本申請涉及視頻監(jiān)控領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)及監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，獲取攝像機(jī)位置時(shí)，需要人工手動地通過OSD(on-screen dispay，即為屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式)或者添加字符功能把攝像機(jī)的位置信息添加給攝像機(jī)，不但要耗費(fèi)大量的人力去測算位置信息，而且測算獲得的位置信息不準(zhǔn)確，通過不準(zhǔn)確的位置信息無法準(zhǔn)確確定監(jiān)控范圍。

針對上述的無法準(zhǔn)確確定攝像機(jī)的監(jiān)控范圍的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請實(shí)施例提供了一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)及監(jiān)控系統(tǒng)，以至少解決無法準(zhǔn)確確定攝像機(jī)的監(jiān)控范圍的技術(shù)問題。

根據(jù)本申請實(shí)施例的一個方面，提供了一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)，該攝像機(jī)包括：傳感器裝置，用于采集攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息；定位裝置，用于定位攝像機(jī)的地理位置；處理器，用于基于監(jiān)控方向信息獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方位角，并根據(jù)監(jiān)控方位角和地理位置確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。

進(jìn)一步地，傳感器裝置、定位裝置以及處理器設(shè)置在主板上，傳感器裝置的X軸的設(shè)置方向與攝像機(jī)中鏡頭的監(jiān)控方向一致。

進(jìn)一步地，傳感器裝置包括：水平電子羅盤，用于檢測攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的磁場強(qiáng)度分量；重力傳感器，用于測量攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的加速度分量，其中，監(jiān)控方向信息包括：磁場強(qiáng)度分量和加速度分量；處理器基于加速度分量確定攝像機(jī)的傾斜角和滾動角，并根據(jù)磁場強(qiáng)度分量、傾斜角和滾動角計(jì)算攝像機(jī)的監(jiān)控方位角。

進(jìn)一步地，重力傳感器包括：三軸角速度傳感器和三軸加速度傳感器。

進(jìn)一步地，水平電子羅盤通過I2C接口與處理器通信，重力傳感器通過SPI接口與處理器通信。

進(jìn)一步地，傳感器裝置包括：三維電子羅盤，三維電子羅盤包括：三軸加速度計(jì)，用于采集三個軸向上的加速度分量；三軸磁力計(jì)，三軸磁力計(jì)包括：三個相互垂直的磁阻傳感器，其中，每個軸向上的磁阻傳感器用于采集其所在軸向上的磁場強(qiáng)度分量，其中，監(jiān)控方向信息包括：磁場強(qiáng)度分量和加速度分量；處理器基于加速度分量確定攝像機(jī)的傾斜角和滾動角，并根據(jù)磁場強(qiáng)度分量、傾斜角和滾動角計(jì)算攝像機(jī)的監(jiān)控方位角。

進(jìn)一步地，三維電子羅盤通過I2C接口與處理器通信。

進(jìn)一步地，處理器包括：讀取裝置，用于從存儲器中讀取攝像機(jī)的鏡頭的視場角度；圖像處理單元，用于基于傾斜角、監(jiān)控方位角以及視場角度確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。

進(jìn)一步地，定位裝置包括：天線；GPS接收機(jī)，GPS接收機(jī)通過天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，并基于導(dǎo)航信息確定地理位置。

進(jìn)一步地，GPS接收機(jī)通過UART接口和/或I2C接口與處理器通信。

進(jìn)一步地，處理器還用于接收攝像頭采集的圖像，并將監(jiān)控區(qū)域的信息疊加在圖像上，得到疊加后的圖像。

根據(jù)本申請實(shí)施例的另一個方面，提供了一種監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)包括上述任意一種的攝像機(jī)。

進(jìn)一步地，攝像機(jī)發(fā)送監(jiān)控區(qū)域的信息和/或疊加后的圖像至上位機(jī)；監(jiān)控系統(tǒng)還包括上位機(jī)，上位機(jī)接收到監(jiān)控區(qū)域的信息和/或疊加后的圖像之后，記錄監(jiān)控區(qū)域和/或疊加后的圖像與攝像機(jī)的對應(yīng)關(guān)系。

在本申請實(shí)施例中，在傳感器裝置和定位裝置分別獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息和地理位置信息之后，處理器由監(jiān)控方向信息獲取監(jiān)控方位角，再結(jié)合地理位置信息，從而進(jìn)一步確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。通過采用上述實(shí)施例，從而實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)可以明確定位出自身位置和監(jiān)控范圍的效果，進(jìn)而解決了無法準(zhǔn)確確定攝像機(jī)的監(jiān)控范圍的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申 請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)的示意圖；

