能夠改變高度的高速高分辨率云臺裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)能夠以高速和高精度的方式使攝像機座架裝置平移和傾斜的裝置，同時該裝置通過使用螺桿、馬達和軸承使所述攝像機座架裝置在上下方向上沿著柱表面豎直運動，以便實現(xiàn)該用于使所述攝像機平移和傾斜的裝置的高速和高精度，以及以便調節(jié)該用于使所述攝像機平移和傾斜的裝置的高度。本發(fā)明實現(xiàn)了一種新型的用于使攝像機平移和傾斜的裝置，其能夠通過使用馬達和螺桿的驅動方法以高精度和高速的方式使所述攝像機平移和傾斜，并且在沿著軌道運動時能夠調節(jié)高度，因此本發(fā)明提供了一種高速高分辨率的云臺裝置，其可以保證用于平滑地追蹤位于從近距離到遠距離的各個位置處并緩慢或快速地運動的待監(jiān)視物體的功能，并具有簡單的結構，價格低，因此在經濟可行性方面是相當好的。
【專利說明】
能夠改變高度的高速高分辨率云臺裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種與用于控制攝像機姿態(tài)的裝置的尚速和尚精度控制相關聯(lián)的裝置，尤其是，涉及一種實現(xiàn)能夠以高速和高精度的方式使攝像機座架裝置平移和傾斜的裝置，同時該裝置通過使用螺桿、馬達和軸承使所述攝像機座架裝置在上下方向上沿著柱表面豎直移動，以便實現(xiàn)用于使所述攝像機平移和傾斜的裝置的高速和高精度，以及以便調節(jié)用于使所述攝像機平移和傾斜的裝置的高度。
【背景技術】
[0002]近來，各種使用攝像機的監(jiān)視系統(tǒng)廣泛地應用于工業(yè)中，而且使用攝像機的監(jiān)視系統(tǒng)被有效地用于安全和監(jiān)控。
[0003]目前，捕捉特定位置圖像和監(jiān)控訪客或闖入者的大多數(shù)用于安全的監(jiān)視攝像機為寬范圍監(jiān)視攝像機，該寬范圍監(jiān)視攝像機捕捉特定距離和視角范圍內的整個待監(jiān)控區(qū)域的圖像。
[0004]因為寬范圍監(jiān)視攝像機是監(jiān)控指定大區(qū)域的固定攝像機，所以寬范圍監(jiān)視攝像機在分辨率方面存在局限性。由于這個原因，待監(jiān)控區(qū)域中人的臉部大都不能從由寬范圍監(jiān)視攝像機捕捉的圖像來識別。
[0005]因此，最近正在開發(fā)一種具有動態(tài)追蹤人的攝像機的系統(tǒng)。
[0006]通常，為了在廣泛監(jiān)控大區(qū)域時動態(tài)追蹤和監(jiān)控遠距離處的人、車輛和物體，主要需要平移功能、傾斜功能和變焦功能。
[0007]這里，平移和傾斜功能由云臺裝置執(zhí)行，變焦功能由攝像機或安裝在攝像機中的獨立變焦鏡頭執(zhí)行。
[0008]公開號為10-2010-0109125和10-2013-0002366的韓國專利申請和類似專利申請中公開了各種用于廣泛監(jiān)控大區(qū)域的攝像機。
[0009]—般來說，由于待監(jiān)控物體在監(jiān)控大區(qū)域時位于從近距離到遠距離的各個位置處并緩慢或快速地移動，所以需要高精度和高速地改變云臺裝置的角度以平滑地追蹤物體。
[0010]例如，需要在速度和精度方面較高的平移速度和傾斜速度來追蹤在離攝像機較近距離處移動的物體，且需要高精度的平移角度和傾斜角度來追蹤在遠距離處緩慢移動的物體。
[0011 ] 然而，當人在遠距離(10m)處以奔跑速度(10m/S)移動Im時，大多數(shù)目前開發(fā)的云臺裝置不能滿足精度的要求，盡管云臺裝置具有近似的功能，但是這種云臺裝置非常昂貴，因此僅用作軍事用途或特殊用途。
