專利名稱：保安攝像機控制用虛擬操縱桿系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及遙控保安監視用攝像機遠距離調整的控制技術，尤其涉及在計算機上，提供如同真的使用操縱桿那樣的虛擬操縱桿環境的方法及系統。
背景技術：
為了對金融機關，公共機關及軍事設施等要求保安監視的建筑物進行監視，數字錄像機(DVRdigital video recorder)的使用呈現爆發式增長。即，在要求保安監視的主要場所設置監視用攝像機，在以個人電腦(PCpersonal computer)為基礎的DVR中集成保安攝像機，構成圖像監視系統。
一般說來，在一個DVR上連接了多個監視用攝像機，從監視用攝像機傳送來的圖像經過壓縮處理，存儲在硬盤上。因此，通過PC監視器觀察監視攝像機送來的圖像的操作員為了觀察可疑的地區，或是把握看起來奇怪的人的舉止，面貌和衣著等，因此遠離監視用攝像機的攝影方向、調整該攝影方向，或者進行含有放大(zoom in)，縮小(zoom out)的聚焦功能、光圈調節功能等附加功能是有必要的。
因此，現有技術的保安監視系統中，在系統鍵盤上安裝操縱桿，操作員可迅速的對攝像機進行左右回轉(pan)，上下回轉(tilt)，縮放，調焦，光圈調節(iris)，從而可以迅速的對犯人的舉動或可疑的部分進行攝影。
圖1表示了使用安裝有根據現有技術的操縱桿的系統鍵盤的保安監視系統的構成圖。參照圖1，將監視用攝像機40安裝在支柱(mount)50上，與計算機70以RS-422，RS-485，或RS-232C等串行接口的方式連接，一旦接收到命令，支柱50上安裝的電機(圖中未示出)上下左右移動支柱50，調節支柱50上安裝的監視用攝像機40向期望的方向轉動。
這里，遠離的操作員80通過計算機70執行的命令能使攝像機在水平面上左右回轉，在垂直平面上上下回轉，從而除直接控制監視用攝像機40的縮放功能，焦點移動功能，光圈調節功能以外，也能控制其它的如預置，擦拭(wiper)，傳感器開關等功能。
但是，為了遠距離調節上述監視用攝像機40及支柱50，現有技術經常使用安裝有操縱桿20的系統鍵盤。
即，現有技術能夠上下左右移動操縱桿20，迅速使監視用攝像機40朝向操作員80所期望的方向。此時，隨著用左手按鍵盤10的特定按鈕11，12，13，14，同時移動或扭動操縱桿20，可以附加縮放，調焦，光圈調節(iris)等功能。
但是，安裝有根據現有技術的操縱桿20的系統鍵盤10具有價格昂貴的缺點。因此，提出利用計算機監視器30上的圖形用戶界面(GUIgraphic user interface)的方案。
圖2表示控制根據現有技術的監視用攝像機的圖形用戶界面環境的典型的畫面。參考圖2，操作員80一邊遠距離觀察監視器30，一邊可以用鼠標連接監視器上與攝影的畫像91同時顯示的GUI 92，93，94，95(也稱作PTZ方式)。
即，操作員80為了使攝像機朝向特定的方向，可以通過使用鼠標90將光標96移動到GUI上相應位置來下動作指令，在想要縮小或放大的時候，將光標96向相應的GUI 93移動，從而能夠將被攝物的部位放大或縮小來進行觀察。
但是，圖2所示的現有技術，特別是在如追捕犯人那樣，遠離的操作員80必須迅速移動監視攝像機的時候，由于必須調整光標置于與注視的被攝物畫面分開的GUI上，由于技術上的限制，不能如操縱桿那樣容易敏捷的移動。
即，使用操縱桿的場合，向任意期望的方向360度移動操縱桿，調整攝像機的方向的同時，扭動操縱桿，左手按按鈕，能同時進行附加功能(縮放，調焦)。與此相反，使用圖2的GUI的場合，由于必須利用鼠標單擊將光標置于特定部位，使用不方便。

發明內容
因此，本發明的第一目的是在計算機監視器上提供的圖形用戶環境(GUI)下，提供不用硬件追加操縱桿，就能夠控制監視用攝像機的虛擬操縱桿系統及方法。
