專利名稱：攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法
技術領域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，尤其是一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法。
背景技術：
攝像監(jiān)控是安全監(jiān)控領域中最為廣泛的監(jiān)控方式。攝像監(jiān)控系統(tǒng)能夠對 現(xiàn)場情況進行攝錄，監(jiān)控人員無需實地巡邏即可通過顯示設備來監(jiān)視現(xiàn)場情 況， 一名監(jiān)控人員能夠對多個監(jiān)控場所同時進行實時監(jiān)控。攝像監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān) 控的視頻信息， 一般是通過安裝在監(jiān)控場所的監(jiān)控終端來獲取的，監(jiān)控終端 中的攝像機采集現(xiàn)場的畫面并將其送回控制中心，供監(jiān)控人員對現(xiàn)場進行監(jiān) 控，具有直觀顯示、實時性強等特點。但是，攝像機捕捉的視頻信息均為二 維信息， 一般只能觀察到監(jiān)控對象，而無法對攝像機與監(jiān)控對象的距離進行 判斷，此時，監(jiān)控人員只能根據(jù)經(jīng)驗來判斷可疑目標的遠近。但是，在某些 特殊場景下，監(jiān)控人員難以判斷監(jiān)控對象與攝像機的距離，這樣就給精確監(jiān) 控帶來了困難。作為攝像監(jiān)控系統(tǒng)，獲得監(jiān)控圖像中不同目標的距離是一項 非常重要的輔助信息。為了能夠獲取這一距離信息，很多攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增 加了利用激光或者超聲波等方法進行距離測定的輔助測距裝置，或者安裝內 置有測距功能的監(jiān)控終端，但是由于測距這一輔助功能的加入，使得攝像監(jiān) 控系統(tǒng)的成本大大提高，同時也使得監(jiān)控系統(tǒng)中的電路和結構設計變得十分 復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種使用攝像機的變倍、聚焦及與監(jiān) 控對象三者之間的關系實現(xiàn)攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，該方法適用范圍廣 泛，無需在攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增加輔助測距裝置即可完成對監(jiān)控對象的測距功 能，從而節(jié)約了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的成本，同時也降低了攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的電路 及結構設計方面的復雜程度。
本發(fā)明解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的 一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其測距方法包括以下步驟
(1) .調整攝像機的拍攝方向和光學變倍，使監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處 位置和所占面積滿足測距的要求；
(2) .對監(jiān)控對象進行聚焦調整，使攝像機中的監(jiān)控對象清晰聚焦；
(3) .讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計算攝像機與 監(jiān)控對象的距離。而且，在步驟(l)中所述的監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿 足測距的要求是監(jiān)控對象位于攝像機拍攝畫面的中心位置，并且攝像機拍 攝畫面占總畫面的四分之一以上或將光學變倍調整到最大。
而且，在步驟(2)中所述的對監(jiān)控對象進行聚焦調整的方法包括使用攝
像機的自動聚焦功能對監(jiān)控對象進行聚焦調整的自動方式和使用攝像機的人 工調整聚焦參數(shù)對監(jiān)控對象進行聚焦調整的手動方式。
而且，在步驟(3)中所述的讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)是通過與攝
像機進行通信方式讀取的。
而且，在步驟(3)中所述的攝像機與監(jiān)控對象的距離的計算方法為將變
倍參數(shù)和聚焦參數(shù)帶入到攝像機自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關系公 式中計算出攝像機與監(jiān)控對象的距離。
而且，在步驟(3)中所述的計算攝像機與監(jiān)控對象的距離的方法為
(1) .通過測試方法建立變倍、聚焦和距離的關系表格；
(2) .查詢變倍、聚焦和距離的關系表格得到攝像機與監(jiān)控對象的距離。 而且，所述的監(jiān)控對象為被測物體或被測區(qū)域。
而且，所述的攝像機為可變倍攝像機。 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是
1. 本測距方法充分利用可變倍攝像機在攝像過程中自身的變倍、聚焦和 距離三者之間的關系，實現(xiàn)對攝像機與監(jiān)控對象之間的測距功能，使用該方 法無需在攝像監(jiān)控系統(tǒng)中增加輔助測距裝置等硬件設備，而且攝像監(jiān)控系統(tǒng) 的電路及結構無需太多調整，從而大大降低了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的電路及結構設 計的復雜程度，節(jié)約了開發(fā)設計成本。