[0012]從另一觀點來說，所需的功能為調節(jié)高度的功能，但是目前的監(jiān)視攝像機固定地安裝在某一特定高度處，使得在人戴帽子或臉部被傘或類似物遮擋的情況下，很難獲得待監(jiān)控空間內人的臉部數(shù)據。

【發(fā)明內容】

[0013]技術問題
[0014]本發(fā)明已致力于解決與現(xiàn)有技術關聯(lián)的上述問題，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種新型的用于使攝像機平移和傾斜的裝置，所述裝置能夠通過使用馬達和螺桿的驅動方法以高精度和高速的方式使攝像機平移和傾斜，并且能夠在沿著軌道移動的同時調節(jié)高度，從而提供一種高速高分辨率云臺裝置，所述云臺裝置可以保證用于平滑地追蹤位于從近距離到遠距離的各個位置處并緩慢或快速地運動的待監(jiān)控物體的功能，并具有簡單的結構，而且價格低，在經濟可行性方面極好。
[0015]技術方案
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中提供了一種能夠改變高度的高速高分辨率云臺裝置，其具有以下特征:
[0017]所述高速高分辨率的云臺裝置具有包括以下部件的結構:平移單元，所述平移單元包括用于向左和向右轉動攝像機的平移馬達和平移螺桿;傾斜單元，所述傾斜單元包括用于向上和向下轉動攝像機的傾斜馬達和傾斜螺桿，且所述傾斜單元向上和向下移動整個平移單元;支撐桿，所述支撐桿是用于支撐攝像機的部件，且具有借助軸承結構由支撐件固定地支撐的末端部分和借助軸承結構可動地連接至設置在平移螺桿上的螺母的后端部分，其中，當使攝像機平移和傾斜時，支撐桿的角度和長度能夠變化;攝像機，所述攝像機安裝在支撐桿的末端部分上，當支撐桿的角度變化時，攝像機能夠被平移和傾斜；以及基座框架，所述基架框架支撐平移單元和傾斜單元。
[0018]其中，所述高速高分辨率云臺裝置可進一步包括豎直運動裝置，所述豎直運動裝置是用于調節(jié)攝像機高度的部件，且能夠豎直移動包括攝像機的整個基座框架，所述豎直運動裝置可以包括豎直地安裝在壁表面或柱子上的軌道、安裝在基座框架上并沿著軌道滾動的主輪、和輪驅動馬達。
[0019]所述豎直運動裝置可以包括設置在主輪的相對一側的次輪，所述次輪在沿著軌道滾動時協(xié)助豎直運動。
[0020]進一步地，所述傾斜單元可以是一種使該傾斜單元在水平狀態(tài)下以向上的角度傾斜的單元，或者是一種使該傾斜單元在水平狀態(tài)下以向上和向下的角度傾斜的單元。
[0021]所述傾斜單元可以包括軸支撐件，所述軸支撐件平行地設置在傾斜螺桿的兩側，所述軸支撐件在貫穿地支撐平移單元的兩側時引導平移單元向上和向下運動。
[0022]進一步地，所述支撐桿可包括桿件和殼體的組合物，所述組合物在借助軸承沿縱向方向相對于彼此容納和縮回時能夠改變支撐桿的長度。
[0023]另外，所述高速高分辨率云臺裝置可進一步包括外殼，所述外殼由透明材料制成并容納平移單元、傾斜單元、支撐桿和攝像機并且覆蓋基座框架的前側。
[0024]有益效果
[0025]本發(fā)明中提供的能夠改變高度的高速高分辨率云臺裝置具有以下優(yōu)點。
[0026]首先，追蹤和監(jiān)視攝像機通過使用高精度和高速的平移和傾斜功能追蹤目標并捕捉該目標的放大圖像，從而獲得高分辨率的圖像用于識別。
[0027]其次，可以在改變攝像機的高度的同時捕捉圖像，從而解決在攝像機通常安裝的角度看不見目標的問題，并因此獲得正面臉部圖像用于識別臉部。