本發明的第二目的基于上述第一目的，提供在計算機畫面上，使鼠標的動作能夠對應虛擬的操縱桿動作的虛擬操縱桿系統及方法。
為實現上述目的，本發明提供利用鼠標的虛擬操縱桿環境的控制方法，所述控制方法在支柱上設置攝像機，該攝像機屬于將設置于遠隔地的攝像機攝影并傳送的圖像在監視器上顯示、錄像或再生的圖像存儲系統，使上述攝像機前后左右回轉移動，調整攝影方向，在上述保安監視攝像機圖像存儲系統的計算機上遠距離控制包含鏡頭縮放動作的上述攝像機動作的控制指令的方法中，在上述能夠顯示攝影圖像的監視器上的顯示區域中，定義預定區域為虛擬的操縱桿空間，以上述預定的區域內的基準點為中心，將上述預定區域每隔相同的中心角(θ)分割成多個(360°/θ)放射狀的分片區域，在其上如果放置光標，則識別光標所在的坐標，操作員移動鼠標，單擊使光標位于上述多個分片區域中的第一分片區域，拖動到第二區域時，識別上述光標的位置坐標，通過將控制信號傳送到上述攝像機的驅動器，所述控制信號從上述攝像機對準的第一分片區域所代表的放射方向向上述第二分片區域所代表的放射方向回轉移動上述攝像機，與在上述計算機監視器上的預定區域內使光標向任意方向移動相對應，控制上述攝像機的對準方向的改變。


圖1顯示了使用了安裝有根據現有技術的操縱桿的系統鍵盤的保安監視系統的構成圖。
圖2顯示了控制根據現有技術的監視用攝像機的圖形用戶環境的典型畫面。
圖3顯示了執行根據本發明的虛擬操縱桿功能的監視器畫面構成的一個實施例。
圖4顯示了本發明的另一實施例，其中，在監視器上預定區域內可見追加的控制區域，在其中執行放大/縮小等附加功能。
具體實施例方式
下面，參考圖3和圖4詳細說明本發明的虛擬操縱桿技術。本發明提供用戶圖像環境，所述用戶圖像環境在計算機監視器上，在特定區域內單擊，拖動光標移動時，根據光標的移動，使遠隔地的保安監視攝像機前后左右方向水平或垂直回轉動作，通過使鼠標輪前后回轉，命令包含縮/放功能，或聚/散焦功能等附加功能。
本發明的另一實施例，取代使用鼠標輪執行縮/放或聚/散焦等附加功能的方法，在監視器上追加定義特定區域，將光標置于追加的特定區域內單擊及拖動的時候，能執行定義的附加功能。
這樣，用戶能夠一邊注視計算機畫面中出現的被攝物圖像，一邊使鼠標向前后左右360度的任意方向移動，從而改變攝像機的對準方向，且在必要的時候，使縮/放、聚/散焦等附加功能感覺如同邊握著硬件的操縱桿搖動，邊監視被攝物圖像。本說明書中就是為了強調計算機畫面表現的操縱桿功能而將其命名為虛擬操縱桿的。
圖3是表示執行本發明虛擬操縱桿功能的監視器畫面上的構成的一個實施例。
根據本發明的虛擬操縱桿用戶圖像環境(GUI)附加于計算機監視器畫面91上能夠顯示的攝影圖像上，設定預定區域200，201，202，203，204，205，206，207，以該預定區域的基準點為中心，將其分割成具有相同中心角的多個分片區域200，201，202，203，205，205，206，207。因此，如果每個分片區域的中心角都是θ的話，則共計可分出360°/θ個分片區域。最后，識別監視器上光標所在位置的坐標。
如果計算機監視器前注視被攝物的操作員移動鼠標，光標300移動，則將光標置于預定的分片區域200，201，202，203，204，205，206，207單擊時，計算機生成控制攝像機對準方向的命令。即，將光標300置于特定的分片區域203中時，生成使攝像機左右或上下回轉移動的指令信號，將其向攝像機的驅動器傳送。
因此，通過將光標從第一分片區域203向第二分片區域204拖動，將使監視用攝像機從第一區域203所代表的對準方向向第二區域204所代表的對準方向移動的指令通過RS-422，RS-485，或RS-232C等接口傳真線，或者USB口向攝像機的驅動器傳送，控制支持驅動器的電機，改變對準方向。
