全空间同步监控摄像系统技术方案

本发明专利技术提供了一种全空间同步监控摄像系统及其视频拼接方法，所述系统包括至少二个摄像头、视频采集单元、时间同步单元、传输单元及中央处理单元。通过将至少二个摄像头的光心轴交集于同一点上，实现了覆盖垂直360度及水平360度的全空间摄像，同时利用时间同步单元对摄像头取得视频帧进行校时，使中央处理单元能够基于时间同步单元给出的带有时间戳的视频帧信息封装形成一个具有全空间信息的视频数据包实现了用户终端可以在一个视频中同时监控摄像头周围全空间中的任一个方位，便于监控人员从整体的角度把握监控方位，进行统一指挥调度的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监控设备
，具体来说涉及一种全空间同步监控摄像系统及其视频拼接方法。
技术介绍
随着社会的迅速进步以及计算技术的不断发展，视频监控在生产生活各方面得到了非常广泛的应用。目前，在电子监控安防领域中，各大公共场所通常采用一个普通摄像机对某个场景的指定范围进行实时拍摄视频监控。但是，普通摄像机存在视场角度较小、容易产生盲区的问题。当摄像机的盲区发生警情时，监控人员无法通过监控视频查看发生的异常情况。为了克服这些问题，常用的做法是采用多摄像机联动对射，在一个场景的各个空间位置上安装摄像机，令摄像机相互对射，尽量使得盲区减小。然而这种法也存在以下缺陷：(1)当发生警情时，监控人员需逐个查看每个摄像机的画面，才能找出相应的监控视频，这样就降低了监控的效率；(2)监控人员在切换摄像机画面时，实际空间的观察点也在切换，还不符合人类的观察习惯；(3)多摄像头联动对射的方法，因在同一个空间范围内需要安装多台摄像机，所以会增加施工布线的复杂度。此外，公共安全要求越来越高，普通的摄像机已经很难满足现代的监控要求，因此需要一种能够同时监控不同视角的全景摄像机。针对普通摄像机的缺点，当前已经出现了高速球型摄像机、鱼眼摄像机、多摄像头全景摄像机等全景摄像机。其中，高速球型摄像机是利用步进电机驱动摄像机去拍摄空间中不同视角范围；然而，高速球型摄像机不能同时进行全方位监控，只能监控一个视角范围；由一个视角切换到另外一个视角
所需要的时间依赖于步进电机的性能，而且步进电机的寿命也影响高速球型摄像机的使用。鱼眼摄像机的视场角虽然可以达到水平360度垂直180度，甚至垂直220度，但摄像机背面的视角是监控不到的，达不到全方位监控的效果，同样存在盲区，而且镜头边缘的图像扭曲较大。多摄像头的全景摄像机可以解决镜头边缘图像扭曲大的问题，但大部分设计的视场角与鱼眼摄像机类似，在立体空间中的垂直方向的监控范围只达到180度；并且这种全景摄像机基本没有考虑各个摄像头的视频画面同步问题，当有运动物体在两个摄像头之间运动时，就会出现运动不一致的情况，影响监控效果。据上，目的全空间同步监控摄像系统确实有待进一步改善。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供一种全空间同步监控摄像系统及其视频拼接方法，通过具有至少二个摄像头的视频采集单元与时间同步单元、传输单元及中央处理单元连接，利用至少二个摄像头实现了覆盖垂直360度及水平360度的全空间摄像，同时利用时间同步单元对摄像头取得视频帧进行校时，使中央处理单元能够基于时间同步单元给出的带有时间戳的视频帧信息封装形成一个具有全空间信息的视频数据包实现了用户终端可以在一个视频中同时监控摄像头周围全空间中的任一个方位，便于监控人员从整体的角度把握监控方位，进行统一指挥调度的技术效果。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是提供一种全空间同步监控摄像系统，其包括视频采集单元、时间同步单元、传输单元及中央处理单元；其中，所述视频采集单元，具有至少二个摄像头，各摄像头的光心轴交集于同一点上，且各摄像头经图像采集后输出一视频帧信息；所述时间同步单元，与所述视频采集单元连接，用以控制所有摄像头同步进行图像采集，以及接收各摄像头输出的视频帧信息并对各视频帧信息插入时间戳；所述传输单元，与所述时间同步单元及所述中央处理单元连接，用以传输所述带有时间戳的视频帧信息；所述中央处理单元，用以接收
所述带有时间戳的视频帧信息，并将带有相同时间戳的视频帧信息封装形成一包括全空间信息的视频数据包。本专利技术全空间同步监控摄像系统的进一步改进在于，所述系统具有一封装外壳用以封装所述视频采集单元、时间同步单元及传输单元，所述封装外壳具有相对两侧，一侧安装所述摄像头，另侧安装支架。本专利技术全空间同步监控摄像系统的进一步改进在于，所述时间同步单元具有第一网络发送/接收模块；所述传输单元具有第二网络发送/接收模块；所述中央处理单元各具有第三网络发送/接收模块；所述时间同步单元、传输单元及中央处理单元通过所述第一、第二及第三网络发送/接收模块进行信号通讯，且第二网络发送/接收模块与第三网络发送/接收模块之间通过网络传输线或无线通讯模连接。本专利技术全空间同步监控摄像系统的进一步改进在于，所述视频采集单元具有四个摄像头，所述四个摄像头的光心轴在同一平面上，且任意相邻的二摄像头的光心轴之间夹角为度。本专利技术全空间同步监控摄像系统的进一步改进在于，所述摄像头的摄像范围覆盖以摄像头为中心的水平360度及垂直360度的空间；所述摄像头选自普通镜头、广角镜头或鱼眼镜头。