圖2是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的傳感器裝置的設(shè)置示意圖；

圖3是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的水平電子羅盤的設(shè)置示意圖；

圖4是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的三維電子羅盤的設(shè)置示意圖；

圖5是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)的原理圖；

圖6是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的三維電子羅盤的結(jié)構(gòu)圖；

圖7是根據(jù)本申請實(shí)施例的另一種可選的用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)的原理圖；

圖8是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的監(jiān)控方位角α的示意圖；

圖9是根據(jù)本申請實(shí)施例的第二種可選的監(jiān)控方位角α的示意圖；

圖10是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的監(jiān)控區(qū)域的示意圖；

圖11是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種可選的監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

術(shù)語解釋：

GPS定位：GPS接收機(jī)接收來自多顆衛(wèi)星發(fā)出的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)中包括星歷時(shí)鐘、衛(wèi)星號等信息，由于在特定時(shí)刻衛(wèi)星相對地球的位置是確定的，因此接收機(jī)與衛(wèi)星的距離可以通過信號到達(dá)時(shí)的星歷時(shí)間差計(jì)算出來，再綜合不同衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置，運(yùn)動速度等信息。

GPS(Global Positioning System，即為全球定位系統(tǒng))，為一個由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。

磁力計(jì)：磁力計(jì)指的是各種用于測量磁場的儀器，也稱磁力儀或高斯計(jì)。在國際單位制中描述磁場的物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位是特斯拉(T)，由于1T意味著非常強(qiáng)的磁場，在工程上常用的CGS制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是高斯。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，具有大小和方向特征，磁力計(jì)可以測試攝像機(jī)在地磁場中的磁場大小和方向，進(jìn)而確認(rèn)當(dāng)前攝像機(jī)與東西南北四個方向上的夾角。磁力計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用十分廣泛，可以嵌入需要指南針功能的手持?jǐn)z像機(jī)，用來作為磁場感應(yīng)的高性能攝像機(jī)及導(dǎo)航攝像機(jī)。

CGS制：(Centimeter-Gram-Second system of units)，為厘米、克、秒單位制，通常在重力學(xué)科以及相關(guān)力學(xué)科目中使用。

電子羅盤：又稱數(shù)字羅盤，在作為導(dǎo)航儀器或姿態(tài)傳感器已被廣泛應(yīng)用。電子羅盤與傳統(tǒng)指針式和平衡架結(jié)構(gòu)羅盤相比能耗低、體積小、重量輕、精度高、可微型化，其輸出信號通過處理可以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。電子羅盤可以分為水平電子羅盤和三維電子羅盤。水平電子羅盤要求用戶在使用時(shí)必須保持羅盤的水平，否則當(dāng)羅盤發(fā)生傾斜時(shí)，也會給出航向的變化而實(shí)際上航向并沒有變化。三維電子羅盤在其內(nèi)部加入了傾角校正傳感器，進(jìn)而克服了水平電子羅盤在使用中的嚴(yán)格限制，在電子羅盤發(fā)生傾斜時(shí)傾角傳感器可以對羅盤進(jìn)行傾角補(bǔ)償，這樣盡管羅盤發(fā)生傾斜，航向數(shù)據(jù)依然準(zhǔn)確無誤。

G-sensor：即重力傳感器(或加速度傳感器)。它能夠感知到加速力的變化，加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力，比如晃動、跌落、上升、下降等各種移動變化都能被G-sensor轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過微處理器的計(jì)算分析后，輸出給中央處理器(即CPU，處理器)，檢測到攝像機(jī)的加速度大小，進(jìn)而用于判斷攝像機(jī)的傾斜角或者是用于自由落體的檢測。

可視域：指的是能夠看到的區(qū)域，對于監(jiān)控?cái)z像機(jī)，可視域就是指該攝像機(jī)能夠監(jiān)控的區(qū)域。帶有該功能的攝像機(jī)，配合帶有地圖方面數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件，就能夠?qū)⒈O(jiān)控區(qū)域顯示在地圖上。

根據(jù)本申請實(shí)施例，提供了一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)的實(shí)施例。

圖1是根據(jù)本申請實(shí)施例的一種用于視頻監(jiān)控的攝像機(jī)的示意圖，如圖1所示，該裝置包括：傳感器裝置10、定位裝置30以及處理器50。

其中，傳感器裝置10，用于采集攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息。

定位裝置30，用于定位攝像機(jī)的地理位置。

處理器50，用于基于監(jiān)控方向信息獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方位角α，并根據(jù)監(jiān)控方位角α和地理位置確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。

