專利名稱：攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法。
背景技術(shù)：
攝像監(jiān)控是安全監(jiān)控領(lǐng)域中最為廣泛的監(jiān)控方式。攝像監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)?現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行攝錄，監(jiān)控人員無(wú)需實(shí)地巡邏即可通過(guò)顯示設(shè)備來(lái)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情 況， 一名監(jiān)控人員能夠?qū)Χ鄠€(gè)監(jiān)控場(chǎng)所同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。攝像監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān) 控的視頻信息， 一般是通過(guò)安裝在監(jiān)控場(chǎng)所的監(jiān)控終端來(lái)獲取的，監(jiān)控終端 中的攝像機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)的畫面并將其送回控制中心，供監(jiān)控人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān) 控，具有直觀顯示、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。但是，攝像機(jī)捕捉的視頻信息均為二 維信息， 一般只能觀察到監(jiān)控對(duì)象，而無(wú)法對(duì)攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離進(jìn)行 判斷，此時(shí)，監(jiān)控人員只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷可疑目標(biāo)的遠(yuǎn)近。但是，在某些 特殊場(chǎng)景下，監(jiān)控人員難以判斷監(jiān)控對(duì)象與攝像機(jī)的距離，這樣就給精確監(jiān) 控帶來(lái)了困難。作為攝像監(jiān)控系統(tǒng)，獲得監(jiān)控圖像中不同目標(biāo)的距離是一項(xiàng) 非常重要的輔助信息。為了能夠獲取這一距離信息，很多攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增 加了利用激光或者超聲波等方法進(jìn)行距離測(cè)定的輔助測(cè)距裝置，或者安裝內(nèi) 置有測(cè)距功能的監(jiān)控終端，但是由于測(cè)距這一輔助功能的加入，使得攝像監(jiān) 控系統(tǒng)的成本大大提高，同時(shí)也使得監(jiān)控系統(tǒng)中的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得十分 復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種使用攝像機(jī)的變倍、聚焦及與監(jiān) 控對(duì)象三者之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，該方法適用范圍廣 泛，無(wú)需在攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增加輔助測(cè)距裝置即可完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象的測(cè)距功 能，從而節(jié)約了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的成本，同時(shí)也降低了攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的電路 及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的復(fù)雜程度。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其測(cè)距方法包括以下步驟
(1) .調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍，使監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處 位置和所占面積滿足測(cè)距的要求；
(2) .對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整，使攝像機(jī)中的監(jiān)控對(duì)象清晰聚焦；
(3) .讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算攝像機(jī)與 監(jiān)控對(duì)象的距離。而且，在步驟(l)中所述的監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿 足測(cè)距的要求是監(jiān)控對(duì)象位于攝像機(jī)拍攝畫面的中心位置，并且攝像機(jī)拍 攝畫面占總畫面的四分之一以上或?qū)⒐鈱W(xué)變倍調(diào)整到最大。
而且，在步驟(2)中所述的對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的方法包括使用攝
像機(jī)的自動(dòng)聚焦功能對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的自動(dòng)方式和使用攝像機(jī)的人 工調(diào)整聚焦參數(shù)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的手動(dòng)方式。
而且，在步驟(3)中所述的讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)是通過(guò)與攝
像機(jī)進(jìn)行通信方式讀取的。
而且，在步驟(3)中所述的攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離的計(jì)算方法為將變
倍參數(shù)和聚焦參數(shù)帶入到攝像機(jī)自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關(guān)系公 式中計(jì)算出攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。
而且，在步驟(3)中所述的計(jì)算攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離的方法為
(1) .通過(guò)測(cè)試方法建立變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格；
(2) .查詢變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格得到攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。 而且，所述的監(jiān)控對(duì)象為被測(cè)物體或被測(cè)區(qū)域。
而且，所述的攝像機(jī)為可變倍攝像機(jī)。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1. 本測(cè)距方法充分利用可變倍攝像機(jī)在攝像過(guò)程中自身的變倍、聚焦和 距離三者之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象之間的測(cè)距功能，使用該方 法無(wú)需在攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增加輔助測(cè)距裝置等硬件設(shè)備，而且攝像監(jiān)控系統(tǒng) 的電路及結(jié)構(gòu)無(wú)需太多調(diào)整，從而大大降低了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的電路及結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的復(fù)雜程度，節(jié)約了開發(fā)設(shè)計(jì)成本。