本专利技术全空间同步监控摄像系统的进一步改进在于，所述中央处理单元与用户终端连接，所述用户终端具有使用者操作界面，所述中央处理单元用以接收用户的操作命令。本专利技术还提供了一种全空间同步监控摄像系统的视频拼接方法，所述系统包括视频采集单元具有至少二个摄像头，所述视频采集单元与时间同步单元连接，且所述时间同步单元通过传输单元与中央处理单元连接；其中，所述方法包括：将所述摄像头、所述视频采集单元、所述时间同步单元及所述传输单元定位安装于监控空间中；所述各摄像头的光心轴交集于同一点上，且具有覆盖垂直360度和水平360度的摄像范围；所述摄像头被所述时间同步单元控制同步进行图像采集，令所述摄像头输出视频帧信息；所述视频采集单元接收所述摄像头输出的视频帧信息并传输至所述时间同步单元；所述时间同步单元接收所述视频帧信息并插入时间戳，形成带有时间戳的视频帧信息，并通过所述传输单元输送至所述中央处理单元；所述中央处理单元依据各视频帧信息的时间戳，将具有相同时间戳的视频帧信息封装形成一包括全空间信息的视频数据包。本专利技术全空间同步监控摄像系统的视频拼接方法的进一步改进在于，所述中央处理单元为计算计设备，所述传输单元与中央处理单元之间通过网络传输线或无线通讯模连接；且所述中央处理单元与用户终端连接，所述用户终端具有使用者操作界面，所述中央处理单元用以接收所述用户终端输出的操作命令，并依据所述操作命令输出对应的视频信息。本专利技术全空间同步监控摄像系统的视频拼接方法的进一步改进在于，所述摄像头采用相同型号的的镜头，且所述摄像头的摄象范围取决于鱼眼镜头的视场角度。本专利技术全空间同步监控摄像系统的视频拼接方法的进一步改进在于，所述视频采集单元具有四个摄像头，所述四个摄像头的光心轴在同一平面上，且任意相邻的二摄像头的光心轴之间夹角为90度。本专利技术通过前述全空间同步监控摄像系统及其视频拼接方法，具有以下有益的技术效果：(1)本专利技术的全空间同步监控摄像系统具有至少二个摄像头构成全景摄影机，并使所有摄像头的光心轴的交点在同一个点上，减小摄像盲区，实现了摄像范围包括了水平360度、垂直360度的全视角的技术效果。(2)本专利技术通过时间同步单元控制摄像头进行图像采集，以及接收视频帧信息并进行校时，实现了使各个摄像头的监控画面在时间上能够达到同步一致的技术效果，避免发生视频数据包中存在不同时间摄像的视频帧。(3)本专利技术通过中央处理单元将插入了时间戳的视频帧信息进行整合封装，由具有相同时间戳的视频帧信息形成所述视频数据包，让用户终端可以通过使用者操作界面对中央处理单元输出操作命令后，在使用者操作界面选择查看特定时间及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全空间同步监控摄像系统，其特征在于，包括：视频采集单元、时间同步单元、传输单元及中央处理单元；其中，所述视频采集单元，具有至少二个摄像头，各摄像头的光心轴交集于同一点上，且各摄像头经图像采集后输出一视频帧信息；所述时间同步单元，与所述视频采集单元连接，用以控制所有摄像头同步进行图像采集，以及接收各摄像头输出的视频帧信息并对各视频帧信息插入时间戳；所述传输单元，与所述时间同步单元及所述中央处理单元连接，用以传输所述带有时间戳的视频帧信息；所述中央处理单元，用以接收所述带有时间戳的视频帧信息，并将带有相同时间戳的视频帧信息封装形成一包括全空间信息的视频数据包。

【技术特征摘要】
1.一种全空间同步监控摄像系统，其特征在于，包括：视频采集单元、时间同步单元、传输单元及中央处理单元；其中，所述视频采集单元，具有至少二个摄像头，各摄像头的光心轴交集于同一点上，且各摄像头经图像采集后输出一视频帧信息；所述时间同步单元，与所述视频采集单元连接，用以控制所有摄像头同步进行图像采集，以及接收各摄像头输出的视频帧信息并对各视频帧信息插入时间戳；所述传输单元，与所述时间同步单元及所述中央处理单元连接，用以传输所述带有时间戳的视频帧信息；所述中央处理单元，用以接收所述带有时间戳的视频帧信息，并将带有相同时间戳的视频帧信息封装形成一包括全空间信息的视频数据包。2.根据权利要求1所述的全空间同步监控摄像系统，其特征在于：所述系统具有一封装外壳用以封装所述视频采集单元、时间同步单元及传输单元，所述封装外壳具有相对两侧，一侧安装所述摄像头，另侧安装支架。3.根据权利要求1或2所述的全空间同步监控摄像系统，其特征在于：所述时间同步单元具有第一网络发送/接收模块；所述传输单元具有第二网络发送/接收模块；所述中央处理单元各具有第三网络发送/接收模块；所述时间同步单元、传输单元及中央处理单元通过所述第一、第二及第三网络发送/接收模块进行信号通讯，且第二网络发送/接收模块与第三网络发送/接收模块之间通过网络传输线或无线通讯模连接。4.根据权利要求1或2所述的全空间同步监控摄像系统，其特征在于：所述视频采集单元具有四个摄像头，所述四个摄像头的光心轴在同一平面上，且任意相邻的二摄像头的光心轴之间夹角为
\t90度。5.根据权利要求1或2所述的全空间同步监控摄像系统，其特征在于：所述摄像头的摄像范围覆盖以摄像头为中心的水平360度及垂直360度的空间；所述摄像头选自普通镜头、广角镜头或鱼眼镜头。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹江中，李彦志，茅庆江，谢福平，
申请(专利权)人：浩云科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44