采用本申請，在傳感器裝置和定位裝置分別獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息和地理位置信息之后，處理器由監(jiān)控方向信息獲取監(jiān)控方位角α，再結(jié)合地理位置信息來確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。通過采用上述實(shí)施例，基于由傳感器裝置和定位裝置獲取到的準(zhǔn)確的攝像機(jī)的位置和方向信息，可以準(zhǔn)確地確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域，避免了人工手動測算所帶來的誤差，從而解決了無法準(zhǔn)確確定攝像機(jī)的監(jiān)控范圍的問題，從而達(dá)到可以準(zhǔn)確確定攝像機(jī)監(jiān)控范圍的效果。

通過上述實(shí)施例，在確定準(zhǔn)確的攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域之后，可以基于該監(jiān)控區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全方位無死角的監(jiān)控，并避免在同一監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控?cái)z像機(jī)重復(fù)放置的問題；也可以按圖索驥，即按照所需要監(jiān)控的區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)，直接尋找監(jiān)控該區(qū)域的攝像機(jī)。

上述實(shí)施例中的攝像機(jī)可以稱為一種支持可視域的攝像機(jī)，監(jiān)控區(qū)域?yàn)閿z像機(jī)在地理位置所攝取到的有限的空間范圍。

可選地，傳感器裝置、定位裝置以及處理器可以設(shè)置在主板上，傳感器裝置的X軸的設(shè)置方向與攝像機(jī)中鏡頭的監(jiān)控方向一致。

具體地，如圖2所示，在傳感器裝置的俯視圖(即圖2中所示的Top View)中，由于考慮到軟件的兼容性，并保證傳感器裝置輸出的角度信息不需要進(jìn)行±180°或者±90°的補(bǔ)償，將傳感器裝置的X軸的設(shè)置方向(如圖2所示的箭頭(+Ax，+Mx)的指向)設(shè)置為與攝像機(jī)鏡頭的監(jiān)控方向保持一致的方向。其中傳感器裝置的X軸的設(shè)置方向可以通過各傳感器的數(shù)據(jù)手冊得到明確信息。下面分別介紹電子羅盤以及加速度傳感器在印刷電路板(Printed circuit board，PCB)中的正確放置方向信息。

其中，+Ax,+Mx的方向表示在該方向上的加速度和磁場強(qiáng)度的分量是正值；圖2中的“1”指的是該芯片的1腳指示標(biāo)識。

其中，傳感器裝置可以以其中心位置為原點(diǎn)，建立空間直角坐標(biāo)系，即建立X軸、Y軸和Z軸，如圖2所示，傳感器裝置的Y軸如圖中的箭頭(+Ay，+My)所示，傳感器裝置的Z軸如圖中的箭頭(+Az，+Mz)所示，傳感器裝置的型號可以為FXOS8700CQ 型號。

上述實(shí)施例中的傳感器裝置可以包括電子羅盤，其中，電子羅盤可以分為水平電子羅盤和三維電子羅盤。

如圖3所示，當(dāng)電子羅盤為水平電子羅盤時(shí)，水平電子羅盤的X軸的設(shè)置方向(如圖3中的X軸方向)和攝像機(jī)的鏡頭的方向保持一致。其中，水平電子羅盤的型號可以為AK09911，水平電子羅盤的Y軸的設(shè)置方向?yàn)槿鐖D3中的Y軸方向，水平電子羅盤的Z軸的設(shè)置方向如圖3中的Z軸方向，上述水平電子羅盤的X軸、Y軸和Z軸兩兩垂直，并構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系。

如圖4所示，當(dāng)電子羅盤為三維電子羅盤時(shí)，三維電子羅盤的X軸的設(shè)置方向(如圖4中的+X軸方向)和攝像機(jī)鏡頭的方向保持一致。其中，三維電子羅盤的型號可以為MPU-6500，該三維電子羅盤的Y軸的設(shè)置方向?yàn)槿鐖D4中的+Y軸方向，三維電子羅盤的Z軸的設(shè)置方向如圖4中的+Z軸方向，上述三維電子羅盤的X軸、Y軸和Z軸兩兩垂直，并構(gòu)成一個空間直角坐標(biāo)系。

可選地，傳感器裝置包括：水平電子羅盤，用于檢測攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的磁場強(qiáng)度分量；重力傳感器，用于測量攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的加速度分量，其中，監(jiān)控方向信息包括：磁場強(qiáng)度分量和加速度分量；處理器基于加速度分量確定攝像機(jī)的傾斜角Φ和滾動角θ，并根據(jù)磁場強(qiáng)度分量、傾斜角Φ和滾動角θ計(jì)算攝像機(jī)的監(jiān)控方位角α。

