获得摄像机与目标之间的水平距离的方法和摄像的制造方法
【专利摘要】一种获得摄像机与目标之间的水平距离的方法和摄像机。示例性实施例公开获得摄像机与目标之间的水平距离的方法，水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离。所述方法包括：使用地面与摄像机-目标连接线之间的夹角获得相对目标夹角，其中，摄像机-目标连接线连接摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点；基于目标的着地点的垂直位置，使用摄像机的光学系统的中心点的高度来获得摄像机的高度；并将摄像机的高度除以相对目标夹角的正切值的商设置为摄像机与目标之间的水平距离。
【专利说明】获得摄像机与目标之间的水平距离的方法和摄像机
[0001]本申请要求于2012年12月3日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0139260号的韩国专利申请的优先权，其中，所述专利申请的公开内容通过引用全部合并于此。
【技术领域】
[0002]示例性实施例涉及一种获得摄像机与目标之间的水平距离的方法及使用所述方法的摄像机和监视系统。具体地，示例性实施例涉及一种获得摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的水平距离的方法和采用所述方法的摄像机和监视系统。
【背景技术】
[0003]在现有技术中，摄像机的主机装置或监视系统可能需要获得并显示摄像机与目标之间的距离。
[0004]例如，在现有技术中，当监视系统在运行中并且多个摄像机同时工作来跟踪目标(诸如人或车辆)时，当前正在拍摄目标的摄像机与目标之间的距离需要被显示。
[0005]在现有技术中，为了获得摄像机与目标之间的距离，已经使用了激光传感器或两个及更多相邻摄像机。
[0006]在现有技术中，当摄像机包括激光传感器时，摄像机与目标之间的距离等于激光束的返回速度乘以返回时间。然而，现有技术的这种方法具有以下问题:
[0007]第一，为了在摄像机中包括激光传感器，产生额外的花费。
[0008]第二，获得摄像机与目标之间的直线距离而非水平距离。因此，在现有技术中，难以知道摄像机与目标之间的水平距离。
[0009]此外，通过使用两个或更多相邻摄像机来获得摄像机与目标之间的距离的现有技术的方法具有如下问题:
[0010]第一，在区域中仅一个摄像机被用于拍摄目标以得到目标的移动图片。因此，浪费了额外的摄像机的成本。
[0011]第二，由于使用了来自两个或更多相邻摄像机的图像，计算摄像机与目标之间的距离的方法变得复杂。换言之，由于计算延迟会产生不精确结果。例如，难以实时精确地显示高速移动的车辆与摄像机之间的距离。
[0012]因此，存在一种获得摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点区域之间的水平距离的方法及采用所述方法的摄像机与监视系统的需要。
【发明内容】
[0013]示例性实施例涉及一种快速获得摄像机与目标之间的水平距离的方法、采用所述方法的摄像机和监视系统。
[0014]根据示例性实施例的一方面，存在提供一种获得摄像机与目标之间的水平距离的方法，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离，所述方法包括:使用地面与摄像机-目标连接线之间的夹角获得相对目标夹角，其中，摄像机-目标连接线连接摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点；基于目标的着地点的垂直位置，使用摄像机的光学系统的中心点的高度获得摄像机的高度；将摄像机的高度除以相对目标夹角的正切值的商设置为摄像机与目标之间的水平距离。
[0015]获得相对目标夹角的步骤包括:使用地面与摄像机的光学系统的光轴之间的夹角获得地面-摄像机夹角；使用摄像机-目标连接线与摄像机的光轴相差的夹角获得摄像机-目标夹角；根据地面-摄像机夹角和摄像机-目标夹角获得相对目标夹角。
[0016]在摄像机的倾斜控制下获得的倾斜夹角可被设置为地面-摄像机夹角。
[0017]如果当摄像机平行于地面时地面-摄像机夹角是0°，则摄像机-目标夹角可被设置为相对目标夹角。
[0018]如果地面-摄像机夹角包括摄像机-目标夹角，则相对目标夹角可等于地面-摄像机夹角减去摄像机_目标夹角。
[0019]如果摄像机-目标夹角包括地面-摄像机夹角，则相对目标夹角可等于摄像机-目标夹角减去地面_摄像机夹角。
[0020]如果地面-摄像机夹角不包括摄像机-目标夹角，并且摄像机-目标夹角不包括地面-摄像机夹角，则相对目标夹角可等于地面-摄像机夹角减去摄像机-目标夹角。
[0021 ] 摄像机可包括与光学系统相应的光电转换装置。