2. 本測(cè)距方法使用可變倍攝像機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象之間的測(cè) 距功能，不需要任何輔助測(cè)距裝置等硬件設(shè)備，大大節(jié)省攝像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè) 備成本。
3. 本發(fā)明根據(jù)可變倍攝像機(jī)在攝像過(guò)程中自身的變倍、聚焦和距離三者 之間的關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的測(cè)距功能，由此節(jié)約了攝像監(jiān) 控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本和制造成本。本方法簡(jiǎn)便易用，可廣泛適用于可變倍攝像 機(jī)的攝像監(jiān)控系統(tǒng)。
圖l是本發(fā)明的主流程圖2是本發(fā)明的拍攝方向和光學(xué)變倍調(diào)整的處理流程圖； 圖3是本發(fā)明的聚焦調(diào)整的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。本攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，包括以下步驟
第一步調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍，使監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中 所處位置和所占面積滿足測(cè)距的要求，即監(jiān)控對(duì)象位于攝像機(jī)拍攝畫面的 中心位置，并且攝像機(jī)拍攝畫面占總畫面的四分之一以上或?qū)⒐鈱W(xué)變倍調(diào)整 到最大。
在本步驟中，調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍的過(guò)程需要反復(fù)調(diào)整， 其調(diào)整過(guò)程如圖2所示，通過(guò)反復(fù)調(diào)整使監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處位置和 所占面積滿足測(cè)距的要求，該監(jiān)控對(duì)象可以是被測(cè)物體或被測(cè)區(qū)域。
攝像監(jiān)控系統(tǒng)中通常都帶有伺服裝置，伺服裝置能夠按照監(jiān)控人員指定 的方向、角度調(diào)整攝像機(jī)拍攝的方向，例如在球形云臺(tái)中，攝像機(jī)可通過(guò)云 臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)觀察云臺(tái)所處平面以下的所有位置。為了準(zhǔn)確對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行測(cè)距， 必須要將監(jiān)控對(duì)象調(diào)整到攝像機(jī)拍攝畫面的中心位置，對(duì)于兩種精度要求可 以采用下列不同的方法
1. 當(dāng)測(cè)距精度要求不高的情況下，只需增大光學(xué)變倍使監(jiān)控對(duì)象在攝像 機(jī)拍攝畫面占總畫面的四分之一以上即可。若光學(xué)變倍或伺服裝置的調(diào)節(jié)產(chǎn) 生影響時(shí)，通過(guò)反復(fù)調(diào)整使監(jiān)控對(duì)象處于拍攝畫面的中心位置，同時(shí)滿足占 有四分之一以上的畫面面積的要求。
2. 當(dāng)測(cè)距精度要求較高時(shí)，應(yīng)該將光學(xué)變倍調(diào)整至最大，并使拍攝方向 滿足監(jiān)控對(duì)象處于拍攝畫面中心。當(dāng)監(jiān)控對(duì)象無(wú)法通過(guò)調(diào)整拍攝方向來(lái)使其 處于畫面中心時(shí)，應(yīng)盡量保證物體在拍攝畫面中所占面積盡量大，當(dāng)所占畫 面面積無(wú)法超過(guò)四分之一以上的畫面面積的要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)將光學(xué)變倍調(diào)整至 最大。
第二步對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整，使攝像機(jī)中的監(jiān)控對(duì)象清晰聚焦。
使用攝像機(jī)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行測(cè)距，主要是利用攝像機(jī)拍攝監(jiān)控對(duì)象時(shí)的 變焦參數(shù)、聚焦參數(shù)和攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象距離之間的關(guān)系來(lái)確定。聚焦參數(shù) 是指在攝像機(jī)畫面中監(jiān)控對(duì)象準(zhǔn)確清晰聚焦時(shí)的攝像機(jī)參數(shù)，只有當(dāng)監(jiān)控對(duì) 象清晰準(zhǔn)確聚焦后，才能準(zhǔn)確測(cè)距。
對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的方法包括兩種方式使用攝像機(jī)的自動(dòng)聚焦 功能對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的自動(dòng)聚焦方式和使用攝像機(jī)的人工調(diào)整聚焦 參數(shù)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的手動(dòng)聚焦方式，其聚焦過(guò)程如圖3所示。
自動(dòng)聚焦方式利用攝像機(jī)本身的自動(dòng)聚焦功能來(lái)進(jìn)行聚焦，其優(yōu)點(diǎn)是聚 焦速度快，在攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)監(jiān)控對(duì)象后，攝像機(jī)能夠根據(jù)拍攝圖像快速將聚焦 程度調(diào)整到最佳。但是自動(dòng)聚焦方式的缺點(diǎn)是當(dāng)出現(xiàn)在畫面中的物體色彩過(guò) 于單一且亮度非常均勻時(shí)，自動(dòng)聚焦無(wú)法找到聚焦最佳位置而難以聚焦，同 時(shí)由于攝像機(jī)判斷圖像中央?yún)^(qū)域的圖像，當(dāng)監(jiān)控對(duì)象由于某種原因無(wú)法充實(shí)攝像機(jī)用于聚焦的特定圖像區(qū)域時(shí)，攝像機(jī)可能會(huì)聚焦到其它物體上，導(dǎo)致 聚焦不準(zhǔn)確。手動(dòng)聚焦可以彌補(bǔ)自動(dòng)聚焦方式的不足，攝像監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)給 攝像機(jī)發(fā)送聚焦調(diào)節(jié)命令，使攝像機(jī)對(duì)其聚焦參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)調(diào)整過(guò)程 完全由人工手動(dòng)控制完成，其優(yōu)點(diǎn)是聚焦準(zhǔn)確程度最高，缺點(diǎn)是聚焦速度較 慢。
一般情況下，可以采用自動(dòng)聚焦方式對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整，當(dāng)自動(dòng) 聚焦不能清晰聚焦時(shí)或者對(duì)聚焦精度有特殊要求時(shí)還需要采用手動(dòng)聚焦方式 對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦。
第三步讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算攝像 機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。
在完成調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍以及對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整 后，即監(jiān)控對(duì)象的位置、攝像機(jī)的變倍參數(shù)以及聚焦參數(shù)調(diào)整完畢，此時(shí)便 可計(jì)算攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。其計(jì)算過(guò)程為首先從攝像機(jī)中將變倍和 聚焦參數(shù)通過(guò)通信方式讀取出來(lái)，然后根據(jù)變倍、聚焦和距離的關(guān)系計(jì)算得 到攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離，計(jì)算方法如下
