一种摄像机及监控系统的制作方法

本实用新型涉及摄像机的设计领域，特别涉及一种摄像机及监控系统。

背景技术：

在视频监控领域，使用摄像机和客户端对现场进行监控，摄像机用于对现场进行采集得到视频图像，并将采集的视频图像发送给客户端；客户端将该现场的视频图像显示给用户，以实现对现场进行监控。

目前的摄像机包括图像获取单元，摄像头转动部件和处理单元等部件，图像获取单元安装在摄像头转动部件上，处理单元分别与图像获取单元和摄像头转动部件相连；图像获取单元将采集的现场某个区域的视频图像发送给处理单元，处理单元再将该视频图像发送给客户端；当用户需要转动图像获取单元对现场的其他区域进行监控时，可以通过客户端向处理单元发送控制指令，然后处理单元再控制摄像头转动部件转动图像获取单元。

在转动图像获取单元时，处理单元可能还需要根据预设的转动速度和转动时间计算图像获取单元的当前相对角度，该当前相对角度是图像获取单元相对于图像获取单元的绝对零度所旋转的角度值，根据计算出的当前相对角度对图像获取单元当前拍摄的视频图像进行处理。例如，当需要对拍摄图像中的隐私区域进行隐私保护时，处理单元就需要根据计算出的当前相对角度计算出隐私区域在当前拍摄的视频图像中的位置，根据该位置从当前拍摄的视频图像中定位出隐私区域，对该隐私区域进行保护处理，如对隐私区域进行覆盖或打上马赛克。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

摄像头转动部件在不断旋转的过程中会出现磨损，导致摄像头转动部件并非按预设转动速度转动图像获取单元，使得计算出图像获取单元的当前相对角度与图像获取单元实际的相对角度产生偏差，给处理单元对视频图像进行处理的精度产生影响。例如，在对隐私区域进行保护时，如果计算出的当前相对角 度与图像获取单元实际的相对角度产生偏差，处理单元根据当前相对角度从当前拍摄的视频图像中定位出的隐私区域可能出错，以至于没有对隐私区域进行覆盖或打上马赛克。

技术实现要素：

为了解决由于摄像机转动部件的磨损而导致的处理单元对当前拍摄的视频图像进行处理的精度不准确的问题，本实用新型实施例提供了一种摄像机及监控系统，所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种摄像机，所述摄像机包括：图像获取单元、摄像头转动部件、处理单元和角度测量单元；

所述图像获取单元安装在所述摄像头转动部件上，所述处理单元分别与所述图像获取单元和所述摄像头转动部件相连，所述角度测量单元安装在所述图像获取单元上且与所述处理单元相连；

所述角度测量单元测量所述图像获取单元的当前相对角度，并向所述处理单元发送所述当前相对角度；

所述处理单元控制所述摄像头转动部件带动所述图像获取单元转动，接收所述角度测量单元发送的所述当前相对角度和所述图像获取单元发送的当前拍摄的视频图像，根据所述当前相对角度对所述当前拍摄的视频图像进行处理。

在第一方面中，通过在摄像机的图像获取单元上安装角度测量单元，使用角度测量单元对图像获取单元的当前相对角度进行实时测量，并将实时测量的当前相对角度发送给处理单元，使处理单元根据该实时测量的当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理，即使摄像头转动部件磨损，也能准确的测量出图像获取单元的当前相对角度，相对于处理单元根据预设的转动速度和转动时间计算出的图像获取单元的当前相对角度来说，可以更准确的获得图像获取单元的当前相对角度，使得处理单元对当前拍摄的视频图像进行处理的精度大大提高。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述摄像头转动部件包括机械转动机构和驱动机构；

所述图像获取单元安装在所述机械转动机构上，所述驱动机构与所述机械转动机构连接；

所述处理单元向所述驱动机构发送脉冲信号，所述驱动机构根据所述脉冲信号驱动所述机械转动机构，以带动所述图像获取单元转动。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，通过将摄像头转动部件设计成机械转动机构和驱动机构，并通过驱动机构接收处理单元的脉冲信号，根据脉冲信号驱动机械转动机构带动图像获取单元完成转动过程，进而拍摄到不同位置处的视频图像。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述驱动机构与所述机械转动机构通过齿轮或皮带连接。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述机械转动机构为全方位转动云台。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，全方位移动云台不仅可以支撑图像获取单元，同时还可带动图像获取单元进行上下和左右的旋转。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述驱动机构包括第一马达和第二马达；