在上述實(shí)施例中，監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以利用水平電子羅盤確定其所在位置的各個軸向上的磁場強(qiáng)度分量，用G-sensor(即重力傳感器)確定監(jiān)控傾斜角Φ和滾動角θ，這三個物理量相結(jié)合并由處理器處理后得到監(jiān)控方位角α，可以快速準(zhǔn)確的描繪攝像機(jī)監(jiān)控的可視域的范圍(即監(jiān)控區(qū)域)。

可選地，重力傳感器可以包括：三軸角速度傳感器和三軸加速度傳感器。

在上述實(shí)施例中，在傳感器裝置獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息之后，重力傳感器中的三軸角速度傳感器和三軸加速度傳感器分別獲取得到監(jiān)控傾斜角Φ和滾動角θ信息，處理器由監(jiān)控方向信息獲取監(jiān)控方位角α，再結(jié)合監(jiān)控傾斜角Φ和滾動角θ信息(即地理位置信息)，從而進(jìn)一步確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。通過采用上述實(shí)施例，可以更加準(zhǔn)確的獲取地理位置信息，從而使獲得的監(jiān)控區(qū)域信息更加準(zhǔn)確。

可選地，水平電子羅盤可以通過I2C接口與處理通信，重力傳感器通過SPI接口與處理器通信。

上述實(shí)施例的原理如圖5所示，電源70為水平電子羅盤11、重力傳感器13、中央處理器51以及GPS接收機(jī)33供電，其中，水平電子羅盤11通過12C接口和圖5中的12C通訊線與中央處理器51通訊，中央處理器51通過UART通訊線和/或12C通訊線與GPS接收機(jī)33連接，GPS接收機(jī)33與天線31連接，重力傳感器13通過SPI通訊線與中央處理器51連接。

具體地，可以采用水平電子羅盤、GPS接收機(jī)和G-sensor(即重力傳感器)來確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。

其中，GPS模塊(即GPS接收機(jī))可以選用U-blox的NEO-6M定位芯片，該定位芯片支持GPS導(dǎo)航功能，由中央處理器控制GPS接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)GPS導(dǎo)航的功能，可以通過UART通訊線(按照需求不同也可以I2C通訊線、SPI通訊線、USB通訊線等)與GPS接收機(jī)進(jìn)行通信，配置GPS接收機(jī)的工作模式。GPS接收機(jī)正常工作時(shí)，通過天線接收來自導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，主要包括衛(wèi)星號和星歷時(shí)鐘等信息，而GPS接收機(jī)與衛(wèi)星的距離可以通過信號到達(dá)時(shí)的星歷時(shí)間差計(jì)算出來，綜合多顆衛(wèi)星(一般四顆以上)的數(shù)據(jù)就可知道GPS接收機(jī)的具體位置，包括經(jīng)緯度、海拔等。GPS接收機(jī)再將數(shù)據(jù)通過上述UART等數(shù)據(jù)接口(如圖5中的UART通訊線)傳到中央處理器(即CPU，也即處理器)中，中央處理器(即CPU，也即處理器)就得到攝像機(jī)的具體位置信息，使用該方法所產(chǎn)生的定位誤差能達(dá)到10m以內(nèi)。另外，根據(jù)不同的應(yīng)用背景，攝像機(jī)同樣兼容其他導(dǎo)航系統(tǒng)，包括中國的北斗系統(tǒng)、俄羅斯的GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)以及歐洲的Galileo導(dǎo)航系統(tǒng)等導(dǎo)航系統(tǒng)。

水平電子羅盤的型號可以選用AKM廠家的AK09911型號水平電子羅盤，該水平電子羅盤內(nèi)部集成了一個3軸帶14bit AD轉(zhuǎn)換的磁力計(jì)(包括X軸、Y軸和Z軸)，可以檢測的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度±4900μT，可以檢測到的最小磁感應(yīng)變化是9800μT/214(即0.60μT)，其支持I2C通信。磁力計(jì)可以使攝像機(jī)安裝時(shí)與東西南北方向的夾角誤差范圍控制在±5°以內(nèi)。實(shí)際應(yīng)用中，水平電子羅盤輸出給處理器的數(shù)據(jù)為每個軸磁場強(qiáng)度的分量，再經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，把數(shù)字信號給處理器。如果單純的使用水平電子羅盤，只能判斷攝像機(jī)和地平面水平的時(shí)候，攝像機(jī)和東西南北的夾角，當(dāng)攝像機(jī)傾斜的時(shí)候，僅僅依靠羅盤則會出現(xiàn)角度判斷的錯誤。所以就需要額外增加一個加速度計(jì)，計(jì)算傾斜角Φ進(jìn)行補(bǔ)償。