1. 當(dāng)攝像機(jī)的參數(shù)說(shuō)明中包含有變倍、聚焦和距離三者之間的關(guān)系公式 時(shí)，將讀取的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)帶入到上述關(guān)系公式中計(jì)算得到攝像機(jī)與 監(jiān)控對(duì)象的距離。
2. 當(dāng)攝像機(jī)的參數(shù)說(shuō)明中沒(méi)有包含有變倍、聚焦和距離三者之間的關(guān)系 公式時(shí)，首先通過(guò)測(cè)試方法建立變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格，然后通過(guò)査 詢變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格得到攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。對(duì)于某一特 定型號(hào)的攝像機(jī)，只需測(cè)試一次即可建立變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格，因 為三者之間的關(guān)系對(duì)于特定型號(hào)的攝像機(jī)是一致的。
通過(guò)以上三個(gè)步驟即實(shí)現(xiàn)攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法。
攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法的工作原理是攝像監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)攝像機(jī)在 攝像過(guò)程中自身的變倍參數(shù)、聚焦參數(shù)和與監(jiān)控對(duì)象之間的距離關(guān)系，對(duì)監(jiān) 控對(duì)象進(jìn)行測(cè)距。攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)為可變倍攝像機(jī)，可變倍攝像機(jī) 本身具有手動(dòng)變倍和自動(dòng)對(duì)焦的功能，攝像監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)與攝像機(jī)之間的通 信來(lái)讀取攝像機(jī)當(dāng)前的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)。對(duì)于某一確定型號(hào)的攝像機(jī)來(lái) 說(shuō)，當(dāng)準(zhǔn)確聚焦監(jiān)控對(duì)象后，其變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)隨之確定，攝像機(jī)與監(jiān) 控對(duì)象的距離也不再變化。因此，在攝像機(jī)準(zhǔn)確聚焦后，根據(jù)攝像機(jī)的變倍、 聚焦和距離三者之間的關(guān)系，通過(guò)公式計(jì)算或査表方式得到攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì) 象的距離。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因 此本發(fā)明并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于測(cè)距方法包括以下步驟(1). 調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍，使監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測(cè)距的要求；(2). 對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整，使攝像機(jī)中的監(jiān)控對(duì)象清晰聚焦；(3). 讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于在步驟a)中所述的監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測(cè)距的要求是監(jiān)控對(duì)象位于攝像機(jī)拍攝畫面的中心位置，并且攝像機(jī)拍攝畫面占總畫 面的四分之一以上或?qū)⒐鈱W(xué)變倍調(diào)整到最大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于在 步驟(2)中所述的對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的方法包括使用攝像機(jī)的自動(dòng)聚 焦功能對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的自動(dòng)方式和使用攝像機(jī)的人工調(diào)整聚焦參 數(shù)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整的手動(dòng)方式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)是通過(guò)與攝像機(jī)進(jìn)行通信 方式讀取的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離的計(jì)算方法為將變倍參數(shù)和聚焦 參數(shù)帶入到攝像機(jī)自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關(guān)系公式中計(jì)算出攝 像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的計(jì)算攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離的方法為(1) .通過(guò)測(cè)試方法建立變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格；(2) .查詢變倍、聚焦和距離的關(guān)系表格得到攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特 征在于所述的監(jiān)控對(duì)象為被測(cè)物體或被測(cè)區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，其特 征在于所述的攝像機(jī)為可變倍攝像機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領(lǐng)域的一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測(cè)距方法，該方法包括以下步驟(1)調(diào)整攝像機(jī)的拍攝方向和光學(xué)變倍，使監(jiān)控對(duì)象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測(cè)距的要求；(2)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行聚焦調(diào)整，使攝像機(jī)中的監(jiān)控對(duì)象清晰聚焦；(3)讀取攝像機(jī)的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的距離。本發(fā)明根據(jù)可變倍攝像機(jī)在攝像過(guò)程中自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)與監(jiān)控對(duì)象的測(cè)距功能，由此節(jié)約了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本和制造成本。本方法簡(jiǎn)便易用，可廣泛適用于使用可變倍攝像機(jī)的攝像監(jiān)控系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G03B13/20GK101446739SQ20081015459
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者權(quán)立偉 申請(qǐng)人:天津市亞安科技電子有限公司