[0028]第三，通過適當?shù)乜刂坡輻U的狀況如螺紋的寬度和傾斜度以及馬達的轉動速度，可以保證精確的平移和傾斜操作以及平移速度和傾斜速度，并且平滑地追蹤位于從近距離到遠距離的各個位置處并緩慢或快速地移動的待監(jiān)控物體。
[0029]第四，由于在上下方向和左右方向上的轉動操作是通過使用馬達-螺桿的方式來實現(xiàn)的并且調節(jié)高度的操作是通過使用輪和軌道來實現(xiàn)的，該高速高分辨率云臺裝置具有整體簡單的結構，而且可以便宜地進行制造，使得所述高速高分辨率云臺裝置在維修和經濟可行性方面是有利的。
【附圖說明】
[0030]圖1是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的前視圖。
[0031 ]圖2是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的俯視圖。
[0032]圖3是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的側視圖。
[0033]圖4是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的在攝像機支撐件和支撐桿之間的聯(lián)接結構的透視圖。
[0034]圖5是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的操作狀態(tài)的側視圖。
[0035]圖6是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的操作狀態(tài)的俯視圖。
[0036]圖7是示出了根據本發(fā)明另一示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的前視圖。
[0037]圖8是示出了根據本發(fā)明另一示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的俯視圖。
[0038]圖9是示出了根據本發(fā)明另一示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的側視圖。
[0039]圖1OA和1B是示出了使用來自根據本發(fā)明的高速高分辨率云臺裝置的攝像機圖像信息來檢測臉部的結果的圖片。
[0040]圖11是用于解釋當根據本發(fā)明的高速高分辨率云臺裝置進行平移操作時攝像機的水平操作的示意圖。
[0041]圖12是用于解釋當根據本發(fā)明的高速高分辨率云臺裝置進行傾斜操作時攝像機的豎直操作的示意圖。
[0042]附圖標記說明
[0043]10:平移馬達
[0044]11:平移螺桿
[0045]12:平移單元
[0046]13:傾斜馬達
[0047]14:傾斜螺桿
[0048]15:傾斜單元
[0049]16:支撐件
[0050]17:螺母[0051 ] 18:支撐桿
[0052]18a:軸承
[0053]18b:桿件
[0054]18c:殼體
[0055]19:攝像機
[0056]20:基座框架
[0057]21:軌道
[0058]22:主輪
[0059]23:輪驅動馬達
[0060]24:豎直運動裝置[0061 ] 25:次輪
[0062]26:軸支撐件
[0063]27:外殼
[0064]28:平移基座
[0065]29:壁
[0066]30:滾珠
[0067]31:滾珠凹槽
[0068]32a、32b:支架
[0069]33:狹槽
[0070]34a、34b: PTU 控制板
[0071]35:電源連接器
[0072]36: PTU 連接器
[0073]37:軌道板
[0074]38:動力傳遞軸
[0075]39:攝像機座架
[0076]最佳實施方式
