发明内容
本发明的主要目的是提供一种影像自动跟踪监视系统，藉由可做360度
回旋及俯仰全方位旋转的单一摄影装置，实现监视无死角的功效，并具有成
本低的优点，以克服传统智能型监视系统庞杂且成本高的问题。
本发明的另一目的是提供一种影像自动跟踪监视系统，其摄影装置具有
主动搜索及跟踪入侵物体的功效。
本发明的再一目的是使监视系统结合触动检测器的设置，以提供一种具
有警戒及远程实时警报作用的影像自动跟踪监视系统。
本发明的又一目是提供一种影像自动跟踪监视系统，藉由感知预设的传
感器被触发，可使摄影装置朝向预定方位，并进行搜索与跟踪。
本发明的又一目的是提出一种可做360度旋转的摄影装置，以克服传统
摄影机因线路缠绕问题而无法做360度旋转的问题。
本发明的又一目的是提出一种摄影装置，其指向可以朝向三维空间中任
何方向，其位置中心基准点为球面坐标的球心，而便于数学运算。
根据本发明，一影像自动跟踪监视系统包括：一摄影装置，其可做360
度旋转的摄影摄取，该摄影装置摄取的影像以一传输模块传输出去；一影像
处理装置，用以处理从该传输模块输入的影像信号而输出一组控制信号，并
使一警报模块及该摄影装置根据该组控制信号发出警报讯息及动作。
其中，摄影装置包括一平台，至少一支架设置在该平台上，在支架的上
侧边设有至少一容置座体，且在支架与容置座体间以一旋转接头连接，且藉
由至少一转动装置带动该容置座体做360度旋转；另有一摄影机设置在容置
座体内，且与该容置座体一同动作。
下面结合附图通过具体实施例对本发明进行说明，以便进一步了解本发
明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。
具体实施方式
本发明藉由可做360度全方位旋转的摄影装置，配合数字影像处理以警
戒、自动搜索并跟踪入侵目标，且结合无线通讯模块实时发出远程警报，用
以保护特定区域的安全。
图1为本发明的架构方块示意图，一影像自动跟踪监视系统包括一摄影
装置10，其可做360度全方位旋转的摄影，摄影装置10的立体结构与旋转作
用将详述于后；摄影装置10摄取的影像信号通过一传输模块12传送至一影
像处理装置14。影像处理装置14包括一微处理器20，以控制影像处理装置
14内其它各组件的动作，微处理器20连接有一信号处理模块16、一储存单
元18、一显示单元15及一组控制接口22，分别为一警报接口222、一马达控
制接口224及一操控接口226，其中，警报接口222及马达控制接口224通常
为RS-232接口；操控接口226则提供使用者手动设定摄影参数、镜头伸缩及
运作模式等控制因子。藉由信号处理模块16处理解算该影像信号，且由微处
理器20发出警报控制及马达控制信号，并通过警报接口222及马达控制接口
224分别将这些控制信号传输至对应的警报控制单元26及摄影装置10，储存
单元18用以储存该影像信号及控制信号等数字资料，显示单元15用以显示
影像及系统动作状态。
其中，传输模块12可为电缆线，亦可为一无线传输模块，此无线传输模
块包含一发射端及一接收端，且发射端设置在摄影装置10上，接收端设置在
影像处理装置14上，以利用发射端将摄影装置10摄取的影像发射出去，且
由接收端接收该影像信号而输入影像处理装置14。
另有一警报模块24通过警报接口222与影像处理装置14相连接，在警
报模块24内设有一警报控制单元26，其连接有一声光警示模块28、一无线
通讯模块30、一遥控开关32、一传感器33及一触动检测器34。警报控制单
元26负责警报模块24内各组件动作流程的控制；其中，警报控制单元26通
过警报接口222接收由影像处理装置14发出的警报控制信号，且根据该控制
信号来控制声光警示模块28发出声音及灯光闪烁的警报。无线通讯模块30
通常包含900MHz、1800MHz及1900MHz三频的GSM模块，设有语音通讯及收
发简讯功能，可预设4组通报电话号码；此外，藉由一控制端36通过无线通
讯模块30可切换警报控制单元26的动作模式为待机模式、警戒模式或搜索
模式。遥控开关32受控于控制端36，以控制警报模块24的开/关，且控制端
36通过遥控开关32可切换警报控制单元26的动作模式为待机模式、警戒模
式或搜索模式。传感器33通常为磁簧开关、烟雾警报器及温度警报器等，藉
由传感器33的设置以检测入侵或异常动作，可实时发出远程警报，并通过影