2. 本測距方法使用可變倍攝像機即可實現(xiàn)對攝像機與監(jiān)控對象之間的測 距功能，不需要任何輔助測距裝置等硬件設備，大大節(jié)省攝像監(jiān)控系統(tǒng)的設 備成本。
3. 本發(fā)明根據(jù)可變倍攝像機在攝像過程中自身的變倍、聚焦和距離三者 之間的關系，即可實現(xiàn)對攝像機與監(jiān)控對象的測距功能，由此節(jié)約了攝像監(jiān) 控系統(tǒng)的設計成本和制造成本。本方法簡便易用，可廣泛適用于可變倍攝像 機的攝像監(jiān)控系統(tǒng)。


圖l是本發(fā)明的主流程圖2是本發(fā)明的拍攝方向和光學變倍調整的處理流程圖； 圖3是本發(fā)明的聚焦調整的處理流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。本攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，包括以下步驟
第一步調整攝像機的拍攝方向和光學變倍，使監(jiān)控對象在拍攝畫面中 所處位置和所占面積滿足測距的要求，即監(jiān)控對象位于攝像機拍攝畫面的 中心位置，并且攝像機拍攝畫面占總畫面的四分之一以上或將光學變倍調整 到最大。
在本步驟中，調整攝像機的拍攝方向和光學變倍的過程需要反復調整， 其調整過程如圖2所示，通過反復調整使監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處位置和 所占面積滿足測距的要求，該監(jiān)控對象可以是被測物體或被測區(qū)域。
攝像監(jiān)控系統(tǒng)中通常都帶有伺服裝置，伺服裝置能夠按照監(jiān)控人員指定 的方向、角度調整攝像機拍攝的方向，例如在球形云臺中，攝像機可通過云 臺轉動觀察云臺所處平面以下的所有位置。為了準確對監(jiān)控對象進行測距， 必須要將監(jiān)控對象調整到攝像機拍攝畫面的中心位置，對于兩種精度要求可 以采用下列不同的方法
1. 當測距精度要求不高的情況下，只需增大光學變倍使監(jiān)控對象在攝像 機拍攝畫面占總畫面的四分之一以上即可。若光學變倍或伺服裝置的調節(jié)產(chǎn) 生影響時，通過反復調整使監(jiān)控對象處于拍攝畫面的中心位置，同時滿足占 有四分之一以上的畫面面積的要求。
2. 當測距精度要求較高時，應該將光學變倍調整至最大，并使拍攝方向 滿足監(jiān)控對象處于拍攝畫面中心。當監(jiān)控對象無法通過調整拍攝方向來使其 處于畫面中心時，應盡量保證物體在拍攝畫面中所占面積盡量大，當所占畫 面面積無法超過四分之一以上的畫面面積的要求時，應當將光學變倍調整至 最大。
第二步對監(jiān)控對象進行聚焦調整，使攝像機中的監(jiān)控對象清晰聚焦。
使用攝像機對監(jiān)控對象進行測距，主要是利用攝像機拍攝監(jiān)控對象時的 變焦參數(shù)、聚焦參數(shù)和攝像機與監(jiān)控對象距離之間的關系來確定。聚焦參數(shù) 是指在攝像機畫面中監(jiān)控對象準確清晰聚焦時的攝像機參數(shù)，只有當監(jiān)控對 象清晰準確聚焦后，才能準確測距。
對監(jiān)控對象進行聚焦調整的方法包括兩種方式使用攝像機的自動聚焦 功能對監(jiān)控對象進行聚焦調整的自動聚焦方式和使用攝像機的人工調整聚焦 參數(shù)對監(jiān)控對象進行聚焦調整的手動聚焦方式，其聚焦過程如圖3所示。
自動聚焦方式利用攝像機本身的自動聚焦功能來進行聚焦，其優(yōu)點是聚 焦速度快，在攝像機對準監(jiān)控對象后，攝像機能夠根據(jù)拍攝圖像快速將聚焦 程度調整到最佳。但是自動聚焦方式的缺點是當出現(xiàn)在畫面中的物體色彩過 于單一且亮度非常均勻時，自動聚焦無法找到聚焦最佳位置而難以聚焦，同 時由于攝像機判斷圖像中央?yún)^(qū)域的圖像，當監(jiān)控對象由于某種原因無法充實攝像機用于聚焦的特定圖像區(qū)域時，攝像機可能會聚焦到其它物體上，導致 聚焦不準確。手動聚焦可以彌補自動聚焦方式的不足，攝像監(jiān)控系統(tǒng)通過給 攝像機發(fā)送聚焦調節(jié)命令，使攝像機對其聚焦參數(shù)進行調整。這個調整過程 完全由人工手動控制完成，其優(yōu)點是聚焦準確程度最高，缺點是聚焦速度較 慢。
一般情況下，可以采用自動聚焦方式對監(jiān)控對象進行聚焦調整，當自動 聚焦不能清晰聚焦時或者對聚焦精度有特殊要求時還需要采用手動聚焦方式 對監(jiān)控對象進行聚焦。
第三步讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計算攝像 機與監(jiān)控對象的距離。
在完成調整攝像機的拍攝方向和光學變倍以及對監(jiān)控對象進行聚焦調整 后，即監(jiān)控對象的位置、攝像機的變倍參數(shù)以及聚焦參數(shù)調整完畢，此時便 可計算攝像機與監(jiān)控對象的距離。其計算過程為首先從攝像機中將變倍和 聚焦參數(shù)通過通信方式讀取出來，然后根據(jù)變倍、聚焦和距離的關系計算得 到攝像機與監(jiān)控對象的距離，計算方法如下
1. 當攝像機的參數(shù)說明中包含有變倍、聚焦和距離三者之間的關系公式 時，將讀取的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)帶入到上述關系公式中計算得到攝像機與 監(jiān)控對象的距離。
2. 當攝像機的參數(shù)說明中沒有包含有變倍、聚焦和距離三者之間的關系 公式時，首先通過測試方法建立變倍、聚焦和距離的關系表格，然后通過査 詢變倍、聚焦和距離的關系表格得到攝像機與監(jiān)控對象的距離。對于某一特 定型號的攝像機，只需測試一次即可建立變倍、聚焦和距離的關系表格，因 為三者之間的關系對于特定型號的攝像機是一致的。