[0077]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明。
[0078]圖1-3是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的前視圖、俯視圖和側視圖。
[0079]如圖1-3中所示，該云臺裝置具有一結構，其中，可以以高精度和高速的方式執(zhí)行平移和傾斜操作，并且當云臺裝置沿著軌道移動時，該云臺裝置的上/下高度是可調節(jié)的。云臺裝置包括用于調節(jié)攝像機19的左/右轉動角度的平移單元12、用于調節(jié)攝像機19的上/下轉動角度的傾斜單元15、以及用于調節(jié)攝像機19的高度的豎直運動裝置24。
[0080]平移單元12是用于在左/右方向上調節(jié)攝像機19的角度的部件，且具有包括平移馬達10和平移螺桿11的結構。
[0081]例如，設有平移基座28，該平移基座具有伸長四邊形的板形，所述板形在其兩個縱向端部處具有壁。平移馬達10安裝在平移基座28的一個壁上，平移螺桿11平行于平移基座28安裝，使得當通過軸承或類似物支撐時，平移螺桿11的兩端部被支撐在平移馬達10的軸與平移基座28的另一個壁之間。
[0082]包括平移馬達10和平移螺桿11的平移基座28平行地設置在下文中描述的基座框架20的前側，從而具有左/右水平姿態(tài)并安裝成由將在下文中描述的傾斜螺桿14和軸支撐件26支撐。
[0083]進一步地，螺母17安裝在平移螺桿11上，且在這種情況下，螺母17以螺紋連接的方式或以滾珠螺桿的方式聯(lián)接至平移螺桿U，使得當平移螺桿轉動時，螺母17可以在左右方向上沿著螺桿軸移動。
[0084]這里，下文中描述的支撐桿18的后端部分連接至螺母17，因此，當螺母移動時，支撐桿18的后端部分的位置也可以在左右方向上改變。
[0085]傾斜單元15是用于在上下方向上調節(jié)攝像機19的角度的部件，且具有包括傾斜馬達13和傾斜螺桿14的結構。
[0086]例如，設有基座框架20，該基座框架具有四邊形的壁29和大致四邊形的板形，傾斜螺桿14設置在基座框架20的前側，使得傾斜螺桿14平行于上下方向豎直地設置在板的左/右寬度的中心位置處，并且傾斜馬達13的軸連接至傾斜螺桿14的一端。
[0087]在這種情況下，傾斜馬達13安裝成被支撐在基座框架20的壁29上，且傾斜螺桿14的兩端均支撐在傾斜馬達13的軸和壁29之間，使得傾斜螺桿14可轉動地安裝。
[0088]特別是，傾斜螺桿14在具有水平姿態(tài)的平移基座28的縱向方向上豎直地貫穿中間部分，并且聯(lián)接至平移基座28，以致以螺桿的方式傳遞動力，因此，當通過傾斜馬達13的操作轉動傾斜螺桿14時，平移基座28可以通過以螺桿方式的動力傳遞沿著螺桿軸向上和向下移動。
[0089]隨著平移基座28向上和向下移動，通過螺母17連接至平移基座的支撐桿18的后端部分的位置也可以在上下方向上改變。
[0090]另外，當平移單元12向上和向下移動時，兩個軸支撐件26設置為用于引導平移基座28向上和向下運動的部件，且在這種情況下，這兩個相應軸支撐件26平行地設置在傾斜螺桿14的兩側，同時，這兩個相應軸支撐件在貫穿地支撐平移單元的兩側時(S卩，貫穿地支撐平移基座28的兩個端部時)可以引導平移基座28向上和向下運動。
[0091]這里，軸支撐件26的兩個端部可以安裝成固定至設置在基座框架20上的壁29上。
[0092]可以實施各種傾斜單元15以便用于合適的用途，例如，傾斜單元15可以是一種在下文中描述的支撐桿18處于水平狀態(tài)的情況下，使傾斜單元15可以以向上的角度傾斜的單元，即，可以是一種基于支撐桿18處于水平狀態(tài)的情況而使傾斜單元15僅向上移動螺母17的單元(參見圖1-3)。
