专利名称：便携式现场记录装置及现场记录方法
技术领域：
本发明涉及便携式现场记录装置，尤其涉及能够产生基于巡查轨迹的巡查轨迹信息的便携式现场记录装置及现场记录方法。
背景技术：
手电筒在没有照明设施的地方，作为夜间应急灯被广泛应用。随着高亮度、高光效率、长寿命及低功耗的发光二极管(LED)光源和电池技术的发展，手电筒的使用范围在逐渐扩大。最近，随着采用了 LED光源的LED手电筒的广泛普及，人们研制出了可以记录图像及声音的手电筒(以下称为“音视频手电筒(AV手电筒)”)。美国专利第7，646，973号以及美国公开专利第2006-00171700号公开了结合有摄影系统的手电筒。这些专利为了满足可视光线拍摄模式和红外线拍摄模式，在透镜上设有手动式旋转滤光器。韩国公开专利第2000-17113号、第2004-58381号以及美国公开专利第 2005-0018044号公开了对音视频手电筒拍摄的图像信号进行射频(RF)传输的技术。美国公开专利第2005-0018044号、第2009-0066504号公开了通过在内部设置全球定位系统(GPS)接收器来射频传输音视频手电筒的位置信息的技术。由此可知，音视频手电筒除了单纯的照明功能外，还具有如图像及声音信号的记录、RF传输、位置信息传输等各种功能，而对这种功能多样化的需求还在不断地增加。另外，随着音视频手电筒的多功能化及尖端电子技术的复合化，其内部构件的安装结构变得复杂，因此对耐冲击性、耐腐蚀性、高防水性、高气密性等要求也日趋严格。作为可搭载于手电筒的距离测定技术，人们所周知的包括通过发射激光或超声波后接收其反射波来测定距离的技术。然而，对于激光方式而言，虽然可实现小型化，并且可与光源合并设置而容易安装，但是若测定距离较远，则接收角度变得很窄，因此其测定距离只局限在数十米以内，并且在夜间由于光亮而很容易暴露自己。对于超声波方式而言，由于受接收超声波的设备结构的影响，其与光源的合并设置较为困难，并且在进行50m以上的远距离测定时，深受周围噪音的影响而实际上很难达到测定距离的目的。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种在无需设置激光或超声波等测距传感器的情况下，以当前的位置信息为基准，可实时显示出有助于目测的、至拍摄范围内的特定事物的距离的便携式现场记录装置。本发明的另一目的在于提供一种基于位置信息产生图像化的巡查轨迹的便携式现场记录装置。本发明的另一目的在于提供一种基于位置信息及方位角信息而产生图像化的巡查信息的便携式现场记录装置。
本发明的另一个目的在于提供一种基于位置信息将巡查轨迹结合于地图信息而形成图像化的巡查信息的便携式现场记录装置。本发明的又一个目的在于提供一种能够产生图像化的巡查信息的现场记录方法。为了达到目的，根据本发明的一方面，提供一种便携式现场记录装置，包括具备可视光源及红外光源的照明模块；用以拍摄静态图像及动态图像的摄像模块；提供磁场信息的电子罗盘；用以显示所述静态图像、所述动态图像以及控制画面的显示模块；用以提供定位信息的GPS模块；控制模块，其中，所述控制模块根据所述GPS模块和所述电子罗盘所提供的信息检测当前位置信息及方位角信息，并根据当前位置信息及方位角信息从地图数据库读取对应于当前位置的、以该方位角为中心的预定角度范围之内的地图画面，并将地图画面显示于显示模块，同时所述控制模块根据所述当前位置信息及方位角信息产生巡查轨迹及巡查信息。其中，所述控制模块包括位置信息产生单元，基于GPS模块所提供的定位信息而生成当前位置信息；巡查轨迹产生单元，根据所述位置信息产生单元所产生的当前位置信息而生成巡查轨迹；方位角演算单元，用以根据所述电子罗盘提供的地磁场信息演算出当前的方位角 fn息；侦测区域产生单元，用以根据所述方位角演算单元演算出的所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域；巡查信息产生单元，将所述侦测区域产生单元所产生的等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹而生成包含巡查范围及巡查方向的巡查信息。