所述第一马达和所述第二马达均与所述机械转动机构连接；

所述处理单元向所述第一马达和/或所述第二马达发送脉冲信号；

所述第一马达根据所述脉冲信号驱动所述机械转动机构左右转动，以带所述图像获取单元左右转动，所述第二马达根据所述脉冲信号驱动所述机械转动机构上下转动，以带动所述图像获取单元上下转动。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述处理单元还接收客户端发送的控制指令，根据所述控制指令控制所述摄像头转动部件带动所述图像获取单元转动。

结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述角度测量单元为角度传感器。

在第一方面的第六种可能的实现方式中，通过角度传感器可以准确的测量图像获取单元1的当前相对角度。

结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述角度传感器安装在所述图像获取单元的单板上。

结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述图像获取单元通过总线与所述处理单元相连。

结合第一方面至第一方面的第八种任一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述处理单元为中央处理器、单片机或者现场可编程门阵列。

第二方面，提供了一种监控系统，所述监控系统包括所述摄像机。

在第二方面中，通过在摄像机的图像获取单元上安装角度测量单元，使用角度测量单元对图像获取单元的当前相对角度进行实时测量，并将实时测量的当前相对角度发送给处理单元，使处理单元根据该实时测量的当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理，即使摄像头转动部件磨损，也能准确的测量出图像获取单元的当前相对角度，相对于处理单元根据预设的转动速度和转动时间计算出的图像获取单元的当前相对角度来说，可以更准确的获得图像获取单元的当前相对角度，使得处理单元对当前拍摄的视频图像进行处理的精度大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的监控系统的示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的摄像机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的摄像机的图像获取单元的旋转示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的摄像机的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的监控方法的流程图；

图6是本实用新型实施例三提供的客户端的一个操作界面。

其中，

1图像获取单元；

2摄像头转动部件，21机械转动机构，22驱动机构，221第一马达，222第二马达；

3处理单元，

4角度测量单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种监控系统，该监控系统包括摄像机、客户端和服务器；

摄像机与客户端之间通过IP(Internet Protoco，网络协议)网络连接，摄像机与服务器之间通过IP网络连接，服务器与客户端之间也通过IP网络连接；

摄像机可以实现对现场的视频图像进行拍摄，客户端或服务器可以实现播放并存储摄像机拍摄的视频图像，以及对摄像机进行控制和管理。

实施例二

为了解决由于摄像机转动部件的磨损而导致的处理单元对当前拍摄的视频图像进行处理的精度不准确的问题，如图2所示，本实用新型实施例提供了实施例一中描述的摄像机，该摄像机包括：图像获取单元1、摄像头转动部件2、处理单元3和角度测量单元4；

图像获取单元1安装在摄像头转动部件2上，处理单元3分别与图像获取单元1和摄像头转动部件2相连，角度测量单元4安装在图像获取单元1上且与处理单元3相连；

角度测量单元4测量图像获取单元1的当前相对角度，并向处理单元3发送当前相对角度；

处理单元3控制摄像头转动部件2带动图像获取单元1转动，接收角度测量单元4发送的当前相对角度和图像获取单元1发送的当前拍摄的视频图像，根据当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理。

本实用新型实施例通过在摄像机的图像获取单元1上安装角度测量单元4，使用角度测量单元4对图像获取单元1的当前相对角度进行实时测量，并将实时测量的当前相对角度发送给处理单元3，使处理单元3根据该实时测量的当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理，即使摄像头转动部件2磨损，也能 准确的测量出图像获取单元1的当前相对角度，相对于处理单元3根据预设的转动速度和转动时间计算出的图像获取单元1的当前相对角度来说，可以更准确的获得图像获取单元1的当前相对角度，使得处理单元3对当前拍摄的视频图像进行处理的精度大大提高。

其中，图像获取单元1的当前相对角度是图像获取单元1相对于图像获取单元1的绝对零度所旋转的角度值。

例如，当需要对拍摄图像中的隐私区域进行隐私保护时，处理单元3根据角度测量单元4发送的当前相对角度计算出当前拍摄的视频图像内的隐私保护区的位置，根据计算出的隐私保护区的位置对隐私保护区进行隐私保护，由于该当前相对角度是角度测量单元4实时测量的，摄像头转动部件2的磨损不会对计算出的当前拍摄的视频图像内的隐私保护区的位置产生影响，因此处理单元3根据该当前相对角度计算出的当前拍摄的视频图像内的隐私保护区的位置比较准确，使得处理单元3可以更准确的对隐私保护区的图像进行保护，例如对隐私保护区的图像进行覆盖或者打上马赛克，提升用户的体验效果。