即，本發明通過使光標300在特定區域(畫面上未見200，201，202，203，204，205，206，207)任意移動，產生了如同使操縱桿自由回轉而回轉移動攝像機的方向那樣的效果。
另外，將光標300置于任意的分片區域203上單擊之后，拖動時，計算被拖動的光標的位置和基準點301之間的距離，與此距離成比例控制攝像機的移動速度。即，在任意分片區域203單擊光標后，使之離開基準點301轉動時，根據最小化與所經過的距離成比例的半徑，能夠使攝像機快速回轉(即，攝像機的移動速度)。
另外，本發明的一個較好的實施例中，通過將光標300置于特定的分片區域203，將使鼠標輪401前后回轉，將執行縮/放功能的指令傳送到攝像機的驅動器。
這樣，用戶利用鼠標200在預定的區域200，201，202，203，204，205，206，207內部單擊并拖動光標，能夠如同搖動操縱桿那樣使攝像機回轉移動，必要的時候通過拖按鼠標輪401命令放縮等附加動作。
本發明的另一實施例中，通過鼠標和鍵盤的組合使用，可執行上述說明的調焦等附加功能。
圖4是本發明的另一實施例，其中顯示了在監視器上的預定區域內具有追加的控制區域，在該控制區域中，執行縮/放、聚/散焦等附加功能的圖面。參考圖4，本發明的第二實施例的特征在于，在預定區域內具有追加的控制區域208，209，210，211。例如，分片區域208，209是接受執行攝像機鏡頭縮/放功能的指令的區域，分片區域210，211是接受執行聚/散焦功能的指令的區域。
也就是說，用戶如果將光標置于分片區域208單擊，執行縮小功能時，即使拖動長度較長，仍能持續執行縮小功能，將光標移到拖動分片區域209方向，也能設計使得縮小功能能夠執行。另外，對于聚/散焦功能，也能在分片區域210和分片區域211利用單擊和拖動功能執行強度調節。
為了使后述的發明的權利要求范圍能夠很好的理解，上述內容概括了本發明的特征和技術優點。下面詳細描述了構成本發明的權利要求范圍的附加的特征和優點等。詳述的本發明的概念和特定實施例對本領域的技術人員來說，能夠快速用于類似于本發明的目的的其它構造的設計或修改。
而且，為實現與本發明同樣目的，對本領域的技術人員來說，本發明詳述的發明的概念和實施例可用于修改或設計成不同的構造。而且，對本領域的技術人員來說，對本發明的修改或變更的等價構造，在不離開權利要求范圍所描述的發明的思想和范圍的限度內，可有多樣變化，置換或變更的可能。
如上所述，本發明在計算機的監視器上設定一預定的區域，在該區域內部根據單擊拖動光標的方向，生成使遠隔地的攝像機左右或上下回轉移動的指令，前后回轉鼠標輪，或在上述一預定區域內部追加的控制區域移動鼠標，可執行縮/放、聚/散焦等附加功能，從而一邊注視計算機的監視器上被攝物的圖像，一邊移動鼠標，實時控制攝像機的移動，可感覺到有虛擬的操縱桿動作的效果。
權利要求
1.一種虛擬操縱桿的控制方法，將圖像存儲系統中的設置于遠隔地的保安監視攝像機設置于支柱上，所述圖像存儲系統將攝像機拍攝并傳送來的圖像在監視器上顯示、錄像或再生，在所述保安監視攝像機圖像存儲系統的計算機上遠距離控制控制所述攝像機動作的指令，所述攝像機動作包括左右回轉移動、攝影方向調整、鏡頭縮放，在能顯示所述攝影圖像的監視器上的顯示區域中，將預定區域定義為虛擬的操縱桿空間，以所述預定區域內的基準點為中心，將所述預定區域分割成具有相同中心角的多個(360°/θ)放射形的分片區域，在其上放置光標則識別光標所在的坐標，操作員移動鼠標，使其置于所述多個分片區域中的第一分片區域并單擊，并向第二分片區域拖動時，識別所述光標位置的坐標，將控制所述攝像機從所述攝像機對準的第一分片區域所代表的放射方向向所述第二分片區域所代表的放射方向回轉移動的控制信號傳送到攝像機的驅動器，從而，在所述計算機監視器上的預定區域內，對應于光標的任意方向的移動，可控制所述攝像機的對準方向的改變。
