一种具有摄像机地理方向检测功能的装置制造方法及图纸

技术编号:21179444 阅读:24 留言:0更新日期:2019-05-22 12:54
本实用新型专利技术公开了一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,所述装置可使监控摄像机不依赖云台控制控制方式制约,实时检测确定监控摄像机动态方向。所述装置主要包括方向确定单元,角度检测单元,数据处理单元,通信单元及外壳。所述装置采用三种不同原理的传感器采集所述摄像机的方向信息,具有检测速度较快,检测精度较高等特点,可实时监测摄像机实时方向,在动态目标跟踪监控和图像识别定位领域有着广泛的应用前景。

A Device with Camera Geographic Direction Detection Function

The utility model discloses a device with the function of camera geographic direction detection, which enables the monitoring camera to determine the dynamic direction of the monitoring camera in real time without relying on the control mode of the platform. The device mainly comprises a direction determination unit, an angle detection unit, a data processing unit, a communication unit and a housing. The device uses three kinds of sensors with different principles to collect the orientation information of the camera. It has the characteristics of fast detection speed and high detection accuracy. It can monitor the real-time orientation of the camera in real time. It has wide application prospects in the field of dynamic target tracking, monitoring and image recognition and positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种具有摄像机地理方向检测功能的装置
本技术涉及一种具有方向确定功能的摄像机,具体涉及传感器数据采集及数据处理等领域。
技术介绍
监控摄像机是安防监控系统的主要视频设备。随着数字图像处理技术和模式识别技术的发展,监控摄像机的应用范围进一步扩大。在煤矿井下监控摄像机也更多地应用于煤炭自动开采、人员及设备监控定位等领域。监控摄像机一般固定安装于云台上,受云台控制系统控制变换角度,从而实现对不同区域的图像采集。由于云台采用开环控制方式,监控中心可控制云台转动,然而无法获得监控摄像机的动态角度,即使采用特殊的具有闭环控制的云台,当摄像机被现场工作人员强制手动转动、或受其它外力作用改变角度时,监控中心同样无法获得监控摄像机准确的动态方向,由于无法准确获得监控摄像机的动态角度及在地理坐标系中的方向信息,监控中心就无法准确判定所采集图像的监控区域,因此无法通过图像模式识别技术对监控目标进行准确定位,严重制约着监控技术的发展与应用。实际应用中,绝大部分监控摄像机不能方便获取方向信息,因此,急需一种不受云台控制方式制约的辅助装置,达到实时确定监控摄像机方向功能的目的。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,采用三轴加速度传感器,三轴磁力传感器及三轴陀螺仪传感器采集所述摄像机的方向信息,检测速度较快,检测精度较高,在动态目标跟踪监控和图像识别定位领域有着广泛的应用前景。所述摄像机主要包括方向确定单元,角度检测单元,数据处理单元,通信单元及外壳,所述方向确定单元用于得到装有所述装置的摄像机静止状态时的方向数据,包括至少一个三轴加速度传感器和至少一个三轴磁力传感器;所述角度检测单元用于得到装有所述装置的摄像机姿态变化时的方向数据,包括至少一个三轴陀螺仪传感器;所述数据处理单元负责对方向确定单元及角度检测单元得到的数据进行处理,判断装有所述装置的摄像机所处状态,得到摄像机在地理坐标系中的方向数据;通信单元负责将数据处理单元输出的方向数据上传至接收设备。所述装置应刚性固定于摄像机上。1.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:所述装置在监控摄像机上的固定方法包括卡口固定、螺丝固定或不干胶粘贴固定。2.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:数据处理单元计算三轴加速度传感器及三轴磁力传感器采集到的数据,得到装有所述装置的摄像机处于静止状态时在地理坐标系中的方向数据。3.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:数据处理单元通过计算角度检测单元三轴陀螺仪传感器采集到的数据,得到装有所述装置的摄像机某时刻相对于静态方向的角度变化,并在静态方向基础上叠加,得到摄像机在地理坐标系中的动态方向数据。4.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:所述方向确定单元内的三轴加速度传感器、三轴磁力传感器及角度检测单元内的三轴陀螺仪传感器,均在所述装置的外壳内,所述三种传感器x轴方向均与安装摄像机镜头方向一致,z轴方向均垂直于摄像机向上。