其中，所述控制模块还包括数据储存单元，该数据储存单元具备图像存储部、地图数据库、巡查轨迹存储部以及巡查信息存储部。其中，所述控制模块还包括目标物搜索单元，通过访问所述地图数据库搜索出记录于所述等腰三角形侦测区域的至少一个目标物的位置信息；距离演算单元，用以计算至少一个所述目标物的位置与当前侦测位置之间的直线距离。其中，所述至少一个目标物的坐标信息和所述直线距离显示于所述显示模块。其中，所述预定角度小于等于所述摄像模块的画角。优选地，本发明还包括通过无线通信的方式与外部收发数据的无线通信模块。优选地，本发明还包括用于与外部设备连接的输入/输出接口。其中，所述控制模块还包括对图像信号进行压缩处理的图像编解码器。优选地，本发明还包括扬声器及麦克风以及对从所述麦克风输入的声音信息进行压缩处理的音频编解码器。为了达到目的，根据本发明的另一方面，提供一种现场记录方法，包括以下步骤 检测当前位置信息及方位角信息；根据所检测出的当前位置信息及方位角信息读取预定角度范围之内的地图画面，并将地图画面显示出来；根据所述当前位置信息及地图画面生成巡查轨迹；根据所述巡查轨迹及方位角信息生成巡查轨迹信息。而且，还包括根据所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域的步骤。而且，还包括将所述等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹信息，生成巡查信息的步骤。优选地，同时显示所拍摄的动态图像与所拍摄的动态图像相互关联的地图画面。而且，在根据所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域的步骤中，还包括搜索出记录于所述等腰三角形侦测区域的至少一个目标物的位置信息的步骤；计算至少一个所述目标物的位置与当前侦测位置之间的直线距离的步骤。而且，所述巡查信息中包含至少一个目标物的信息。其中，所述目标物的信息包括该目标物的坐标信息及从当前侦测位置至该目标物的直线距离。而且，本发明还包括通过无线通信模块与外部设备收发数据的步骤。而且，本发明还包括对图像信号进行编码或解码的图像处理步骤。而且，还包括对声音信号进行编码或解码的音频处理步骤。根据本发明提供的便携式现场记录装置及现场记录方法，无需额外设置如激光或超声波等高价的测距传感器，而是利用位置信息，即利用在监视区域内被记录的主要事物的距离信息来可以简便地目测被监视物的相对距离。而且，本发明根据巡查轨迹、巡查范围以及方向信息，生成图像化的巡查信息，由此可以进行巡查图像分析。
图1为根据本发明实施例的现场记录装置的主要构成方框图；图2为示出图1中的照明模块的构成的方框图；图3为示出图1中的输入输出模块的构成的方框图；图4为示出图1中的控制模块的构成的方框图；图5为根据本发明实施例的现场记录方法的流程图；图6为根据本发明实施例的现场记录方法的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。本领域的技术人员应当理解，本发明可以进行各种变更而具备多种形态。在此，以图示的特定实施例为基准，对本发明进行详细说明。而这并非表示本发明限定在该特定的实施例，在不超出本发明的思想及技术范围的情况下，对本发明做出的所有的变更、等同物及代替物都属于本发明的范围内。需要说明的是，本发明中的现场记录装置涵盖能够记录及再现图像的各种设备， 例如具备拍照功能的手电筒以及具备照明功能的数码相机、摄像机、移动通信终端等。图1为根据本发明实施例的现场记录装置的主要构成方框图；图2为示出图1中的照明模块的构成的方框图；图3为示出图1中的输入输出模块的构成的方框图；图4为示出图1中的控制模块的构成的方框图。由图可知，根据本发明的现场记录装置包括照明模块100、摄像模块110、GPS模块 120、电子罗盘130、显示模块140、电源模块150、输入输出模块160以及控制模块400。