2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述任意分片區域中單擊并拖動光標的過程中，計算所述光標的位置坐標和所述基準點之間的路徑，以與所述路徑成比例的方式，調節所述攝像機的回轉移動。
3.如權利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在所述任意分片區域中單擊并拖動光標的過程中，計算所述光標的位置坐標和所述基準點之間的路徑，以與所述路徑成比例的方式，調節所述光標的大小進行顯示。
4.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，使所述光標位于所述任意分片區域上，前后回轉所述鼠標輪的時候，在使攝像機對準所述任意分片區域代表的方向的狀態下，向所述攝像機的驅動器傳送控制包含放大，縮小的聚焦/散焦，或光圈調節動作的信號。
5.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，以所述預定區域內的基準點為中心，設定追加的控制區域，在所述控制區域內，放置所述光標并單擊時，執行鏡頭縮放、調焦，或光圈調節中的任一附加功能，根據拖動的方向，將進行陰陽改變，如縮/放、聚/散焦等，的信號傳送到所述攝像機的驅動器上。
6.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述光標在預定區域內移動的同時，鍵盤一同動作，控制攝像機。
7.一種保安監視裝置，其特征在于，計算機遠距離控制保安監視攝像機的動作，所述保安監視攝像機設置于前后左右回轉移動的遠隔地的支柱上，在操作員的控制下，根據驅動器輸出的指令，所述支柱移動，控制對準方向，根據對驅動器信號的控制，執行包括縮放功能、調焦功能、光圈調節功能等的附加功能，其中，所述計算機提供根據所述操作員的鼠標動作來識別移動光標位置的圖形用戶界面，所述圖形用戶界面在所述計算機監視器顯示攝影圖像的區域中的預定區域內識別控制區域，以所述預定控制區域內的基準點為中心，將所述預定區域分割成具有相同中心角(θ)的多個(360°/θ)放射狀的分片區域，操作員移動鼠標，將光標置于所述預定區域中定義的多個分片區域中的任一分片區域中，單擊拖動所述光標移動時，判別所述光標屬于所述多個分片區域中的哪一個分片區域，確定攝像機的對準方向為對應于該分片區域的方向，使攝像機鏡頭朝向該方向回轉移動，計算所述光標離開所述基準點的路徑，按與該路徑成比例的方式，決定回轉移動的速度，根據光標的動作，來控制所述攝像機的動作。
8.如權利要求7所述的保安監視裝置，其特征在于，將所述光標置于所述任意的分片區域上，按所述鼠標輪轉動時，在攝像機對準所述任意的分片區域代表的方向的狀態下，執行包括放大，縮小動作的附加功能。
9.如權利要求7所述的保安監視裝置，其特征在于，設定以所述預定區域內的基準點為中心追加的控制區域，將所述光標置于所述控制區域內單擊時，執行包括鏡頭縮放，調焦，或光圈調節中任意一項附加功能，根據拖動的方向，進行如縮/放，聚/散焦等的陰陽改變。
全文摘要
本發明涉及保安監視用攝像機遠距離調整的控制技術，本發明特別涉及在計算機上，提供如同真的使用操縱桿那樣的虛擬操縱桿環境的方法和系統。本發明在計算機監視器上設定一預定的區域，在其內部單擊根據拖動光標的方向，生成使遠隔地的攝像機左右或上下的回轉移動指令，一旦按押拖動鼠標輪，或者在上述一預定區域中追加的控制區域移動鼠標，可執行放大/縮小，聚焦/散焦等附加功能，從而，可以邊注視計算機監視器上被攝物的圖像，邊移動鼠標，實時控制攝像機的移動，具有可感覺到假想的操縱桿的動作的效果。
文檔編號H04N7/18GK1591305SQ200410069418
公開日2005年3月9日 申請日期2004年6月24日 優先權日2003年6月24日
發明者林燐建, 李耎靜, 金大中 申請人:成津C&C株式會社