若上述三种传感器存在角度偏移,使用前应检测偏移程度,根据偏移程度对最终结果进行补偿。5.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:通信单元用于将数据处理单元得到的角度数据上传至接收设备,可采用有线通信模块或无线通信模块,用于有线网络通信或无线网络通信。6.所述具有摄像机地理方向检测功能的装置进一步包括:所述摄像机还包括电源电路等辅助电路和相关元件,为各单元设备元件提供支持。附图说明图1一种具有摄像机地理方向检测功能的装置结构示意图图2一种地理坐标系示意图图3安装有所述装置的摄像机地理坐标系中方向示意图图4传感器各轴向示意图图5一种具有摄像机地理方向检测功能的装置实施过程示意图具体实施方式所述具有摄像机地理方向检测功能的装置如图1所示实施例中,包括:1.方向确定单元(101),采用反应速度快,检测精度高的三轴加速度传感器及三轴磁力传感器。三轴加速度传感器选取LIS3DH芯片,该芯片特性为运动感测范围广,敏感度较高,所采集的信号为数字信号,采集结果通过I2C串行数据通信传输给处理器。三轴磁力传感器选取HMC5883L芯片,该芯片精度较高,抗干扰能力强,敏感度较高,所采集的信号为数字信号,采集结果通过I2C串行数据通信传输给处理器。使用前需测量上述三轴加速度传感器和三轴磁力传感器轴向相对地理坐标系的偏移程度,根据偏移程度对最终结果进行补偿。2.角度检测单元(102),选取反应速度快,检测精度高的三轴陀螺仪传感器,可采用InvenSense公司生产的MPU3050三轴陀螺仪芯片。该芯片特性为运动感测范围广,由250到2000°/sec,敏感度较高,出厂前校准至1%的敏感度,所采集的信号为数字信号,采集结果通过I2C串行数据通信传输给处理器。以上三轴加速度传感器,三轴磁力传感器及三轴陀螺仪传感器也可采用集成芯片,如MPU9250芯片,采集信号为数字信号,采集结果通过I2C串行数据通信传输给处理器。使用前需测量三轴陀螺仪传感器轴向相对地理坐标系的偏移程度,根据偏移程度对最终结果进行补偿。3.数据处理单元(103),处理器用于处理由方向确定单元(101)及角度检测单元(102)得到的信号,通过计算判断所述摄像机的状态及静止与动态时在所述摄像机地理坐标系中的方向。处理器选择TI公司的MSP430F147单片机。该型号为16位RISC结构,具有32kFlash,1kRAM;并有5种低功耗模式。所述三种传感器的SCL和SDA管脚可加上拉电阻连接MSP430F147处理器的两个标准I/O接口,通过处理器)控制产生时钟信号和实现I2C串行数据通信。处理器也可由FPGA实现。4.通信单元(104)采用无线通信模块,用于将数据处理单元(103)得到的方向数据上传至接收设备。可采用WIFI模块实现无线通信,采用ESP8266芯片,该芯片特性为性能稳定,功耗较低,通过串口与数据处理器实现通信,将数据处理单元得到的角度数据上传至接收设备。也可以采用有线模块实现数据通信。5.辅助电路(105),除以上提到的各单元设备外,装置还包括电源电路等辅助电路和相关元件,为各单元设备元件提供支持。6.外壳(106),外壳需便于所述装置安装至监控摄像机上,固定方法包括卡口固定、螺丝固定或不干胶粘贴固定。如在煤矿井下使用,需使用符合井下防爆标准的防爆外壳。所述具有摄像机地理方向检测功能的装置的具体实施方式中,坐标系及偏移角定义参考图2,图3及图4:1.参考图2,建立参考地理坐标系(201),设定Z轴正上垂直于地面向上,X轴水平指向正北方向,Y轴水平指向正西方向;(202)为摄像机体的三维坐标系。两坐标系原点可不重合。2.参考图3,(301)为摄像机体在参考地理坐标系XOY平面的偏移角度A1,(302)为摄像机体在参考地理坐标系XOZ平面的偏移角度A2,(303)为摄像机体在参考地理坐标系YOZ平面的偏移角度A3。根据偏移角度数据可获得摄像机体的实际方向。3.参考图4,(401)为三轴陀螺仪芯片,转轴分别为Xt、Yt、Zt,具体实施时,摄像机体三维坐标系应参考三轴加速度传感器、三轴磁力传感器、三轴陀螺仪转轴进行确定,三个传感器的各轴应尽量重合,如不重合需进行换算补偿。4.当所述摄像机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,其特征在于:装置主要包括方向确定单元,角度检测单元,数据处理单元,通信单元和外壳;所述方向确定单元用于得到装有所述装置的摄像机静止状态时的方向数据,包括至少一个三轴加速度传感器和至少一个三轴磁力传感器;所述角度检测单元用于得到装有所述装置的摄像机姿态变化时的方向数据,包括至少一个三轴陀螺仪传感器;所述数据处理单元负责对方向确定单元及角度检测单元得到的数据进行处理;通信单元负责将数据处理单元输出的方向数据上传至接收设备。

【技术特征摘要】
1.一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,其特征在于:装置主要包括方向确定单元,角度检测单元,数据处理单元,通信单元和外壳;所述方向确定单元用于得到装有所述装置的摄像机静止状态时的方向数据,包括至少一个三轴加速度传感器和至少一个三轴磁力传感器;所述角度检测单元用于得到装有所述装置的摄像机姿态变化时的方向数据,包括至少一个三轴陀螺仪传感器;所述数据处理单元负责对方向确定单元及角度检测单元得到的数据进行处理;通信单元负责将数据处理单元输出的方向数据上传至接收设备。2.如权利要求1所述的一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,其特征在于:所述装置在监控摄像机上的固定方法包括卡口固定、螺丝固定或不干胶粘贴固定。3.如权利要求1所述的一种具有摄像机地理方向检测功能的装置,其特征在于:数据处理单元计算三轴加速度传感器及三轴磁力传感器采集到的数据。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘毅袁硕之
申请(专利权)人:中国矿业大学北京
类型:新型
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1