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1、(10)申请公布号 CN 103051884 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103051884 A *CN103051884A* (21)申请号 201310012749.3 (22)申请日 2013.01.14 H04N 7/18(2006.01) H04N 5/232(2006.01) G03B 17/08(2006.01) (71)申请人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通 大街 145 号哈尔滨工程大学科技处知 识产权办公室 (72)发明人 蔡成涛 朱齐丹 夏桂华 刘志林 原新 徐从营 陆军 (54) 发明名称 一种粗精观察模式相结合的。
2、全方位视觉监视 系统 (57) 摘要 本发明的目的在于提供一种粗精观察模式相 结合的全方位视觉监视系统， 包括全景视觉图像 采集子系统、 常规视角图像采集子系统、 嵌入式 图像采集处理及数据传输子系统， 全景视觉图像 采集子系统包括双曲面反射镜、 成像镜头、 全景 相机， 成像镜头安装在全景相机上， 双曲面反射镜 设置在成像镜头上方 ； 常规视角图像采集子系统 包括云台， 云台安装工业相机， 常规视角图像采集 子系统固定在全景视觉图像采集子系统顶部， 嵌 入式图像采集处理及数据传输子系统分别连接全 景视觉图像采集子系统和常规视角图像采集子系 统， 采集并输出全景相机和工业相机图像信息并 对全景。
3、相机和工业相机发送控制命令。本发明既 能进行大范围场景监视， 同时也可对场景细节进 行精确观察。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统， 其特征是 ： 包括全景视觉图像采 集子系统、 常规视角图像采集子系统、 嵌入式图像采集处理及数据传输子系统， 全景视觉图 像采集子系统包括双曲面反射镜、 成像镜头、 全景相机， 成像镜头安装在全景相机上， 双曲 面反射镜设置在成像镜头上方， 使全景相。
4、机能够拍摄到水平方向 360、 竖直方向不小于 180的范围 ； 常规视角图像采集子系统包括云台， 云台上安装工业相机， 常规视角图像采 集子系统固定在全景视觉图像采集子系统顶部， 嵌入式图像采集处理及数据传输子系统分 别连接全景视觉图像采集子系统和常规视角图像采集子系统， 采集并输出全景相机和工业 相机图像信息并对全景相机和工业相机发送控制命令。 2. 根据权利要求 1 所述的一种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统， 其特征 是 ： 全景视觉图像采集子系统还包括防尘防水玻璃护罩， 双曲面反射镜、 成像镜头、 全景相 机均安装在防尘防水玻璃护罩里。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一。
5、种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统， 其特 征是 ： 双曲面反射镜表面镀膜， 其竖直方向视场可调节。 权 利 要 求 书 CN 103051884 A 2 1/2 页 3 一种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统 技术领域 0001 本发明涉及的是一种监控装置。 背景技术 0002 单摄像机由于受到监控范围的限制， 显然满足不了对整个场景进行 360 度监控的 要求， 于是出现了多摄像机的使用， 可以扩大监视的有效范围， 但对于多摄像机跟踪系统而 言， 我们需要确定在每个时刻使用哪一个摄像机或哪一幅图像， 多摄像机之间的选择和信 息融合是一个难点。云台是一种全方位监控设备， 依靠一个摄。
6、像头的 360 度旋转来监控整 个场景， 但是摄像头的监控视角毕竟有限， 在某一时刻肯定存在监控死角， 且其图像算法复 杂， 并没有达到真正意义上的全方位监控， 而且其运行过程中存在设备的磨损， 因此使用寿 命较短。全方位视觉传感器为实时获取场景的全景图像提供了一种新的解决方案。基于全 方位视觉传感器的摄像机有着非常突出的优点， 其视野广 (360 度 )， 能把一个半球视野中 的信息压缩成一幅图像， 一幅图像的信息量更大， 全景图像中的任何一点都对应于监视空 间中的某一确定的点， 因此空间位置标定算法简单， 监控时不用瞄准目标， 使得视觉信息的 获取、 检测和跟踪监视范围内的运动物体的算法更。