所述照明模块100可以包括可视光源1001与红外光源1002，该可视光源1001可以由高亮度LED元件(例如，美国CREE公司的150 450Lm白色LED模块)构成，该红外光源1002可以由红外线LED元件构成，并可以设置多个。所述摄像模块110用来拍摄静止图像及动态图像，可以包括固定焦点方式的透镜模块和全高清(FULL HD)的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，而所述透镜模块具有设在CMOS图像传感器的收光路径上的红外线光闸(Shutter)。该红外线光闸在红外光拍摄模式，即红外线拍摄模式(夜间模式)下，仅使红外光通过，而在可视光拍摄模式下，红外线光间移动至光线路径之外而允许可视光通过。摄像模块110与CMOS图像传感器的收光部相结合。作为CMOS图像传感器，例如可以使用MICRON公司的1/2. 5英寸全高清图像传感器(ST9P001)。所述电子罗盘130用于提供二维或三维的地磁场信息，以使后述的方位角演算单元计算出相对于正北方向的现场记录装置当前所照射方向的方位角信息。所述显示模块140用于显示通过所述拍摄模块110所拍摄的静止图像及动态图像，并显示包含巡查轨迹的巡查信息。所述显示模块140可以采用液晶显示屏，也可以采用兼备输入功能的触摸显示屏。所述电源模块150用来给现场记录装置提供必要的驱动电力，可以采用一个或多个18650锂离子电池。所述输入输出模块160可以包括外部存储卡插槽1601、信号连接插口 1602、按键部1603。所述外部存储卡插槽1601用于设置外部存储部件(例如，TF(micro SD card)闪存卡)，以用于保存所述摄像模块110所拍摄的静止图像或动态图像等数据，因此所述外部存储卡插槽1601满足各种存储卡的规格。信号连接插口 1602用来将现场记录装置直接连接于外部显示器而观看现场记录装置所拍摄的图像，可以连接例如色差端子(YPbPr)和立体声音频端子等高清晰度多媒体接口(HDMI =High-Definition Multimedia Interface)连接器。信号连接插口 1602还可以满足USB2.0连接器规格。所述按键部1603用于输入各种控制命令，例如可以控制照明模块100的开启或关闭及调整亮度大小、拍摄静止图像或动态图像等。根据本发明的现场记录装置还可以包含无线通信模块170，以通过无线的方式与外部设备收发数据。所述控制模块400用来控制照明模块100、摄像模块110、GPS模块120、电子罗盘 130、显示模块140、输入输出模块160，因此在所述控制模块400内具备控制电路及电源电路。所述控制模块400包括中央控制部414，由微处理器或微机芯片构成；数据存储单元 416，包括如DDR3动态随机存取存储器(DRAM)等易失性存储器件和只读存储器(ROM)，或者如EEPROM或闪存部件等非易失性存储器件。控制模块400通过可视光源驱动部402及红外光源驱动部404来控制可视光源 1001及红外光源1002的开闭及亮度等，通过图像处理器406从摄像模块110接收图像信号，之后在图像编解码器408进行H-264/MPEG4方式的图像压缩处理。而且，控制模块400 通过显示驱动部409及屏显表示部410向显示模块140显示图像及文字信息，通过音频编解码器412将从扬声器及麦克风输入的音频信息以HQ ACC方式进行音频压缩处理。而且，控制模块400通过数据输入输出单元418将被压缩的图像及音频数据通过无线通信模块170向外部发送，或者通过外部存储卡插槽1601向外部存储部件(例如， TF(micro SD card)闪存卡(32GB，最大可存储16小时内容))存储图像及音频数据，或者通过信号连接插口 1602直接向电视或显示器表示图像、或者向USB2. 0协议PC上传图像及音频数据或从PC下载地图数据库等。中央控制部414包括位置信息产生单元414a、方位角演算单元414b、距离演算单元414c、侦测区域产生单元414d、目标物搜索单元414e、巡查轨迹产生单元414f以及巡查信息产生单元414g。