G-sensor(即傳感器裝置中的重力傳感器，又稱加速度傳感器)的型號可以為Invensense廠家的MPU-6500型號。該芯片內(nèi)部集成了三軸角速度傳感器和三軸加速度傳感器。在此主要使用的是內(nèi)部三軸加速度傳感器，三軸加速度傳感器輸出給處理器的是在三個軸上的加速度大小的分量，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后以數(shù)字形式傳輸給處理器。加 速度傳感器的量程有±2g,±4g,±8g和±16g可選，若實(shí)際使用中選用±2g的范圍，經(jīng)過內(nèi)部16bit的AD轉(zhuǎn)換后數(shù)字輸出給中央處理器，可以通過軟件算法計(jì)算出攝像機(jī)的傾斜角Φ的大小，并將傾斜角Φ的判斷誤差范圍控制在±1°以內(nèi)；該款芯片支持SPI和I2C兩種通信方式，默認(rèn)使用的是SPI通信方式。

可選地，傳感器裝置包括：三維電子羅盤，該三維電子羅盤包括：三軸加速度計(jì)和三軸磁力計(jì)。

其中，三軸加速度計(jì)，用于采集三個軸向上的加速度分量。

三軸磁力計(jì)，三軸磁力計(jì)包括：三個相互垂直的磁阻傳感器，其中，每個軸向上的磁阻傳感器用于采集其所在軸向上的磁場強(qiáng)度分量，其中，監(jiān)控方向信息包括：磁場強(qiáng)度分量和加速度分量。

處理器基于加速度分量確定攝像機(jī)的傾斜角Φ和滾動角θ，并根據(jù)磁場強(qiáng)度分量、傾斜角Φ和滾動角θ計(jì)算攝像機(jī)的監(jiān)控方位角α。

可選地，三維電子羅盤通過I2C接口與處理器通信。

具體地，可以采用三維電子羅盤和GPS模塊(即定位裝置)來確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域。

其中，GPS模塊(即GPS接收機(jī))可以選用U-blox的NEO-6M定位芯片，其工作原理在此不再贅述。

如圖6所示，三維電子羅盤的型號可以為飛思卡爾的FXOS8700CQ型號，在FXOS8700CQ型號的三維電子羅盤15內(nèi)部，包括三軸加速度計(jì)和三軸磁力計(jì)，其中，三軸加速度計(jì)包括X軸加速度傳感器、Y軸加速度傳感器以及Z軸加速度傳感器，分別用于采集X軸、Y軸和Z軸這三個軸向上的加速度分量。三軸磁力計(jì)包括X軸磁阻傳感器、Y軸磁阻傳感器以及Z軸磁阻傳感器，分別用于采集X軸、Y軸和Z軸上的磁場強(qiáng)度分量。三軸加速度計(jì)經(jīng)過內(nèi)部16bit AD轉(zhuǎn)換(即16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換)后數(shù)字輸出給中央處理器51，三軸磁力計(jì)經(jīng)過內(nèi)部14bit AD轉(zhuǎn)換(即14位的模數(shù)轉(zhuǎn)換)后數(shù)字輸出給中央處理器51，該三維電子羅盤支持SPI通信方式和I2C通信方式這兩種通信方式，默認(rèn)使用的是SPI通信方式。

三維電子羅盤的工作原理如圖7所示，電源70為三維電子羅盤15、中央處理器51以及GPS接收機(jī)33供電，其中，三維電子羅盤15通過如圖7所示的12C通訊線與中央處理器51通信，中央處理器51通過如圖7所示的UART通訊線和/或12C通訊線與GPS接收機(jī)33通信，GPS接收機(jī)33與天線31連接。

具體地，F(xiàn)XOS8700CQ型號的三維電子羅盤采用3x3x1.2mm方形扁平無引腳封裝(Quad Flat No-lead Package，QFN)的小封裝，且功耗極低，在前端進(jìn)程間通信(Internet-Process Communication，IPC)攝像機(jī)中占用的資源很小。三維電子羅盤的芯片內(nèi)部集成一個16位AD轉(zhuǎn)換(即模數(shù)轉(zhuǎn)換)的三軸加速度計(jì)和一個14位AD轉(zhuǎn)換(即模數(shù)轉(zhuǎn)換)的三軸磁力計(jì)。其中，三軸加速度計(jì)采集的信息為三個軸上的加速度信息，并將所采集到的信息通過AD轉(zhuǎn)換(即模數(shù)轉(zhuǎn)換)后發(fā)送給處理器(如中央處理器51)。