像处理装置14驱使摄影装置10朝向预设的方位，并进行搜索与跟踪。触动
检测器34通常为高灵敏度的磁簧开关，藉由触动检测器34的设置用以检测
暴力破坏动作，可实时发出远程警报。
图2是本发明的摄影装置10的立体结构示意图。如图所示，摄影装置10
包括一平台38，在平台38上垂直设有一支架40，在支架40的上侧边连接有
一ㄩ型的容置座体42，以容设一摄影机(图中未示)，摄影机可连设一镜头控
制马达(图中未示)，以控制摄影机的镜头的拉远/近；在容置座体42与支架
40间枢设有一旋转接头44，以利用旋转接头44连动容置座体42做垂直方向
的360度旋转；在平台38上且在位于支架40的下侧边设有一俯仰步进马达
46，并以一皮带(图中未示)连接旋转接头44外围的皮带轮48，以藉由俯仰步
进马达46的驱动且同时通过旋转接头44的枢接，带动容置座体42可做垂直
方向的360度旋转。
其中，在平台38上还可垂直设置一支架40’，支架40’与支架40平行
相对，且使容置座体42位于该二支架40、40’之间，以增加容置座体42旋
转时的稳定度。另外，摄影机可朝向三维空间中任何方向，且摄影机的空间
坐标位置中心基准点为球面坐标的球心，以便于数学运算。
此外，在平台38下方设有一中空座体50，在中空座体50内设有一回旋
步进马达52，并以一皮带(图中未示)连接一位于平台38下方的皮带轮54，
以藉由回旋步进马达52的驱动进而带动平台38做水平方向的360度旋转。
另，在中空座体50下方设有四脚座58，以使摄影装置10运作时，藉由脚座
58提供稳定作用，而不产生晃动，以保持影像的清晰度。上述俯仰步进马达
50及回旋步进马达52具有微步进控制功能，且通过马达控制接口224接受影
像处理装置14送出的位置及速度命令而平滑地转动与定位，以达到保持影像
稳定的功效。
上述旋转接头44的结构如图3、图4合图5所示，分别为旋转接头的立
体结构示意图及其正面与侧面的剖视图，旋转接头44具有一圆筒形本体70，
在本体70内设有四个沿轴向延伸的环状空间72，在环状空间72内填充有一
导电液体74，且在本体70二端内位于环状空间72二端缘处各设有一圆形密
封片76，且可在本体70的径向方向上旋转；藉由从其中二环状空间72的二
端缘处各拉出一导电线78且穿过圆形密封片76，以便与摄影机及俯仰步进马
达46形成电连接。因此旋转接头44利用导电液体74可导电且为流体的特性，
使圆形密封片76旋转时，本体70固定不动，故导电线78不会缠绕在一起。
因此，利用旋转接头的连接及马达的驱动，使摄影装置在机械设计上可
具有马达控制信号及电源线不影响旋转作用的特性，进而达到摄影机具有360
度旋回及俯仰旋转的功效以及监视无死角的目的；与现有技术相较，现有技
术利用复数数组排设的摄影机来达到360度监视的作用，因此，本发明不但
利用单一摄影装置即可实现监视无死角的功效，并可克服现有监视系统庞杂
且成本高的问题，而具有系统简单且成本低的优点。
在说明完本发明的系统结构及连接关系后，接下来，说明本发明影像自
动跟踪监视系统的动作模式与作用关系，为使说明更易于了解，以下的无线
通讯模块30将以GSM模块30’辅助说明的。如图6所示，为本发明的待机模
式、警戒模式、搜索模式及跟踪与警报触发模式的切换运作的示意图，同时
请参图1所示，系统在开启电源后，经自测后即进入待机模式60，等待控制
端36经由遥控开关32或GSM模块30’设定进入警戒模式62或搜索模式63。
当警报控制单元26接收到进入警戒模式62/搜索模式63的讯息后，即发出指
令给影像处理装置14及GSM模块30’进入警戒模式62/搜索模式63；而在警
戒模式62/搜索模式63下，警报控制单元26接收到经由遥控开关32或GSM
模块30’发出的解除警戒/搜索讯息，即又恢复为待机模式60。其中，在待
机模式60下，不转动摄影机、不进行影像处理计算，警报控制单元26也不
对传感器33的触发及触动检测器34的检测做响应。
其中，警戒模式62用于执行警戒，且通过摄影机及传感器33来检测入
侵目标。系统进入警戒模式62后的动作流程为：当系统由待机模式60进入
警戒模式62时，先进行摄影机定位，定位完成后摄影机朝向预设的方位；摄
影机摄取的影像信号经由传输模块12传送至影像处理装置14后，每次比对2
张影像，以找出画面中是否有移动的目标。若未找到移动的目标则继续警戒；
