集成的相机感知和无线传感器系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及集成的相机感知和无线传感器系统。
【背景技术】
[0002] 本发明设及使用互联网协议相机和传感器网络的视频监控。
【发明内容】
[0003] 在一个实施例中，本发明提供了一种监控系统，包括视频相机和多个传感器。传感 器无线连接到视频相机。每一个传感器被配置成传送和接收条件信息。视频相机通过使用 局部定位测量来确定每一个传感器相对于彼此的位置，使得每一个传感器的位置创建用于 视频相机的定位信息。包括处理器和存储器的控制器被配置成操作视频相机W捕获视频、 从多个传感器接收条件信息，并且基于定位信息和条件信息激活外部系统。
[0004] 在另一实施例中，本发明提供了一种监控方法，包括从多个传感器向视频相机传 送条件信息。视频相机使用局部定位测量确定每一个传感器相对于视频相机的位置，使得 每一个传感器的位置创建用于视频相机的定位信息。视频相机被配置成基于定位信息和条 件信息激活外部系统。
[000引本发明的其它方面将通过考虑详细描述和附图变得清楚。
【附图说明】
[0006] 图1是图示了包括互联网协议相机的监控系统的框图。
[0007] 图2是图示了图1的互联网协议相机的组件的框图。
[0008] 图3是图示了用于图1的传感器网络的定位布置的示例的框图。
[0009] 图4是图示了执行用于图1的监控系统的定位感知的方法的流程图。
[0010] 图5是图示了通过图3的传感器网络响应于事件的方法的流程图。
[0011] 图6是图示了基于定位感知从IP相机到图1的IP相机的目标追踪的切换的框图。
[0012] 图7是图示了图1的IP相机的增加视场的框图。
[001引图8是图示了基于周界交叉获得目标的图1的IP相机的框图。
[0014] 图9是图示了基于运动检测器的定位获得目标的图1的IP相机的框图。
[0015] 图10是图示了从图1的IP相机到安装在无人机上的相机的目标追踪的切换的框 图。
[0016] 图11是图示了图1的监控系统的应用的框图。
[0017] 图12是图示了用于利用图1的IP相机追踪传感器的技术的框图。
[0018] 图13是图1的图形用户接口的图示。
[0019] 图14是图1的图形用户接口的另一实施例的图示。
【具体实施方式】
[0020] 在详细解释本发明的任何实施例之前，要理解到的是，本发明在其应用中不受限 于W下描述中阐述的或在附图中图示的组件的构造和布置的细节。本发明能够具有其它实 施例并且能够W各种方式实践或实施。
[0021] 应当指出的是，多个基于硬件和软件的设备W及多个不同的结构组件可W用于实 现本发明。此外，应当理解的是，本发明的实施例可W包括硬件、软件和电子组件或模块，其 出于讨论的目的而可W被图示和描述为就像是大部分组件单独实现在硬件中。然而，本领 域普通技术人员并且基于该详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基 于电子的方面可W实现在由一个或多个处理器可执行的软件中（例如存储在非暂时性计算 机可读介质上）。照此，应当指出的是，多个基于硬件和软件的设备W及多个不同的结构组 件可W用于实现本发明。例如，在说明书中描述的"控制单元"和"控制器"可W包括一个或 多个处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输 出接口 W及连接组件的各种连接(例如系统总线）。
[0022] 传统的相机系统在其对其周围环境的感知方面受相机的视场限制。视场可能受观 看角度、观看范围和聚焦相机的能力所限制。若干相机设计试图克服运些限制。例如，鱼眼 透镜相机可W提供360°的观看角度。然而，360°覆盖导致相机图像的逼真度的降低。试图克 服运些限制的另一设计使用平移、变焦和倾斜(PTZ)相机来移动和聚焦在感兴趣的点上。然 而，PTZ相机不检测在当前视场之外的感兴趣的目标或点。作为结果，相机实现的软件用于 补偿有限的视场。然而，软件受相机的视场供给的数据限制。此外，环境效应可能影响相机 的视场并且使软件不正确地对环境效应起反应。运阻碍对象检测软件精确地评价情形的能 力。软件还受从环境效应导致的视场中的减小的限制。
[0023] 另外的限制源于将控制和调节功能内部合并在相机内。集中在相机中的架构受系 统的物理能力限制。例如，局部化架构限制所捕获的视频数据的存储，限制相机编程到现场 设置，并且限制对局部重编程的配置改变。有利地，本文所提供的视频监控系统的架构使用 无线传感器网络而分散。