通過以上三個步驟即實現(xiàn)攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法。
攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法的工作原理是攝像監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)攝像機在 攝像過程中自身的變倍參數(shù)、聚焦參數(shù)和與監(jiān)控對象之間的距離關系，對監(jiān) 控對象進行測距。攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機為可變倍攝像機，可變倍攝像機 本身具有手動變倍和自動對焦的功能，攝像監(jiān)控系統(tǒng)通過與攝像機之間的通 信來讀取攝像機當前的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)。對于某一確定型號的攝像機來 說，當準確聚焦監(jiān)控對象后，其變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)隨之確定，攝像機與監(jiān) 控對象的距離也不再變化。因此，在攝像機準確聚焦后，根據(jù)攝像機的變倍、 聚焦和距離三者之間的關系，通過公式計算或査表方式得到攝像機與監(jiān)控對 象的距離。
需要強調的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因 此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1. 一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于測距方法包括以下步驟(1). 調整攝像機的拍攝方向和光學變倍，使監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測距的要求；(2). 對監(jiān)控對象進行聚焦調整，使攝像機中的監(jiān)控對象清晰聚焦；(3). 讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計算攝像機與監(jiān)控對象的距離。
2. 根據(jù)權利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于在步驟a)中所述的監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測距的要求是監(jiān)控對象位于攝像機拍攝畫面的中心位置，并且攝像機拍攝畫面占總畫 面的四分之一以上或將光學變倍調整到最大。
3. 根據(jù)權利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于在 步驟(2)中所述的對監(jiān)控對象進行聚焦調整的方法包括使用攝像機的自動聚 焦功能對監(jiān)控對象進行聚焦調整的自動方式和使用攝像機的人工調整聚焦參 數(shù)對監(jiān)控對象進行聚焦調整的手動方式。
4. 根據(jù)權利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)是通過與攝像機進行通信 方式讀取的。
5. 根據(jù)權利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的攝像機與監(jiān)控對象的距離的計算方法為將變倍參數(shù)和聚焦 參數(shù)帶入到攝像機自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關系公式中計算出攝 像機與監(jiān)控對象的距離。
6. 根據(jù)權利要求l所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特征在于在 步驟(3)中所述的計算攝像機與監(jiān)控對象的距離的方法為(1) .通過測試方法建立變倍、聚焦和距離的關系表格；(2) .查詢變倍、聚焦和距離的關系表格得到攝像機與監(jiān)控對象的距離。
7. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特 征在于所述的監(jiān)控對象為被測物體或被測區(qū)域。
8. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，其特 征在于所述的攝像機為可變倍攝像機。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域的一種攝像監(jiān)控系統(tǒng)中的測距方法，該方法包括以下步驟(1)調整攝像機的拍攝方向和光學變倍，使監(jiān)控對象在拍攝畫面中所處位置和所占面積滿足測距的要求；(2)對監(jiān)控對象進行聚焦調整，使攝像機中的監(jiān)控對象清晰聚焦；(3)讀取攝像機的變倍參數(shù)和聚焦參數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)計算攝像機與監(jiān)控對象的距離。本發(fā)明根據(jù)可變倍攝像機在攝像過程中自身的變倍、聚焦和距離三者之間的關系，可實現(xiàn)對攝像機與監(jiān)控對象的測距功能，由此節(jié)約了攝像監(jiān)控系統(tǒng)的設計成本和制造成本。本方法簡便易用，可廣泛適用于使用可變倍攝像機的攝像監(jiān)控系統(tǒng)。
文檔編號G03B13/20GK101446739SQ20081015459
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權日2008年12月26日
發(fā)明者權立偉 申請人:天津市亞安科技電子有限公司