所述位置信息产生单元414a从GPS模块120接收卫星信息而计算出当前的位置，以此产生当前的位置信息。方位角信息演算单元414b从电子罗盘130接收二维或三维的地磁场信息，从而计算出相对于正北方向的当前所照射方向的方位角信息。距离演算单元414b计算出当前位置信息与目标物之间的距离信息。侦测区域产生单元414d以方位角信息演算单元414b计算出的方位角为中心，产生具有预定角度(例如，左右45° ) 的等腰三角形的侦测区域。在此，侦测区域的大小限定在用于拍摄图像的摄像模块110的最大画面角之内。目标物搜索单元414e在等腰三角形的侦测区域的范围内检索出事先被记录在地图数据库的目标物的坐标信息。被搜索出的目标物的位置信息将提供至距离演算单元 414b，由此计算出当前位置与目标物之间的直线距离。所述坐标信息与所计算出的直线距离将通过显示模块140显示出来。巡查轨迹产生单元414f产生当前位置信息在时间轴上的轨迹信息，而产生的巡查轨迹可以与地图数据库内的对应的地图相关联。即，所述巡查轨迹是将离散的各个位置信息按照时间连接成连续的曲线而形成。巡查信息产生单元414g基于所述巡查轨迹产生单元414f所产生的巡查轨迹，结合等腰三角形的侦测区域，产生所巡查的监视区域及巡查模式信息。本实施例中，虽然分别设置巡查轨迹产生单元414f和巡查信息产生单元414g，但本领域技术人员应知，所述巡查轨迹产生单元414f和巡查信息产生单元414g可以合并为一个模块而工作。数据存储单元416包括图像存储部416a、地图数据库416b、巡查轨迹存储部416c 以及巡查信息存储部414d。图像存储部416a用文件名存储通过摄像模块110所拍摄的静态图像、动态图像，被存储的图像文件可通过文件名、拍摄时间、巡查区域以及方位角等进行检索。地图数据库416b内构筑有监视区域的电子地图数据，在此，地图数据可直接下载例如谷歌地图数据而使用。并且，在地图数据库416b里记录有监视区域中主要目标物的位置信息(经度及纬度信息)。地图数据库416b的数据可通过无线通信模块170或信号连接插口 1602被升级为最新的数据。巡查轨迹存储部416c内存储巡查轨迹产生单元414f所产生的巡查轨迹信息，而巡查轨迹信息包括巡查者、巡查起始时间、巡查结束时间、巡查路线以及方位角等信息。巡查信息存储部414d内存储巡查信息产生单元414g所产生的巡查信息，而巡查信息与巡查轨迹相关联，且包括各巡查路线上的巡查方向、等腰三角形侦测区域等巡查范围信息。电源部422从电源模块150 (如电池)接受电源电压后，向各部位提供恒定的工作电压。在此，作为工作电压使用1.8V、2. 5V及2. 8V等低电压。控制模块400内部的各部件通过内部总线相互连接，从而相互交换数据及控制信号。
以下，对使用上述现场记录装置的现场记录方法进行说明。根据本发明的现场记录方法包括以下步骤检测当前位置信息及方位角信息；根据所检测出的当前位置信息及方位角信息读取预定角度范围之内的地图画面，并将地图画面显示出来；根据所述当前位置信息及地图画面生成巡查轨迹；根据所述巡查轨迹及方位角信息生成巡查轨迹信息。以下，结合图5、6为具体说明根据本发明实施例的现场记录方法。首先，在开始巡查时启动拍摄模块，以对各个场景及目标物进行拍摄(S100)。然后，基于GPS模块所提供的定位信息，计算出当前的位置信息(SlOl)。接着，通过显示模块在局部区域显示所拍摄的动态图像，并在显示模块剩下的部分显示与所拍摄的动态图像相互关联的地图画面(S102)。所述动态图像将被存储到图像存储部。此时，根据位置信息产生单元所提供的当前位置信息从数据存储单元的地图数据库中读取地图信息，由此将该地图信息显示于显示模块的局部。而且，根据需要可使显示模块全屏显示动态图像或地图画面。然后，根据所产生的当前位置信息而在地图画面生成巡查轨迹(S103)。显然，所述巡查轨迹是将离散的各个位置信息按照时间连接成连续的曲线而形成。