磁力計(jì)(即三軸磁力計(jì))可以采用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強(qiáng)度，傳感器裝置產(chǎn)生的模擬輸出信號經(jīng)過其內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換后輸出給攝像機(jī)的中央處理器，確認(rèn)攝像機(jī)的擺放方位角。中央處理器(即CPU)可以通過I2C和SPI兩種通信方式控制FXOS8700CQ型號的三維電子羅盤，默認(rèn)使用I2C通信方式。加速度計(jì)最大可以測得的加速度大小是±2g/±4g/±8g，磁力計(jì)(即三軸磁力計(jì))最大可以檢測到±1200μT的磁感應(yīng)強(qiáng)度。若僅針對靜止安裝與地球表面的環(huán)境，暫不考慮超重或失重等特殊應(yīng)用環(huán)境，加速度計(jì)的最大測試加速度值選擇±2g即可滿足要求，每個軸上最小可以檢測到的加速度大小變化是4000mg/216(即0.06mg)，可以檢測攝像機(jī)安裝中的傾斜角Φ的數(shù)據(jù)誤差范圍控制在±1°以內(nèi)。FXOS8700CQ型的三維電子羅盤15內(nèi)部的磁力計(jì)可以感知到的磁場范圍是±1200μT，地磁場的磁場強(qiáng)度很小，大約是0.5-0.6高斯，也就是5-6*E-5特斯拉(50-60μT)，來滿足攝像機(jī)的應(yīng)用需求，每個軸上磁力計(jì)最小可以檢測到的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化是2400μT/214(即0.15μT)，磁力計(jì)可以提供攝像機(jī)安裝時(shí)與東西南北方向的夾角誤差范圍控制在±5°以內(nèi)。

下面結(jié)合圖8、圖9對監(jiān)控方位角α的確定作簡單的介紹。

如圖8所示，當(dāng)保持電子羅盤和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫袝r(shí)，其中當(dāng)?shù)氐乃矫鏋閿z像機(jī)所在的當(dāng)?shù)氐乃矫?，監(jiān)控方位角α(即磁北和X軸方向的夾角α或電子羅盤的偏向角)為：

其中，如圖8所示，當(dāng)?shù)氐拇艌鼍€方向(如圖8中Hearth的方向，即地面的方向)與電子羅盤的三軸指向中的Z軸方向(即電子羅盤的Z軸的設(shè)置方向)一致，電子羅盤的三軸指向中的X軸(即電子羅盤的X軸的設(shè)置方向)和Y軸(即電子羅盤的Y軸的設(shè)置方向)組成的平面和攝像機(jī)所在地區(qū)的地平面保持平行，與電子羅盤的三軸指 向中的Z軸方向(即電子羅盤的Z軸的設(shè)置方向垂直，當(dāng)?shù)卮艌鰪?qiáng)度分量Hx、Hy和Hz分別是當(dāng)?shù)卮艌鰬?yīng)強(qiáng)度在電子羅盤X軸(如圖8所示forward方向，即向前的方向)、Y軸(如圖8所示right方向，即向右的方向)和Z軸(如圖8所示的down方向，即向下的方向)三個軸向上的分量。圖8中未示出當(dāng)?shù)卮艌鰪?qiáng)度分量Hz。

如圖9所示，當(dāng)電子羅盤和當(dāng)?shù)氐乃矫嬗幸粋€夾角(即傾斜角Φ，如圖9中的Φ)時(shí)，電子羅盤的Y軸(即電子羅盤的Y軸的設(shè)置方向)和當(dāng)?shù)氐乃矫娴膴A角為如圖9示出的滾動角θ，傾斜角Φ和滾動角θ可以通過加速度計(jì)檢測得到，其計(jì)算公式如下：

H_x＝X_Mcos(φ)+Y_Msin(φ)sin(θ)-Z_Msin(φ)cos(θ)，

H_y＝Y(jié)_Mcos(θ)+Z_Msin(θ)。

依據(jù)當(dāng)?shù)卮艌鰬?yīng)強(qiáng)度在電子羅盤X軸、Y軸(即電子羅盤的X和Y軸的設(shè)置方向，如圖9中的X軸和Y軸)上的分量Hx和Hy的大小，可以計(jì)算攝像機(jī)的監(jiān)控方位角α：

其中，傾斜角Φ就是通過磁力計(jì)計(jì)算的攝像機(jī)傾斜角度，即電子羅盤的X軸和Y軸的設(shè)置方向所形成的平面和當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角，也可以用Pitch表示。

滾動角-θ為電子羅盤的Y軸的設(shè)置方向(如圖9中的-Y軸方向)和當(dāng)?shù)氐乃矫?如圖9所示的電子羅盤的Y軸在水平面的投影)的夾角，也可以用Roll表示。