[0024] 图1图示了包括IP相机100的视频监控系统50。系统50还包括包含多个传感器110 的传感器网络105 JP相机100与系统通信并且被配置成协调系统。IP相机100连接到第二网 络115。第二网络115可W是广域网(WAN),诸如互联网。第二网络115连接到具有其上显示图 形用户接口（GUI)124的显示器122的客户端设备120。第二网络115在图1中称为"配置网 络"，因为除其它事物之外，可W基于通过设备120的GUI 124做出的用户输入实现系统50的 某些组件的配置，如W下更加详细解释的。IP相机100被配置成处理经由传感器网络105从 传感器110接收的条件信息。此外，IP相机100被配置成经由传感器网络105向传感器110发 送控制信息。在一个构造中，IP相机100包括平移、变焦和倾斜(PZT)功能。在其它实施例中， IP相机100是静止的。IP相机100可W设计成感测不同的电磁频谱，包括例如可见光、红外、 微波、雷达等。
[0025] 取决于监控系统50的应用，传感器110可W采取许多形式。可W使用包括视频相 机、静止图像相机、红外相机和光传感器的光学传感器。此外，可W使用烟雾、火灾、溫度、毒 性(例如有毒气体）、空气质量、振动、声音、福射、运动、接近度、枪击检测、语音识别和其它 类型的传感器。在其它构造中，传感器110被设计成监视人或动物的健康。健康监视可W包 括各种生理功能的个性化监视传感器110。每一个传感器110传送条件信息，条件信息包括 表示其感测到的现象的信息和表示传感器的健康的信息。在一些情况中，每一个传感器110 提供诸如视频之类的条件信息的连续流。在其它情况中，传感器提供"警报"消息，其可W例 如表示特定条件的存在，例如所感测到的超过预确定的阔值的运动。
[0026] 条件信息可W包括困境状态或错误状态(例如传感器内的内部故障）和/或通信故 障(例如网络通信中的故障、QoS等）。传感器110包括用于无线通信的天线，例如射频(R巧通 信。传感器110向传感器网络105和IP相机100传送具有条件信息的唯一传感器标识符。IP相 机100向传感器110传送回控制信息。再次取决于传感器110的类型，控制信息包括启用/禁 用传感器110、校准传感器110、更新传感器110的固件、控制传感器110的定位等的信息或命 令。IP相机100使用条件信息来控制外部系统130和134(在图1中示意性地示出），包括例如 灯开关、汽笛、记录设备、警报、阀口控制器、负载控制器和负载开关。可替换地，在其它实施 例中，一个传感器100被配置成协调系统。在运样的系统中，一个传感器100接收条件信息并 且控制外部系统130和134。
[0027] 传感器110、传感器网络105和IP相机100的集成提供了如相比于现有的视频健康 系统的数个增强的能力。例如，由IP相机100获得的视频信息通过来自传感器100的条件信 息来补充。附加的信息通过为视频监控系统提供IP相机100的当前视场之外的信息来增加 视频监控系统的功能。由于IP相机100被配置成确定传感器110的定位，因此视频监控系统 可W基于定位信息来定位和追踪目标。
[0028] 图2更加详细地图示了图1的IP相机100。控制器200被电气连接并且配置成与IP相 机100的各种模块或组件通信。例如，控制器200连接到无线集线器205、数据库210和网络通 信模块215。控制器200包括除其它事物之外可操作于控制IP相机100的操作;控制平移、变 焦和倾斜功能;控制、校准和重配置传感器110;重配置IP相机100;和控制数据库210的硬件 和软件的组合。在一些构造中，IP相机100直接可配置并且不要求通过第二网络115的访问 W配置IP相机100。在一些构造中，IP相机100不包含数据库210。控制器200可W位于IP相机 100内或在IP相机100外部。在一些实施例中，控制器200包括多个分离的控制器。在该情况 中，多个控制器拆分用于监控系统50的控制功能。例如，相机控制器可W控制IP相机100并 且定位控制器可W控制监控系统50的定位感知，如W下进一步描述的。定位控制器可W位 于一个传感器110内、IP相机100内或在独立模块中。
[0029] 在一些实施例中，控制器200包括多个电气和电子组件，其向控制器200和/或IP相 机100内的组件和模块提供电力、操作控制和保护。例如，除其它事物之外，控制器200包括 处理单元220(例如微处理器、微控制器或另一合适的可编程设备）、存储器225和输入/输出 模块230。处理单元220、存储器225和输入/输出模块230W及连接到控制器200的各种模块 通过一个或多个控制和/或数据总线连接。在一些实施例中，控制器200部分或全部实现在 半导体(例如现场可编程口阵列["FPGA"]半导体)忍片上，诸如通过寄存器传输级（"RTL") 设计过程开发的忍片。
[0030] 存储器225包括例如程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区 域可W包括不同类型的存储器的组合，诸如例如只读存储器（"ROM")或随机存取存储器 ("RAM")。处理单元220连接到存储器225