接着，根据地磁场信息演算出当前位置的方位角信息(S104)，并根据所述方位角信息产生以方位角方向为中心， 沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域(S105)。然后，将所演算出的方位角信息结合到所述巡查轨迹而生成巡查轨迹信息(S106)，并将所生成的巡查轨迹信息保存到巡查轨迹存储部。然后，将所述等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹信息而生成巡查信息(S107)，并将所生成的巡查信息保存到巡查信息存储部。此时，可以通过无线通信模块将保存于巡查轨迹存储部及巡查信息存储部的巡查轨迹信息及巡查信息发送至外部设备。其中，所述巡查轨迹信息包括巡查者、巡查起始时间、巡查结束时间、巡查路线以及方位角等信息，而巡查信息与巡查轨迹相关联，且包括各巡查路线上的巡查方向、等腰三角形侦测区域等巡查范围信息。而且，在所述步骤(S105)中，还可以包括通过访问所述地图数据库搜索出记录于所述等腰三角形侦测区域的至少一个目标物的信息的步骤(S1051)；以及计算至少一个所述目标物的位置与当前侦测位置之间的直线距离的步骤(S1052)。其中，所述目标物的信息包括目标物的坐标信息，而且该坐标信息与所计算出的直线距离可以包含于巡查信息。并且，在形成巡查信息时，可以突出显示巡查轨迹上的至少一个目标物。其中，突出显示的内容可包括醒目的颜色标记以及该目标物的坐标信息、从拍摄点至该目标物的直线距离。显然，所述拍摄点是位于巡查轨迹上的一点，且所述目标物处于该点的等腰三角形侦测区域之内。而且，突出显示的至少一个目标物信息可结合到动态图像而被存储到图像存储部。由此，当再现所存储的动态图像时，可通过动态图像看到所拍摄的图像中的至少一个目标物的位置信息。根据如上的本发明，可以得到图像化的巡查信息，而且该巡查信息中还包含时间信息、方位信息以及主要目标物的位置信息等，因此有利于对巡查信息进行图像分析。本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
权利要求
1.一种便携式现场记录装置，其特征在于包括 具备可视光源及红外光源的照明模块； 用以拍摄静态图像及动态图像的摄像模块； 提供磁场信息的电子罗盘；用以显示所述静态图像、所述动态图像以及控制画面的显示模块； 用以提供定位信息的GPS模块； 控制模块，其中，所述控制模块根据所述GPS模块和所述电子罗盘所提供的信息检测当前位置信息及方位角信息，并根据当前位置信息及方位角信息从地图数据库读取对应于当前位置的、以该方位角为中心的预定角度范围之内的地图画面，并将地图画面显示于显示模块，同时所述控制模块根据所述当前位置信息及方位角信息产生巡查轨迹及巡查信息。
2 根据权利要求1所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述控制模块包括 位置信息产生单元，基于GPS模块所提供的定位信息而生成当前位置信息；巡查轨迹产生单元，根据所述位置信息产生单元所产生的当前位置信息而生成巡查轨迹；方位角演算单元，用以根据所述电子罗盘提供的地磁场信息演算出当前的方位角信息；侦测区域产生单元，用以根据所述方位角演算单元演算出的所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域；巡查信息产生单元，将所述侦测区域产生单元所产生的等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹而生成包含巡查范围及巡查方向的巡查信息。
3.根据权利要求1所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述控制模块还包括数据储存单元，该数据储存单元具备图像存储部、地图数据库、巡查轨迹存储部以及巡查信息存储部。
4.根据权利要求3所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述控制模块还包括目标物搜索单元，通过访问所述地图数据库搜索出记录于所述等腰三角形侦测区域的至少一个目标物的位置信息；距离演算单元，用以计算至少一个所述目标物的位置与当前侦测位置之间的直线距罔。