可选地，处理单元3根据该当前相对角度计算出当前拍摄的视频图像内的隐私保护区的位置的方式可以如下：

例如，如图3所示，若此时图像获取单元1处于位置A，位置A为图像获取单元1的绝对零度的位置，用户画出了需要对视频图像进行保护的隐私保护区，则处理单元3会计算出该隐私保护区的位置坐标M1，其中，本实施例不对位置坐标M1的具体形式进行限定，例如可以为包括X方向和Y方向的平面坐标，同时，处理单元3保存图像获取单元1处于位置A时，隐私保护区的位置坐标M1，并根据位置坐标M1确定出图像获取单元1在位置A处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置；当图像获取单元1从位置A旋转到位置B时，处理单元3会根据角度测量单元4返回的当前相对角度α和图像获取单元1的绝对零度计算出隐私保护区的位置坐标M1的偏移量，通过该偏移量和图像获取单元1在位置A处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M1计算出图像获取单元1在位置B处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M2，并保存隐私保护区的位置坐标M2，根据位置坐标M2确定出图像获取单元1在位置B处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置；如图3所示，当图像获取单元1继续从位置B旋转到位置C时，处理单元3会根据角度测量单元4返回的当前相对角度 α1和图像获取单元1在位置B时的当前相对角度α计算出隐私保护区的位置坐标M2的偏移量，通过该偏移量和图像获取单元1在位置B处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M2计算出图像获取单元1在位置C处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M3，也可以根据角度测量单元4返回的当前相对角度α1和图像获取单元1的绝对零度计算出隐私保护区的位置坐标M1的偏移量，通过该偏移量和图像获取单元1在位置A处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M1计算出图像获取单元1在位置C处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置坐标M3，根据位置坐标M3确定出图像获取单元1在位置C处时拍摄的视频图像的隐私保护区的位置。

可选地，角度测量单元4除了实时测量图像获取单元1的当前相对角度外还可以在摄像机出厂前，对图像获取单元1校准绝对零度的位置，每当图像获取单元1旋转到此位置时，角度测量单元4均会默认此处为图像获取单元1的绝对零度。

可选地，角度测量单元4可以为角度传感器，通过角度传感器可以准确的测量图像获取单元1的当前相对角度。

可选地，如图4所示，角度传感器4安装在图像获取单元1的单板上，角度传感器4的位置可根据实际情况进行选择，并不限定于本实施例中描述的图像获取单元1的单板上，但要保证角度角度传感器4在准确测量图像获取单元1的当前相对角度的前提下，不影响图像获取单元1拍摄的视频图像。

可选地，如图2所示，摄像头转动部件2包括机械转动机构21和驱动机构22；

图像获取单元1安装在机械转动机构21上，驱动机构22与机械转动机构21连接；

处理单元3向驱动机构22发送脉冲信号，驱动机构22根据脉冲信号驱动机械转动机构21，以带动图像获取单元1转动。

通过将摄像头转动部件2设计成机械转动机构21和驱动机构22，并通过驱动机构22接收处理单元3的脉冲信号，根据脉冲信号驱动机械转动机构21带动图像获取单元1完成转动过程，进而拍摄到不同位置处的视频图像。

可选地，驱动机构22与机械转动机构21可以通过齿轮或者皮带连接。

可选地，机械转动机构21可以为全方位移动云台，全方位移动云台不仅可 以支撑图像获取单元1，同时还可带动图像获取单元1进行上下和左右的旋转。

可选地，驱动机构22包括第一马达221和第二马达222；

第一马达221和第二马达222均与机械转动机构21连接；

第一马达221根据脉冲信号驱动机械转动机构21左右转动，以带图像获取单元1左右转动，第二马达222根据脉冲信号驱动机械转动机构21上下转动，以带动图像获取单元1上下转动；

处理单元3可以分别向第一马达221或第二马达222发送脉冲信号，也可以同时向第一马达221和第二马达222发送脉冲信号。

可选地，处理单元3还接收客户端发送的控制指令，根据控制指令控制摄像头转动部件2带动图像获取单元1转动，例如，处理单元3根据客户端发送的控制指令发送脉冲信号给摄像头转动部件2的驱动机构22，可以分别向第一马达221或第二马达222发送脉冲信号，也可以同时向第一马达221和第二马达222发送脉冲信号，通过第一马达221和第二马达222驱动全方位转动云台带动图像获取单元1完成上下方向和左右方向的旋转，最终旋转到客户端所需拍摄的视频图像所在的位置。