具體地，如圖9所示，電子羅盤的X軸的設(shè)置方向、電子羅盤的-Y軸的設(shè)置方向和電子羅盤的Z軸的設(shè)置方向兩兩相互垂直。重力矢量方向與當(dāng)?shù)氐乃矫娉?0°，磁場的X軸分量的方向如圖9中的Xh的方向，磁場的Y軸分量的方向如圖9中的Yh的方向。

通過上面的概述我們可以通過定位裝置的定位功能明確知道攝像機(jī)所在的地理位置(如所在的經(jīng)緯度)，明確攝像機(jī)在地球中的位置信息。通過傳感器裝置可以準(zhǔn)確的檢測攝像機(jī)的監(jiān)控方位信息(如傾斜角Φ、滾動角θ以及監(jiān)控方位角α)，IPC攝像機(jī)結(jié)合攝像機(jī)安裝的角度(即上述的傾斜角Φ)以及鏡頭的視場范圍，就可以知道攝像機(jī)監(jiān)控的區(qū)域大小，從而實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的可視域功能。

如圖10所示，為實(shí)際能夠達(dá)到的監(jiān)控效果，電子羅盤和G-sensor(即重力傳感 器)可以檢測攝像機(jī)東偏南角度α(即上述監(jiān)控方位角α)，其中，東偏南可以通過如圖10所示東、南和北的方向來判斷。通過G-sensor(即重力傳感器)可以檢測出鏡頭的朝向是向下傾斜角Φ，已知攝像機(jī)的鏡頭視場角度β，就很容易計(jì)算出如圖10所示的距離地面高h(yuǎn)的攝像機(jī)的可視域范圍，其中，視場角度β就是攝像機(jī)上安裝鏡頭的視場角范圍，屬于攝像機(jī)的參數(shù)，并且鏡頭的視場角越大，視野范圍(即可視域范圍)越大。

可選地，處理器包括：讀取裝置和圖像處理單元。

其中，讀取裝置，用于從存儲器中讀取攝像機(jī)的鏡頭的視場角度；圖像處理單元，用于基于傾斜角Φ、監(jiān)控方位角α、視場角度β以及攝像機(jī)鏡頭距地面的高度(如圖10所示的h)確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域(即如圖10所示的可視域范圍)。

可選地，定位裝置包括：天線和GPS接收機(jī)，其中，GPS接收機(jī)通過天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星的導(dǎo)航信息，并基于導(dǎo)航信息確定地理位置。

在上述實(shí)施例中，當(dāng)GPS接收機(jī)正常工作時(shí)，通過天線接收來自導(dǎo)航衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，主要包括衛(wèi)星號和星歷時(shí)鐘等信息，而GPS接收機(jī)與衛(wèi)星的距離可以通過信號到達(dá)時(shí)的星歷時(shí)間差計(jì)算出來，綜合多顆衛(wèi)星(一般四顆以上)的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置，包括經(jīng)緯度、海拔等。

可選地，GPS接收機(jī)通過UART接口和/或I2C接口與處理器通信。

具體地，可視域攝像機(jī)可以根據(jù)需要布控的區(qū)域，計(jì)算出需要使用的攝像機(jī)數(shù)量，從而防止了重疊布控，避免資源浪費(fèi)。當(dāng)相關(guān)部門需要調(diào)用特定區(qū)域的視頻資料的時(shí)候，可以很容易找到監(jiān)控該區(qū)域的攝像機(jī)，提升了相關(guān)部門辦案的效率。對于全球而言，可以調(diào)用可視域攝像機(jī)收集到的監(jiān)控區(qū)域信息，實(shí)現(xiàn)全球無死角的布控。

可選地，處理器還用于接收攝像頭采集的圖像，并將監(jiān)控區(qū)域的信息疊加在圖像上，得到疊加后的圖像。

上述實(shí)施例中的監(jiān)控區(qū)域的信息可以包括攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息和地理位置信息，具體可以包括攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的磁場強(qiáng)度分量，攝像機(jī)所在位置的各個軸向上的加速度分量，傾斜角Φ、監(jiān)控方位角α、視場角度β以及攝像機(jī)鏡頭距地面的高度等信息。

在上述實(shí)施例中，攝像機(jī)鏡頭采集圖像發(fā)送至處理器，處理器在接收到該圖像后，將監(jiān)控區(qū)域的信息疊加在該圖像上，得到新的疊加處理后的圖像，通過上述實(shí)施例，處理器可以對采集到的圖像作進(jìn)一步的信息比對和分析工作，達(dá)到根據(jù)圖像上疊加的 信息計(jì)算所要監(jiān)控范圍內(nèi)需要布控的攝像機(jī)數(shù)量的效果。

根據(jù)本申請實(shí)施例，還提供了一種監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施例，該監(jiān)控系統(tǒng)包括上述任一實(shí)施例中的攝像機(jī)。