7、加简单， 是一种快速、 可靠的全景视觉信 息采集手段， 但全景图像在增加视场角的同时也导致图像对景物细节的分辨能力下降。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供实现大范围场景监控、 同时可对场景内可疑目标进行精确 观察的一种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统。 0004 本发明的目的是这样实现的 ： 0005 本发明一种粗精观察模式相结合的全方位视觉监视系统， 其特征是 ： 包括全景视 觉图像采集子系统、 常规视角图像采集子系统、 嵌入式图像采集处理及数据传输子系统， 全 景视觉图像采集子系统包括双曲面反射镜、 成像镜头、 全景相机， 成像镜头安装在全景相机 上， 双曲面反射镜设置在成像。
8、镜头上方， 使全景相机能够拍摄到水平方向 360、 竖直方向 不小于 180的范围 ； 常规视角图像采集子系统包括云台， 云台上安装工业相机， 常规视角 图像采集子系统固定在全景视觉图像采集子系统顶部， 嵌入式图像采集处理及数据传输子 系统分别连接全景视觉图像采集子系统和常规视角图像采集子系统， 采集并输出全景相机 和工业相机图像信息并对全景相机和工业相机发送控制命令。 0006 本发明还可以包括 ： 0007 1、 全景视觉图像采集子系统还包括防尘防水玻璃护罩， 双曲面反射镜、 成像镜头、 全景相机均安装在防尘防水玻璃护罩里。 0008 2、 双曲面反射镜表面镀膜， 其竖直方向视场可调节。 。
9、0009 本发明的优势在于 ： 本发明既能进行大范围场景监视， 同时也可对场景细节进行 精确观察。 说 明 书 CN 103051884 A 3 2/2 页 4 附图说明 0010 图 1 为本发明的结构示意图。 具体实施方式 0011 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述 ： 0012 结合图 1， 本发明装置包括全景视觉图像采集子系统， 宽范围光学变焦的常规视角 图像采集子系统和嵌入式图像采集处理及数据传输子系统 5， 宽范围光学变焦的常规视角 图像采集子系统云台底座固定于全景视觉图像采集子系统顶部， 嵌入式图像采集处理及数 据传输子系统 5 封装在全景视觉图像采集子系统取景装置内。系统。
10、中的双曲面反射镜作 为取景元件主要用来对周围物体成像， 使相机能够拍摄到水平方向 360， 竖直方向不小于 180范围内的物体， 双曲面反射镜根据不同观察需求其竖直方向视场可调节， 并采用镀膜 技术， 使其表面具有较高的表面反射率。 防尘、 防水玻璃护罩配合支柱用来支撑双曲面反射 镜， 玻璃护罩采用增透技术提高光线透过率， 同时玻璃护罩起到对相机和反射镜的保护作 用。防尘、 防水玻璃护罩要求坚固， 透光性好， 表面平整度和光洁度好。 0013 全景视觉图像采集子系统由高分辨率科学级相机 4， 高性能镜头 3 和双曲面形反 射镜 2， 防尘、 防水玻璃护罩组成 6， 防尘、 防水玻璃护罩配合支柱。
11、用来支撑双曲面反射镜， 玻璃护罩采用增透技术提高光线透过率， 同时玻璃护罩起到对相机和反射镜的保护作用。 高分辨率科学级相机 4 采用千万像素级逐行扫描面阵 CCD 相机， 相机采用 Gige 接口， 通过 调整镜头的焦距可以获得不同曲率的双曲线和不同的视场角。 宽范围光学变焦的常规视角 图像采集子系统主要由高清一体工业相机和中载变速云台 1 组成， 相机输出视频格式为标 准 PAL 制式的高变倍模拟相机， 最高变倍倍数为 220 倍 ； 云台满足海洋环境的三防要求， 采 取全天候环境设计， 整体采用抗风结构设计， 铝合金精铸外壳， 采用隐蔽走线。 具有360无 限位连续旋转， 重复精度高， 。
12、能够实现远程控制。 嵌入式图像采集处理及数据传输子系统为 嵌入式 DSP 视频系统电路板， 整个系统分为 5 个部分 ： 外部存储器扩展部分， 视频输入输出 部分， I2C 总线， JTAG 接口， 百兆集成网卡接口， 用于接收辨率科学级相机和云台相机采集 的图像数据及发送云台及相机指控制令。 0014 本发明工作过程 ： 0015 首先高分辨率相机 4 采集场景内全景图像， 采集到的数据经过图像处理单元转换 成有效的图像数据交由嵌入式图像采集处理及数据传输子系统进行处理， 若发现场景内有 可疑目标， 则根据全景图像计算出目标方位， 角度， 控制云台转向目标并对其进行精确观 察， 观察数据交由嵌入式图像采集处理及数据传输子系统进行处理， 嵌入式图像采集处理 及数据传输子系统负责高分辨率科学级相机和云台相机的图像数据采集， 图像数据传输， 设置高分辨率科学级相机参数及传输云台、 相机控制命令。 说 明 书 CN 103051884 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103051884 A 5 。