Ausführungsbeispiel sind zu diesem Zweck bei der Abarbeitung der Kommandofolgen durch die Kamera- Umsetzereinrichtung Unterbrechungspunkte definiert, die die angeschlossene Digitalkamera in einem arbeitsfähigen Zustand
zurücklassen. Neue Anforderungen mit normaler Priorität werden der Liste der abzuarbeitenden Befehle einfach angefügt.
Beim Starten der Überwachungsvorrichtung sucht der Kamera- Umsetzer nach angeschlossenen Kameras und konfiguriert sie mit zuvor eingestellten Vorgabewerten. Der Kamera-Umsetzer beginnt dann mit der Bild-Pufferung und ggf. Bildauswertung. Diese Aufgaben werden von getrennten Prozessen erledigt. Die Bilddaten werden in einem lokalen Ringpuffer des
Kameraumsetzers abgelegt. Bei einer Bild-Anforderung durch den Steuerrechner kann dadurch sofort das letzte vollständige Bild aus dem Ringpuffer gesendet werden.
— Für~di"e~Ob'e"rtra'gung"~de"r~BiTddaterr~wrrd~das
Übertragungsprotokoll (TCP) verwendet. Dies gewährleistet, dass die Daten vollständig beim Empfänger ankommen, bzw. Übertragungsfehler erkannt werden können. Dazu öffnet ein Sende-Prozess im jeweiligen Kamera-Umsetzer 41, 42, ..., 4n eine TCP-Verbindung an den Kommunikations-Port beim
Steuerrechner. Es können mehrere gleichberechtigte Sende- Prozesse gleichzeitig verwendet werden. Sie unterscheiden sich durch die lokale Portnummer auf dem Kamera-Umsetzer.
Der Kamera-Umsetzer in diesem Ausführungsbeispiel kann Daten in einem Datei-Modus oder in einem Streaming-Mode liefern. Die jeweilige Betriebsart wird durch einen Befehl des Steuerrechners gestartet. Der KU sendet im Streaming-Modus ständig aktuelle Bilddaten an den SR. Ist ein Bild vollständig übertragen, wird das nächste, neueste Bild gesendet. Eventuell bei der Übertragung ausgelassene Bilder werden durch den KU in lokalem Speicher oder auf der lokalen Festplatte gepuffert. Damit ist er in der Lage, einen kurzfristigen Ausfall oder eine Überlastung des Netzwerkes zu überbrücken. Der Datentransfer alter Bilddaten wird später mit niedriger Priorität aufgenommen und die Daten dann sequentiell an den Steuerrechner übermittelt. Diese
Übermittlung alter Daten passiert also gleichzeitig mit einer laufenden Übertragung der neuesten Bilddaten. Der Steuerrechner kann die gepufferten Daten dadurch schneller abrufen, dass der Anteil der isochronen Daten verringert wird (durch Reduktion der Bildrate oder der Bildgröße) .
Der Kamera-Umsetzer ist in diesem Ausführungsbeispiel außerdem ausgebildet, die lokal vorliegenden Bilddaten auswerten zu können. Mit Hilfe von Bildverarbeitung können Bildveränderungen bewertet und darauf basierend ein
Bewegungsalarm ausgelöst werden. Dieser Bewegungsalarm wird an den Steuerrechner im Rahmen der regelmäßig versendeten Status-Informationen übermittelt.
Im Falle eines Bewegungsalarmes kann der Kamera-Umsetzer auf die lokal gepufferten Bilddaten zurückgreifen. Diese Bilddaten können von dem Steuerrechner abgerufen werden. Dazu werden sie vor unbeabsichtigtem Überschreiben geschützt.
Umgekehrt kann der Steuerrechner in diesem
Ausführungsbeispiel ein Alarm-Kommando über das digitale Datennetzwerk an den Kamera-Umsetzer schicken. Das Alarm- Kommando wird durch den Kamera-Umsetzer interpretiert und eine vorher definierte Folge von Aktionen ausgelöst, beispielsweise wird im lokalen Puffer des Kamera-Umsetzers ein Speicherbereich geschützt, in welchem Bilddaten aus einem Zeitraum unmittelbar vor dem Alarmkommando gespeichert sind.