若发现移动目标，则进入跟踪与警报触发模式64。
搜索模式63用于执行搜索，且通过摄影机来检测入侵目标。系统进入搜
索模式63后的动作流程系详述如下：当系统由待机模式60进入搜索模式63
时，先进行摄影机定位，定位完成后再利用摄影机进行搜索。摄影机摄取的
影像信号经由传输模块12传送至影像处理装置14后，由其内的信号处理模
块16进行处理解算；其中，摄影机在进行搜索时，利用俯仰步进马达46及
回旋步进马达52的驱动系以每10秒30步的速度进行搜索(每步转动的角度
可经由使用者设定)，每次到达定点时摄取2张影像，且将该影像的信号传送
至影像处理装置14内以进行比对，并找出画面中是否有移动的目标。若未找
到移动的目标则将摄影机按预先规画的路径移动至下一定点继续搜索；若发
现移动目标，则进入跟踪与警报触发模式64。
另外，在搜索模式63下，警报控制单元26同时亦接收传感器33的响应，
若传感器33被入侵动作触发，旋即回复讯息至警报控制单元26，而进入跟踪
与警报触发模式64。
跟踪与警报触发模式64处理摄影装置10或传感器33检测到的入侵或异
常状况。经由影像处理装置14将摄影装置10摄取的影像进行解算处理而发
现入侵目标时，影像处理装置14将立即发出指令使摄影装置10对入侵目标
进行跟踪，影像处理装置14将根据目标的位置及移动速度以10秒30次的计
算速度，计算摄影机移动的下一个定点，以保持目标在画面的中央；此时，
影像处理装置14亦激活数字影像纪录，使影像处理装置14内的微处理器20
将影像资料储存于储存单元18内，且影像处理装置14同时通过警报接口222
响应警报信号给警报控制单元26，并由警报控制单元26控制声光警示模块
28发出声光警报，同时警报控制单元26通过GSM模块30’拨出预设电话号
码以发出入侵警报。
藉由传感器33检测到入侵或异常状况时，跟踪与警报触发模式64被激
活，使摄影装置10转向至预设的方位，以开始进行目标的搜索与跟踪。其中，
若在传感器33检测到入侵动作之际，摄影机已进行目标跟踪，则继续跟踪目
前的目标，不再转动至被触发的传感器33对应的方位；若不同的传感器33
均检测到侵入动作时，摄影机转向至最新被触发的传感器33对应的方位，以
进行目标搜索。
此外，当触动检测器34检测到暴力破坏动作时，警报控制单元26同样
亦发出声光警报，及通过GSM模块30’拨号给预设电话使用者以发出入侵警
报。
上述摄影机在跟踪目标时，若经过1分钟均未再跟踪到入侵目标，则转
向传感器33对应的方位搜索持续2分钟，若仍未检测到入侵目标，则回到先
前已设定的警戒模式62或搜索模式63继续动作。
其中，安全人员在收到警报后，可通过电话解除跟踪与警报触发模式64
或抵达现场利用遥控开关32解除本模式。若入侵警报未解除，则以预设间隔
时间重复发出入侵警报直到解除本模式或收到停送警报命令为止。
另外，在跟踪与警报触发模式64下，系统全程纪录数字影像，直到解除
本模式或影像储存媒体满载。
综上所述，本发明为一智能型监视系统，具有以下功效及特点：
1.机械结构具有旋回及俯仰均可的360度旋转的设计，无旋转死角。
2.具有警戒目标能力，系统在警戒模式时，系可对特定方向寻找在区域
内移动或异常的目标。
3.具有搜索目标能力，系统在搜索模式时，按照预定的搜索路径寻找在
区域内移动或异常的目标。
4.具有跟踪目标能力，若在警戒或搜索时找到移动或异常的目标，则进
入跟踪与警报触发模式，系统将解算目标移动的位置及速度，以控制摄影机
的移动，使目标保持在影像的中央。
5.具有影像记录的功能，当系统进入跟踪与警报触发模式时同步纪录数
字影像，将跟踪的目标影像加以纪录以供日后参考。
6.结合无线通讯模块发出实时远程警报。
7.结合传感器，当传感器被触发时，通过无线通讯模块远程发出警报，
并同时将摄影装置转向传感器对应的方位，以搜索并跟踪目标。
8.结合触动检测器，当检测器被触发时，系通过无线通讯模块发出实时
远程警报。
以上通过实施例说明了本发明的特点，其目的在使本领域的熟练技术人
员能够了解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的范围，故，凡其它
未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效修饰或修改，仍应包含在本发明的
保护范围内。