[0093]作為另一種傾斜單元15，傾斜單元15可以是一種在支撐桿18處于水平狀態(tài)的情況下，使傾斜單元15可以以向上和向下的角度傾斜的單元，S卩，可以是一種基于支撐桿18處于水平狀態(tài)的情況而使傾斜單元15向上和向下移動螺母17的單元(參見圖7-9)。
[0094]通過大體改變左/右角度(水平方向上的角度)和上/下角度(豎直方向上的角度)，支撐桿18設置為用于使攝像機19平移和傾斜的裝置。
[0095]支撐桿18用作支撐攝像機19，且通過由平移單元12和傾斜單元15改變姿態(tài)(角度)而調節(jié)攝像機19的左/右角度和上/下角度。
[0096]為此，支撐桿18的末端部分借助軸承結構固定地支撐在以豎直姿態(tài)固定地站立的支撐件16上，支撐桿18的后端部分也借助軸承結構支撐在沿著平移單元12的平移螺桿11移動的螺母17上。
[0097]這里，作為軸承結構，可以采用球形滾珠30和球形滾珠凹槽31的組合結構，該球形滾珠和球形滾珠凹槽彼此聯(lián)接以致可自由地在任何方向上轉動。
[0098]也就是說，具有滾珠30的支架32a安裝在支撐件16的上端部分上，所述支撐件在支撐于覆蓋基座框架20的前側的外殼27的內表面上時以豎直姿態(tài)安裝，并且具有滾珠30的支架32b也安裝在螺母17的前側，所述螺母聯(lián)接至平移單元12的平移螺桿11，以致以螺桿的方式傳遞動力。
[0099]進一步地，滾珠凹槽31分別形成在支撐桿18的后端部分和支撐桿18的末端部分的底部表面中，且相應支架32a和32b的滾珠30聯(lián)接并安裝至如上所述形成的滾珠凹槽31，使得支撐桿18可以由支撐件16和螺母17支撐，因此，支撐桿18的兩端部可以轉動，當支撐桿18的姿態(tài)改變時，利用滾珠30和滾珠凹槽31之間的聯(lián)接結構，可以保證支撐桿18可以在每個支撐點處平滑地移動。
[0100]特別是，支撐桿18具有一種借助軸承18a將桿件18b和殼體18c組合的結構，并且當支撐桿18的后端部分的左/右位置和上/下高度改變時，桿件18b和殼體18c可以沿支撐桿的縱向方向相對于彼此容納和縮回，以處理左/右位置和上/下高度的改變，并因此可以改變支撐桿18的總長度。
[0101]這里，除了通過桿件18b和殼體18c相對于彼此容納和縮回的結構改變支撐桿18的長度的方式外，可以使用狹槽結構來處理支撐桿18的后端部分在左/右位置和上/下高度上的改變。
[0102]例如，如圖4中所示，在支撐桿的縱向方向上伸長的狹槽33設在以單桿形狀形成的支撐桿18的末端部分的底部表面中，且位于支撐件16的支架32a中的滾珠30可滑動地安裝在上述設置的狹槽33中。
[0103]因此，當支撐桿18的角度隨著支撐桿18的后端部分的移動而改變時，滾珠30變得可沿著狹槽33相對移動，因此，可以處理支撐桿18的后端部分在左/右位置和上/下高度上的改變。
[0104]大體追蹤目標的攝像機19安裝在支撐桿18的末端部分的上部表面上，在這種情況下，使用攝像機座架39固定攝像機19，所述攝像機座架借助緊固結構安裝在支撐桿18上。
[0105]因此，攝像機19在按照由于支撐桿18的后端部分的位置改變而引起的支撐桿18姿態(tài)改變來平移和傾斜時可以追蹤目標。
[0106]另外，由透明材料制成并具有半球形狀的外殼27聯(lián)接在基座框架20的前側，利用上述聯(lián)接的外殼27，可以保護容納在基座框架20中的平移單元12的部件、傾斜單元15的部件、攝像機19和類似物免受外部損壞。
[0107]進一步地，作為用于提供電力的部件或用于各種控制的部件，可以在基座框架20中設置PTU控制板34a和34b、電源連接器35和PTU連接器36和類似物。