采用本申請，在監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)的傳感器裝置和定位裝置分別獲取攝像機(jī)的監(jiān)控方向信息和地理位置信息之后，處理器由監(jiān)控方向信息獲取監(jiān)控方位角α，再結(jié)合地理位置信息來確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域，監(jiān)控系統(tǒng)中的處理器在接收到攝像機(jī)鏡頭的圖像后，將監(jiān)控區(qū)域的信息疊加在該圖像上得到新的帶有疊加信息的圖像。通過上述實(shí)施例，可以準(zhǔn)確地確定攝像機(jī)的監(jiān)控區(qū)域，避免了人工手動測算所帶來的誤差,并且可以實(shí)現(xiàn)基于該監(jiān)控區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全方位無死角的監(jiān)控，并避免在同一監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控?cái)z像機(jī)重復(fù)放置的問題；也可以按圖索驥，即按照所需要監(jiān)控的區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)，直接尋找監(jiān)控該區(qū)域的攝像機(jī)。

具體地，監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像機(jī)可以根據(jù)需要布控的區(qū)域，和疊加有監(jiān)控區(qū)域信息的圖像，計(jì)算出該監(jiān)控系統(tǒng)中需要使用的攝像機(jī)數(shù)量，從而防止了監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)的重疊布控，避免了資源浪費(fèi)。當(dāng)相關(guān)部門需要調(diào)用特定區(qū)域的視頻資料的時(shí)候，可以很容易找到相應(yīng)的監(jiān)控該區(qū)域的攝像機(jī)，從而提升了相關(guān)部門辦案的效率。對于全球而言，監(jiān)控系統(tǒng)可以通過調(diào)用攝像機(jī)收集到的監(jiān)控區(qū)域信息，并通過處理器對其進(jìn)行的疊加圖像以及其他分析，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中攝像機(jī)的全球無死角的布控效果。

可選地，攝像機(jī)可以發(fā)送監(jiān)控區(qū)域的信息和/或疊加后的圖像至上位機(jī)；監(jiān)控系統(tǒng)還包括：上位機(jī)，上位機(jī)接收到監(jiān)控區(qū)域的信息和/或疊加后的圖像之后，記錄監(jiān)控區(qū)域和/或疊加后的圖像與攝像機(jī)的對應(yīng)關(guān)系。

在上述實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)可以包括一臺或多臺攝像機(jī)100和一臺或多臺上位機(jī)200，圖11中僅示出監(jiān)控系統(tǒng)包括一臺攝像機(jī)100和一臺上位機(jī)200的實(shí)施例。在攝像機(jī)采集圖像并將監(jiān)控信息疊加在該圖像上獲得新的疊加后的圖像之后，攝像機(jī)可以發(fā)送上述監(jiān)控區(qū)域的信息到上位機(jī)，或攝像機(jī)發(fā)送上述疊加后的圖像到上位機(jī)，或攝像機(jī)可以發(fā)送上述監(jiān)控區(qū)域的信息和疊加后的圖像到上位機(jī)，在上位機(jī)接收到上述攝像機(jī)發(fā)送的信息后，記錄上述攝像機(jī)所發(fā)送的信息與攝像機(jī)的對應(yīng)關(guān)系。

通過上述實(shí)施例，可以有效的判斷監(jiān)控系統(tǒng)中各個攝像機(jī)所在的具體位置和監(jiān)控區(qū)域信息，并判斷監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的區(qū)域的范圍和是否存在監(jiān)控死角的問題。并且可以根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系和實(shí)際需要布控的區(qū)域，分析并計(jì)算出該監(jiān)控系統(tǒng)中需要使用的攝像機(jī)數(shù)量，防止監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)的重疊布控。當(dāng)相關(guān)部門需要調(diào)用特定區(qū)域的視頻 資料的時(shí)候，可以很容易通過記錄的監(jiān)控區(qū)域和疊加后的圖像與攝像機(jī)的對應(yīng)關(guān)系，找到相應(yīng)的監(jiān)控該區(qū)域的攝像機(jī)，從而提升了相關(guān)部門辦案的效率。對于全球而言，監(jiān)控系統(tǒng)可以通過調(diào)用監(jiān)控系統(tǒng)所記錄監(jiān)控區(qū)域和疊加后的圖像與攝像機(jī)的對應(yīng)關(guān)系的信息，并對其進(jìn)行分析等處理，從而可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中攝像機(jī)的全球無死角的布控效果。

上述本申請實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本申請的上述實(shí)施例中，對各個實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請所提供的幾個實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本申請各個實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲在一個計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本申請的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請?jiān)淼那疤嵯拢€可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。