5.根据权利要求4所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述至少一个目标物的坐标信息和所述直线距离显示于所述显示模块。
6.根据权利要求2所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述预定角度小于等于所述摄像模块的画角。
7.根据权利要求2所述的便携式现场记录装置，其特征在于还包括通过无线通信的方式与外部收发数据的无线通信模块。
8.根据权利要求2所述的便携式现场记录装置，其特征在于还包括用于与外部设备连接的输入/输出接口。
9.根据权利要求2所述的便携式现场记录装置，其特征在于所述控制模块还包括对图像信号进行压缩处理的图像编解码器。
10.根据权利要求2所述的便携式现场记录装置，其特征在于还包括扬声器及麦克风以及对从所述麦克风输入的声音信息进行压缩处理的音频编解码器。
11.一种现场记录方法，其特征在于包括以下步骤检测当前位置信息及方位角信息；根据所检测出的当前位置信息及方位角信息读取预定角度范围之内的地图画面，并将地图画面显示出来；根据所述当前位置信息及地图画面生成巡查轨迹；根据所述巡查轨迹及方位角信息生成巡查轨迹信息。
12.根据权利要求11所述的现场记录方法，其特征在于还包括根据所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域的步骤。
13.根据权利要求12所述的现场记录方法，其特征在于还包括将所述等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹信息，生成巡查信息的步骤。
14.根据权利要求11所述的现场记录方法，其特征在于同时显示所拍摄的动态图像与所拍摄的动态图像相互关联的地图画面。
15.根据权利要求12所述的现场记录方法，其特征在于在根据所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域的步骤中，还包括搜索出记录于所述等腰三角形侦测区域的至少一个目标物的位置信息的步骤；计算至少一个所述目标物的位置与当前侦测位置之间的直线距离的步骤。
16.根据权利要求13所述的现场记录方法，其特征在于所述巡查信息中包含至少一个目标物的信息。
17.根据权利要求16所述的现场记录方法，其特征在于所述目标物的信息包括该目标物的坐标信息及从当前侦测位置至该目标物的直线距离。
18.权利要求11至17中的任一项所述的现场记录方法，其特征在于还包括通过无线通信模块与外部设备收发数据的步骤。
19.根据权利要求11所述的现场记录方法，其特征在于还包括对图像信号进行编码或解码的图像处理步骤。
20.根据权利要求11所述的现场记录方法，其特征在于还包括对声音信号进行编码或解码的音频处理步骤。
全文摘要
本发明涉及一种便携式现场记录装置，包括照明模块、摄像模块、电子罗盘、显示模块、GPS模块、控制模块，其中，所述控制模块包括位置信息产生单元，基于GPS模块所提供的定位信息而生成当前位置信息；巡查轨迹产生单元，根据所述位置信息产生单元所产生的当前位置信息而生成巡查轨迹；方位角演算单元，用以根据所述电子罗盘提供的地磁场信息演算出当前的方位角信息；侦测区域产生单元，用以根据所述方位角演算单元演算出的所述方位角信息产生以方位角方向为中心，沿左右方向分别具有预定角度的等腰三角形侦测区域；巡查信息产生单元，将所述侦测区域产生单元所产生的等腰三角形侦测区域结合到所述巡查轨迹而生成包含巡查范围及巡查方向的巡查信息。
文档编号G01S19/45GK102323608SQ201110144980
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年11月8日
发明者崔承烈 申请人:北京锐意特思科技发展有限公司