[0108]這里，電源連接器用于提供和分配電力，PTU控制板是指可以控制云臺裝置的控制板，PTU連接器是指可以被連接以控制云臺裝置的連接器。
[0109]特別是，作為用于改變高度以使攝像機追蹤目標并捕捉圖像的部件，本發(fā)明提供了豎直運動裝置24，該豎直運動裝置包括軌道21、主輪22和輪驅動馬達23。
[0110]為此，豎直軌道21安裝在建筑物的墻壁上或柱子上，當攝像機沿著上述安裝的軌道21移動時，可以調節(jié)攝像機19的高度。
[0111]軌道板37形成在軌道21的前側上，在這種情況下，位于基座框架20上的主輪22和次輪25沿著軌道板37的前表面和后表面行進，因此，包括攝像機19的整個基座框架20可以在豎直方向上移動。
[0112]例如，一對主輪22設置在基座框架20的下側，且上述設置的這兩個主輪22安裝成由輪驅動馬達23的軸和動力傳遞軸38支撐，在這種情況下，主輪22可以在位于軌道21上的軌道板37的前表面上行進。
[0113]這里，主輪和軌道板可以采用齒輪齒條結構。
[0114]因此，當操作輪驅動馬達23時，主輪22在轉動的同時沿著軌道板37在兩側滾動，因此，包括攝像機19和類似物的基座框架20可以在軌道的縱向方向上豎直地移動，從而調節(jié)攝像機19的高度。
[0115]進一步地，多個次輪25設置為用于引導基座框架20豎直移動的部件，在這種情況下，各個相應次輪25可以設置在主輪22的相對一側處，而軌道板37設置在兩者之間，并且各個相應次輪可以沿著軌道21的軌道板37的后表面滾動。
[0116]兩個次輪25可以設置在主輪側的兩側處，且兩對次輪25可以設在基座框架20的上端部處的軌道板37的前表面和后表面的兩側上。
[0117]也就是說，在上側處的兩對次輪25的組合物和在下側處的主輪22和次輪25的兩對組合物設置在軌道板的前表面和后表面上(軌道板37設置在其間)并且設置為與軌道板的前表面和后表面緊密接觸，從而用于引導云臺裝置的運動，同時支撐云臺裝置至軌道側。
[0118]因此，利用在上側處的兩對次輪的組合物和在下側處的主輪和次輪的兩對組合物，其形成了一個四邊形的排列，可以穩(wěn)定地進行基座框架向上和向下的豎直運動。
[0119]在這種情況下，用于在豎直方向上沿著軌道移動云臺裝置的馬達可以配置為承受云臺裝置的載荷，并通過一致的停止扭矩在停止信號的時候防止滑動。
[0120]這里，用于檢查豎直運動的位置的編碼器(未示出)可以安裝在輪驅動馬達23的軸的一側處或安裝在主輪22的一側處。
[0121]例如，編碼器一體地安裝在馬達的前端處或安裝在輪軸上，從而測量運動距離。
[0122]上述配置的高速高分辨率云臺裝置的操作狀態(tài)將在下文中進行描述。
[0123]圖5和圖6是示出了根據本發(fā)明示例性實施方式的高速高分辨率云臺裝置的操作狀態(tài)的側視圖和俯視圖。
[0124]如圖5和圖6中所示，當目標200如訪客或闖入者進入由一直運行的云臺裝置100監(jiān)控的區(qū)域時，攝像機19在通過云臺裝置100的平移單元12、傾斜單元15和豎直運動裝置24的關聯(lián)操作追蹤目標200的同時捕捉圖像。
[0125]這里，當檢測到移動目標時，可以采用各種自動識別和追蹤移動目標的方法，沒有特別的限制，這些方法在技術領域是通常已知的。
[0126]例如，攝像機可以在通過平移單元、傾斜單元和豎直運動裝置的關聯(lián)操作追蹤目標的同時捕捉圖像，平移單元、傾斜單元和豎直運動裝置采用在公開號為10-2010-0016479的韓國專利申請中公開的操作追蹤攝像機的方式。