[0022]获得地面-摄像机夹角的步骤可包括:获得传感器中心点的纵坐标，如果摄像机的光学系统的光轴以直线向光电转换装置延伸，则传感器中心点是延伸的光轴到达光电转换装置的点；获得传感器水平点的纵坐标，如果从摄像机的光学系统的中心点延伸与地面平行的直线，则传感器水平点是延伸的线到达光电转换装置的点；获得传感器倾斜距离，所述传感器倾斜距离是传感器中心点与传感器水平点之间的垂直距离；获得传感器倾斜距离除以光学系统的焦距的商，并将商的反正切值设置为地面-摄像机夹角。
[0023]摄像机可包括与光学系统相应的光电转换装置。
[0024]获得摄像机-目标夹角的步骤可包括:获得传感器中心点的垂直坐标，如果摄像机的光学系统的光轴以直线向光电转换装置延伸，则传感器中心点是延伸的光轴到达光电转换装置的点；获得目标-图像着地点的纵坐标，如果摄像机-目标连接线以直线向光电转换装置延伸，则目标-图像着地点是延伸的线到达光电转换装置的点；获得图像垂直距离，图像垂直距离是传感器中心点与目标-图像着地点之间的垂直距离；获得图像垂直距离除以光学系统的焦点的商，并将商的反正切值设置为摄像机-目标夹角。
[0025]根据示例性实施例的另一方面，提供一种获得摄像机与目标之间的水平距离的摄像机，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离。所述摄像机使用获得摄像机与目标之间的水平距离的方法。
[0026]根据示例性实施例的另一方面，提供一种包括连接到主机装置的摄像机的监视系统，所述主机装置获得摄像机与目标之间的水平距离，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离。主机装置使用获得摄像机与目标之间的水平距离的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]参照附图，通过详细地描述文中的示例性实施例，所述示例性实施例的以上和其他特征和优点将变得更加清楚，其中:
[0028]图1是根据采用示例性实施例的方法的摄像机监视系统的视图；
[0029]图2是示出根据示例性实施例的方法的第一视图；
[0030]图3是示出根据示例性实施例的在图1的主机装置或摄像机监视系统中执行的方法的流程图；
[0031]图4是示出图3的详细步骤(a)的流程图；
[0032]图5是示出图4的详细步骤(a3)的流程图；
[0033]图6是示出根据示例性实施例的方法的第二视图；
[0034]图7是示出根据示例性实施例的方法的第三视图；
[0035]图8是示出根据示例性实施例的方法的第四视图；
[0036]图9是示出当不能立刻获得摄像机的倾斜夹角时，图4的详细步骤(al)的流程图；
[0037]图10是示出图4的详细步骤(a2)的流程图。
【具体实施方式】
[0038]以下描述和附图用于理解根据示例性实施例的操作，可容易地由本领域技术人员实现的部分可从描述中被省略。
[0039]此外，提供的本说明书和附图不限制示例性实施例，而且示例性实施例的范围应有权利要求来确定。在本说明书中使用的术语应该被理解为与示例性实施例的意义和技术构思相应，从而可清晰简洁的表达示例性实施例。
[0040]在下文中，将参照附图详细地描述示例性实施例的实施例。
[0041]图1是示出采用根据示例性实施例的方法的摄像机监视系统的视图。
[0042]参照图1,摄像机101到摄像机121将实时取景(live_view)视频信号(Svid)发送到主机装置13，同时摄像机101到摄像机121与主机装置13交换通信信号(Sco)并与主机装置13进行通信。
[0043]例如，摄像机101到121中的每一个将视频信号(Svid)发送到主机装置13，同时通过同轴电缆与主机装置13进行通信。因此，在视频信号(Svid)被发送到主机装置13的垂直消隐间隙(VBI)中，发送并接收通信信号(Dcom) 0
[0044]由主机装置13接收的视频信号(Svid)被显示在显示装置上并被存储在记录装置(诸如硬盘驱动器)中。
[0045]此外，摄像机101到摄像机121的每一个响应于从主机装置13接收的控制信号，执行水平旋转(平移)和垂直旋转(倾斜)。
[0046]根据示例性实施例的方法可通过摄像机101到摄像机121中的每一个或主机装置13来执行。换言之，每一个摄像机101到摄像机121或主机装置13可获得每一个摄像机101到摄像机121的光学系统的中心点与目标的着地点之间的水平距离。在下文中，这个水平距离将被简单地称为摄像机与目标之间的水平距离。
[0047]将参照图2到图10详细地描述该方法。
[0048]图2是示出根据示例性实施例的方法的第一视图。在图2中，标号101表示摄像机，标号201表光学系统,标号202表光电转换装置,标号211表不目标,标号221表不摄像机-目标连接线，标号231表示光学系统的光轴，α表示相对目标夹角，Ec表示着地点，Ei表示图像垂直距离，EPl表示与地面并行的直线，ΕΡ2表示地面，f表示焦距，H表示摄像机高度，Lc是光学系统的中心点，Pe表示目标-图像的着地点，Sc表示传感器中心点，y表示目标垂直高度，yi表示目标-图像垂直高度，z表示摄像机与目标之间的水平距离。
[0049]图2的第一视图示出光学系统201的光轴231平行于地面(EP2)的情况。在这种情况下，如果拍摄了地平线，则地平面的图像被置于传感器中心点(Sc)的水平线之上，并且下面的等式I表示:
[0050][等式I]
[0051]y:yi = z: f
[0052]根据下面的等式2可计算摄像机101与目标221之间的水平距离z:
[0053][等式2]
【权利要求】
1.一种获得摄像机与目标之间的水平距离的方法，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离，所述方法包括: 使用地面与摄像机-目标连接线之间的夹角获得相对目标夹角，其中，摄像机-目标连接线连接摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点； 基于目标的着地点的垂直位置，使用摄像机的光学系统的中心点的高度获得摄像机的高度； 将摄像机的高度除以相对目标夹角的正切值的商设置为摄像机与目标之间的水平距离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，获得相对目标夹角的步骤包括: 使用地面与摄像机的光学系统的光轴之间的夹角获得地面-摄像机夹角； 使用摄像机-目标连接线与摄像机的光轴相差的夹角获得摄像机-目标夹角； 根据地面-摄像机夹角和摄像机-目标夹角获得相对目标夹角。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在摄像机的倾斜控制下获得的倾斜夹角被设置为地面-摄像机夹角。
4.如权利要求2所述的方法，其中，如果当摄像机平行于地面时地面-摄像机夹角是0°，则摄像机-目标夹角被设置为相对目标夹角。
5.如权利要求4所述的方法，其中，如果地面-摄像机夹角包括摄像机-目标夹角，则相对目标夹角等于地面·-摄像机夹角减去摄像机-目标夹角。
6.如权利要求5所述的方法，其中，如果摄像机-目标夹角包括地面-摄像机夹角，则相对目标夹角等于摄像机-目标夹角减去地面-摄像机夹角。
7.如权利要求6所述的方法，其中，如果地面-摄像机夹角不包括摄像机-目标夹角，并且摄像机-目标夹角不包括地面-摄像机夹角，则相对目标夹角等于地面-摄像机夹角减去摄像机_目标夹角。
8.如权利要求2所述的方法，其中，所述摄像机包括与光学系统相应的光电转换装置，其中，获得地面-摄像机夹角的步骤包括: 获得传感器中心点的纵坐标，如果摄像机的光学系统的光轴以直线向光电转换装置延伸，则传感器中心点是延伸的光轴到达光电转换装置的点； 获得传感器水平点的纵坐标，如果从摄像机的光学系统的中心点延伸与地面平行的直线，则传感器水平点是延伸的线到达光电转换装置的点； 获得传感器倾斜距离，所述传感器倾斜距离是传感器中心点与传感器水平点之间的垂直距离； 获得传感器倾斜距离除以光学系统的焦距的商，并将商的反正切值设置为地面-摄像机夹角。
9.如权利要求2所述的方法，其中，摄像机包括与光学系统相应的光电转换装置，其中，获得摄像机-目标夹角的步骤包括: 获得传感器中心点的垂直坐标，如果摄像机的光学系统的光轴以直线向光电转换装置延伸，则传感器中心点是延伸的光轴到达光电转换装置的点； 获得目标-图像着地点的纵坐标，如果摄像机-目标连接线以直线向光电转换装置延伸，则目标-图像着地点是延伸的线到达光电转换装置的点；获得图像垂直距离，图像垂直距离是传感器中心点与目标-图像着地点之间的垂直距离； 获得图像垂直距离除以光学系统的焦点的商，并将商的反正切值设置为摄像机-目标夹角。
10.一种获得摄像机与目标之间的水平距离的摄像机，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离， 其中，摄像机被配置为使用地面与摄像机-目标连接线之间的夹角获得相对目标夹角，其中，摄像机-目标连接线连接摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点， 其中，摄像机还被配置为基于目标的着地点的垂直位置，使用摄像机的光学系统的中心点的闻度获得摄像机的闻度； 其中，摄像机还被配置为将摄像机的高度除以相对目标夹角的正切值的商设置为摄像机与目标之间的水平距离。
11.一种监视系统,包括: 连接到主机装置的摄像机，主机装置获得摄像机与目标之间的水平距离的方法，所述水平距离是摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点之间的距离， 其中，主机装置被配置为获得地面与摄像机-目标连接线之间的相对目标夹角，其中，摄像机-目标连接线连接摄像机的光学系统的中心点与目标的着地点， 其中，主机装置还被配置为获得摄像机的高度，其中，摄像机的高度是摄像机的光学系统的中心点在目标的着地 点的垂直位置的基础上的高度， 其中，主机装置还被配置为将摄像机的高度除以相对目标夹角的正切值的商设置为摄像机与目标之间的水平距离。
【文档编号】H04N7/18GK103852068SQ201310632626
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】裴纯敏 申请人:三星泰科威株式会社