可选地，图像获取单元1通过总线与处理单元3相连，图像获取单元1可以将拍摄到的视频图像通过总线传输给处理单元3。

可选地，摄像机还可以包括天线模块，天线模块分别与处理单元3和客户端电连接，处理单元3在接收到图像获取单元1传输过来的视频图像后，将视频图像转换成数字信号，并通过天线模块发送给客户端，实现摄像机的智能传输。

可选地，处理单元3可以为中央处理器、单片机或者现场可编程门阵列。

可选地，如图4所示，摄像机的图像获取单元1上除了安装有镜头和角度测量单元4外，还安装有图像传感器，图像获取单元1与处理单元3之间可以通过控制线连接，图像获取单元1将拍摄到的视频信号输入给处理单元3，处理单元3可通过机电板与驱动机构22中的第一马达221和第二马达222连接。

可选地，如图4所示，摄像机还包括BNC(Bayonet Nut Connector，卡扣配合型连接器)视频输出口、网络通讯接口、音频输入接口、音频输出接口、告警输入接口、告警输出接口和串口通讯接口等接口。

BNC视频输出口用于输出拍摄的视频图像，网络通讯接口用于连接网线， 音频输入接口用于输入音频，音频输出接口用于输出音频，在此不再详细描述。

本实用新型实施例通过在摄像机的图像获取单元1上安装角度测量单元4，使用角度测量单元4对图像获取单元1的当前相对角度进行实时测量，并将实时测量的当前相对角度发送给处理单元3，使处理单元3根据该实时测量的当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理，即使摄像头转动部件2磨损，也能准确的测量出图像获取单元1的当前相对角度，相对于处理单元3根据预设的转动速度和转动时间计算出的图像获取单元1的当前相对角度来说，可以更准确的获得图像获取单元1的当前相对角度，使得处理单元3对当前拍摄的视频图像进行处理的精度大大提高。

实施例三

如图5所示，本实用新型实施例提供了一种实施例一中描述的监控系统的监控方法，该监控方法包括：

步骤101：客户端获取隐私保护区的位置信息并将该隐私保护区的位置信息发送给摄像机的处理单元3；

具体地，如图3所示，若此时摄像机处于绝对零度的位置A，用户通过客户端可以观察到摄像机拍摄的现场的视频图像，若用户想要对该视频图像的某一处进行隐私保护，则用户可以通过客户端画出隐私保护区，例如，用户可以通过鼠标在客户端的屏幕上框选出需要进行隐私保护的隐私保护区，也可以使用画笔在客户端的屏幕上画出隐私保护区，此时客户端会根据用户画出的隐私保护区获取隐私保护区的位置信息，并将该隐私保护区的位置信息发送给摄像机的处理单元3。

步骤102：摄像机的处理单元3根据隐私保护区的位置信息计算出隐私保护区的位置坐标；

具体地，摄像机的处理单元3在获取了隐私保护区的位置信息后，根据隐私保护区的位置信息计算出隐私保护区的位置坐标M1，其中，位置坐标M1可以为包括X方向和Y方向的的平面坐标，同时，处理单元3会保存图像获取单元1处于位置A时，隐私保护区的位置坐标M1；

步骤103：摄像机的处理单元3根据隐私保护区的位置坐标对图像获取单元1当前拍摄的视频图像的隐私保护区进行隐私保护。

具体地，处理单元3在计算出隐私保护区的位置坐标M1后，根据M1在图像获取单元1当前拍摄的视频图像中确定出隐私保护区的位置，并对隐私保护区内的视频图像进行保护，例如，可以将隐私保护区打上马赛克，处理单元3在将隐私保护区的视频图像进行保护后，再将隐私保护区受到保护的视频图像返回给客户端。

若此时用户想要监控现场的其他位置的视频图像，即需要摄像机旋转移动到需要监控的位置，此时客户端上显示的视频图像也会随之改变，若用户希望视频图像改变后，还对摄像机未旋转移动前的隐私保护区进行隐私保护，则本实施例的监控方法还可以包括：

步骤104：客户端发送转动指令给摄像机的处理单元3；

具体地，如图6所示，客户端上设有操作界面，该操作界面上设有转动指令，例如左转、右转、上转和下转，若用户选择左转指令，则图像获取单元1会相对于图像获取单元1的绝对零度的位置向左旋转，若用户选择右转指令，则图像获取单元1会相对于图像获取单元1的绝对零度的位置向右旋转，若用户选择上转指令，则图像获取单元1会相对于图像获取单元1的绝对零度的位置向上旋转，若用户选择下转指令，则图像获取单元1会相对于图像获取单元1的绝对零度的位置向下旋转。其中用户不仅可以通过选择某一转动指令控制图像获取单元1向单一方向旋转，也可以通过同时选择两个转动指令控制图像获取单元1向该两个转动指令对应的方向同时旋转，例如，用户可以同时选择左转和上转，则图像获取单元1在向左旋转的同时也向上旋转，同理，用户也可以同时选择左转和下转、右转和上转、右转和下转。