[0127]當目標200走進待監(jiān)控區(qū)域內時，攝像機19的角度通過平移單元12的操作而向左和向右改變，且攝像機19的角度同時通過傾斜單元15的操作而向上和向下改變，同時，攝像機19的高度通過豎直運動裝置24的操作而向上和向下改變，由此，攝像機19在追蹤目標200的同時捕捉圖像。
[0128]也就是說，由于支撐桿18的后端部分通過平移單元12的平移馬達和平移螺桿的操作而以用作固定點的末端部分為基礎向左和向右進行移動，攝像機19被平移，同時，由于支撐桿18的后端部分通過傾斜單元15的傾斜馬達和傾斜螺桿的操作而以用作固定點的末端部分為基礎向上和向下進行移動，攝像機19被傾斜，且同時，由于整個底板框架通過豎直運動裝置24的馬達和輪的操作而向上和向下進行移動，可以調節(jié)攝像機19的高度。
[0129]平移單元12、傾斜單元15和豎直運動裝置24的操作關聯(lián)地進行，因此，攝像機19可以在追蹤目標200的同時捕捉圖像。
[0130]在這種情況下，即使在目標200緩慢或快速地移動、目標200戴有帽子、或目標200位于近距離或遠距離處的情況下，都可以高速地移動攝像機(改變攝像機的角度)，并通過能夠精確/高速控制的馬達和螺桿精確地控制平移-傾斜的角度，因此，可以獲得目標的精確圖像信息，并且即使在人戴有帽子或臉部被傘或類似物遮擋的情況下，也能容易地獲得待監(jiān)控空間內人的臉部數(shù)據。
[0131]例如，如圖1OA和圖1OB中所示，下面描述識別遮擋狀態(tài)，即，臉部被帽子、傘或類似物遮擋的情況的過程。
[0132]為了檢測臉部區(qū)域，使用了利用邊緣信息從圖像尋找輪廓的算法或利用臉部皮膚顏色的信息的算法。
[0133]下面將描述使用上述算法檢測臉部的結果。
[0134]為了在檢測到臉部區(qū)域后識別臉部的角度和遮擋的臉部，提取關于眼睛和嘴唇的
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[0135]這里，在連接代表眼睛和嘴唇的點時，形成三角形，從上述信息可以識別臉部的角度，使得根據本發(fā)明的裝置在必要時(當人低頭，或人戴有帽子時)向下移動。
[0136]此外，即使在盡管有人移動但是沒有檢測到臉部的情況下(當人在傘下時)，根據本發(fā)明的裝置也向下移動。
[0137]進一步地，如圖11中所示，平移操作是指攝像機的水平操作，該操作向左和向右移動攝像機座架頭，以顯示兩個橫向側處的情況或景象。
[0138]由于攝像機需要追蹤快速移動的物體，并成功地追蹤該物體，平移操作是用于控制安全/監(jiān)視攝像機的位置的技術的重要因素。
[0139]圖11示出了當人從A點移動到C點時攝像機的最大平移速度。
[0140]由于在人從A點移動到C點的區(qū)段中的平移速度與在人從B點移動到C點的區(qū)段中的平移速度相同，所以本發(fā)明僅考慮將從A點到B點的區(qū)段。
[0141]假設當目標和攝像機之間的距離d改變?yōu)?10m時，人的最大運動速度為llm/s，則通過相對于針對圖11的表格中所示的每段距離的時間計算角度的改變來獲得最大平移速度。
[0142]可以看到，隨著目標和攝像機之間的距離d從2m改變?yōu)?0m，最大平移速度逐步減小。
[0143]另外，可以看到，在B點觀察到最大平移速度為314.8度/秒(deg/s)，在該B點處，人和攝像機之間的距尚是最短的。
[0144]如圖12中所示，傾斜操作是指攝像機的豎直操作，該操作向上和向下移動攝像機座架頭，以顯示其上側和下側的情況。
[0145]圖12示出了當目標和攝像機之間的距離改變?yōu)?10m時攝像機的最大傾斜速度。
