[发明专利]一种具有角度检测功能的摄像机

说明书

本发明公开了一种具有角度检测功能的摄像机，所述监控摄像机不依赖云台控制控制方式制约，而具有自身实时动态角度检测确定功能。所述摄像机主要包括传感器单元，数据处理单元、图像采集单元、图像处理单元、通信单元和外壳。所述摄像机采用三轴陀螺仪传感器采集所述摄像机的动态角度信息，具有检测速度较快，检测精度较高等特点，可实时监测摄像机实时角度，在动态目标跟踪监控和图像识别定位领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种具有角度检测功能的摄像机，该摄像机涉及传感器数据采集及数据处理等领域。

背景技术

监控摄像机是安防监控系统的主要视频设备。随着数字图像处理技术和模式识别技术的发展，监控摄像机的应用范围进一步扩大。在煤矿井下监控摄像机也更多地应用于煤炭自动开采、人员及设备监控定位等领域。监控摄像机一般固定安装于云台上，受云台控制系统控制变换角度，从而实现对不同区域的图像采集。由于云台采用开环控制方式，监控中心可控制云台转动，然而无法获得监控摄像机的实时角度，即使采用特殊的具有闭环控制的云台，当摄像机被现场工作人员强制手动转动、或受其它外力作用改变角度时，监控中心同样无法获得监控摄像机准确的实时角度，由于无法准确获得监控摄像机的实时角度，监控中心就无法准确判定所采集图像的监控区域，因此无法通过图像模式识别技术对监控目标进行准确定位，严重制约着监控技术的发展与应用。所以急切需要一种不依赖云台控制系统，具有自身角度实时检测功能的监控摄像机。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有角度检测功能的摄像机，具有检测速度较快，检测精度较高等特点，并具有摄像机角度数据实时视频叠加和角度数据传输的功能，在动态目标跟踪监控和图像定位领域有着广泛的应用前景。摄像机包括传感器单元，数据处理单元、图像采集单元、图像处理单元、通信单元和外壳；所述传感器单元用于采集摄像机姿态变化时的方向数据，传感器单元至少包括一个三轴陀螺仪；所述数据处理单元负责对陀螺仪所采集到的数据进行处理，得到摄像机姿态变化时的实时角度数据；所述图像采集单元负责视频图像采集，包括镜头和感光芯片，镜头用于光信号采集，感光芯片用于将光信号转化为电信号，采用CCD或CMOS感光元件，所述感光芯片的感光平面与摄像机外壳的中心轴线垂直；所述图像处理单元负责视频数据数字化，将通过数据处理单元得到的角度数据以字符形式叠加到视频图像中，并将叠加后的视频图像编码压缩输出；通信单元负责将图像处理单元输出的编码压缩视频图像及数据处理单元输出的角度数据上传至接收设备。

1.所述的摄像机进一步包括：使用摄像机前，需要在摄像机处于静态的条件下进行定标，

定标内容包括：

a.确定摄像机体的三维坐标系(Xs,Ys,Zs)；确定方法包括，以三轴陀螺仪的三个转轴作为摄像机体的三维坐标系的坐标轴；

b.确定参考三维坐标系(X,Y,Z)，确定方法包括，设定Z轴垂直于地面向上，X轴垂直于所述摄像机安装墙面，Y轴平行于所述摄像机安装墙面；

c.根据摄像机体的三维坐标系，确定摄像机体在参考三维坐标系XOY、XOZ、YOZ平面上的初始偏移角度。

2.所述摄像机进一步包括：数据处理单元将传感器单元持续得到的三个轴上的角速度数据进行处理，并将处理得到角度与摄像机体初始偏移角度进行叠加，得到某个时刻所述摄像机体相对于参考三维坐标系平面的偏移角度数据；具体方法包括，设传感器单元获取三个轴向上的各瞬时角速度为a_X、a_Y、a_Z，摄像机体在XOY平面的偏移角度为A1+∫a_Zdt；摄像机体在XOZ平面的偏移角度为A2+∫a_Ydt；摄像机体在YOZ平面的偏移角度为A3+∫a_Xdt；式中A1、A2、A3为摄像机体在参考三维坐标系XOY、XOZ、YOZ平面上的初始偏移角度，t为摄像机移动的累积时间。