用户在客户端的操作界面上选择了转动指令后，客户端会将该转动指令发送给摄像机的处理单元3，其中，该转动指令携带了转动方向。

步骤105：摄像机的处理单元3根据该转动指令发送脉冲信号给摄像机的驱动机构22；

具体地，摄像机的处理单元3在接收到了该携带了转动方向的转动指令后，会发送相应的脉冲信号给摄像机的驱动机构22，例如，若驱动机构22中的第一马达221能驱动摄像机的图像获取单元1左右旋转，第二马达222能驱动摄像机的图像获取单元1上下旋转，而处理单元3接收到的转动指令中携带的转动方向为向右旋转，则处理单元3会发送相应的脉冲信号给第一马达221，使第一 马达221带动图像获取单元1向右旋转。

步骤106：摄像机的驱动机构22带动摄像机的图像获取单元1旋转。

具体地，驱动机构22的第一马达221在接收到处理单元3发送的脉冲信号后，会带动图像获取单元1向右旋转。

步骤107：摄像机的图像获取单元1在旋转的过程中将当前拍摄的视频图像返回给处理单元3。

具体地，摄像机在旋转的过程中，会同时将拍摄到的视频图像返回给处理单元3。

步骤108：摄像机的角度测量单元4实时测量图像获取单元1的当前相对角度，并向处理单元3发送当前相对角度；

具体地，图像获取单元1在旋转的过程中，角度测量单元4会实时对图像获取单元1的当前相对角度进行测量，若角度测量单元4测量到图像获取单元1的当前相对角度为α，即图像获取单元1相对于图像获取单元1的绝对零度向右旋转了α，则将当前相对角度α发送给处理单元3，如图3所示，图像获取单元1在向右旋转了α后到达了位置B处。

步骤109：摄像机的处理单元3接收图像获取单元1返回的当前拍摄的视频图像和角度测量单元4发送的当前相对角度，根据当前相对角度对当前拍摄的视频图像中的隐私保护区进行隐私保护。

具体地，摄像机的处理单元3在接收到角度测量单元4发送的当前相对角度α后，会根据当前相对角度α和图像获取单元1的绝对零度计算出隐私保护区的位置坐标M1的偏移量，通过该偏移量和图像获取单元1在绝对零度的位置时即位置A处时的隐私保护区的位置坐标M1计算出图像获取单元1在位置B处时的隐私保护区的位置坐标M2，根据位置坐标M2在图像获取单元1返回的当前拍摄的视频图像中确定出图像获取单元1在位置B处时拍摄的视频图像中的隐私保护区的位置，并对该隐私保护区进行隐私保护。

步骤110：处理单元3将隐私保护区受到保护的视频图像返回给客户端。

此时，客户端显示的视频图像中的隐私保护区已经受到了保护，例如，隐私保护区已经被打上了马赛克。

若用户从客户端显示的视频图像中发现该视频图像即是用户想要监控的画面，则此时摄像机的图像获取单元1无需再继续旋转，则本实施例的监控方法 还可以包括：

步骤111：客户端发送停止转动指令给摄像机的处理单元3；

具体地，若摄像机在向右旋转到位置B时，此时摄像机监控的现场的位置即是用户想要监控的位置，则用户可以通过客户端发送停止转动指令给处理单元3，使处理单元3控制摄像机停止转动。

步骤112：摄像机的处理单元3根据停止转动指令停止向摄像机的驱动机构22发送脉冲信号，以使驱动机构22停止带动图像获取单元1转动。

具体地，处理单元3在停止向驱动机构22的第一马达221发送脉冲信号后，第一马达221停止带动图像获取单元1旋转。

本实用新型实施例通过在摄像机的图像获取单元1上安装角度测量单元4，使用角度测量单元4对图像获取单元1的当前相对角度进行实时测量，并将实时测量的当前相对角度发送给处理单元3，使处理单元3根据该实时测量的当前相对角度对当前拍摄的视频图像进行处理，即使摄像头转动部件2磨损，也能准确的测量出图像获取单元1的当前相对角度，相对于处理单元3根据预设的转动速度和转动时间计算出的图像获取单元1的当前相对角度来说，可以更准确的获得图像获取单元1的当前相对角度，使得处理单元3对当前拍摄的视频图像进行处理的精度大大提高。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。