[0146]假設當目標和攝像機之間的高度h改變?yōu)?10m時，人的最大運動速度為llm/s，則通過相對于針對圖12的表格中所示的每個距離的時間計算角度的改變來獲得最大傾斜速度。
[0147]攝像機的最初傾斜速度隨著高度h的增大而增大，但是傾斜速度隨著人移動到B點而趨于逐步減小。
[0148]當人從A點移動到B點時，在B點觀察到最大傾斜速度為314.8度/秒，在該B點處，人和攝像機之間的距1?是最短的。
[0149]如上所述，計算追蹤人所需要的平移速度和傾斜速度。如上所述，平移速度和傾斜速度對于追蹤快速移動的人來說是很重要的，而平移操作和傾斜操作的分辨率對于追蹤在遠距離處的人來說也是很重要的，例如，為了始終如一地追蹤離攝像機10m距離處緩慢移動的人，需要通過非常精密地、不斷地改變角度來進行平移操作和傾斜操作。換言之，平移操作和傾斜操作的最小轉動間距需要非常小。
[0150]如上所述，本發(fā)明實現(xiàn)了能夠以高精度和高速的方式控制云臺裝置角度改變的程度和速度并且能夠調節(jié)上/下高度的云臺裝置，因此，可以獲得高分辨率圖像用于識別，并獲得正面臉部圖像用于臉部識別，從而提高使用攝像機的追蹤/監(jiān)視系統(tǒng)的效率。
【主權項】
1.一種能夠改變高度的高速高分辨率云臺裝置，所述高速高分辨率云臺裝置包括: 平移單元，所述平移單元包括用于向左和向右轉動攝像機的平移馬達和平移螺桿； 傾斜單元，所述傾斜單元包括用于向上和向下轉動所述攝像機的傾斜馬達和傾斜螺桿，并且所述傾斜單元向上和向下移動整個所述平移單元； 支撐桿，所述支撐桿是用于支撐所述攝像機的部件，并且具有借助軸承結構由支撐件固定地支撐的末端部分和借助軸承結構可動地連接至設置在所述平移螺桿上的螺母的后端部分，其中，當使所述攝像機平移和傾斜時，所述支撐桿的角度和長度能夠變化； 攝像機，所述攝像機安裝在所述支撐桿的末端部分上，當所述支撐桿的角度變化時，所述攝像機能夠被平移和傾斜;以及 基座框架，所述基座框架支撐所述平移單元和所述傾斜單元。2.如權利要求1所述的高速高分辨率云臺裝置，所述高速高分辨率云臺裝置還包括: 豎直運動裝置，所述豎直運動裝置是用于調節(jié)所述攝像機的高度的部件，并且包括豎直地安裝在壁表面或柱子上的軌道、安裝在所述基座框架上并沿著所述軌道滾動的主輪、和輪驅動馬達，并且所述豎直運動裝置能夠豎直移動包括所述攝像機的整個所述基座框架。3.如權利要求2所述的高速高分辨率云臺裝置，其中，所述豎直運動裝置包括設置在所述主輪的相對一側的次輪，在沿著所述軌道滾動時，所述次輪協(xié)助豎直運動。4.如權利要求1或2所述的高速高分辨率云臺裝置，其中，所述傾斜單元是一種使所述傾斜單元在水平狀態(tài)下以向上的角度傾斜的單元，或是一種使所述傾斜單元在水平狀態(tài)下以向上和向下的角度傾斜的單元。5.如權利要求1或2所述的高速高分辨率云臺裝置，其中，所述支撐桿包括桿件和殼體的組合物，所述桿件和殼體的組合物在借助軸承沿縱向方向相對于彼此容納和縮回時，能夠改變所述支撐桿的長度。6.如權利要求1或2所述的高速高分辨率云臺裝置，其中，所述傾斜單元包括軸支撐件，所述軸支撐件平行地設置在所述傾斜螺桿的兩側，并且所述軸支撐件在貫穿地支撐所述平移單元的兩側時引導所述平移單元向上和向下運動。7.如權利要求1或2所述的高速高分辨率云臺裝置，所述高速高分辨率云臺裝置還包括: 外殼，所述外殼容納所述平移單元、所述傾斜單元、所述支撐桿和所述攝像機并且覆蓋所述基座框架的前側。
【文檔編號】H04N7/18GK105830435SQ201480027323
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年10月15日
【發(fā)明人】金秀彥, 崔萬镕, 樸政學
【申請人】韓國標準科學研究院