具有深度信息確定的監視攝像機設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種監視攝像機設備，其具有:用于由攝像機裝置的拍攝位置拍攝具有至少一個對象的監視區域的攝像機裝置、用于改變攝像機裝置的拍攝位置的促動器裝置、用于控制促動器裝置和攝像機裝置的控制裝置和用于分析處理攝像機裝置的圖像的分析處理裝置，其中，在攝像機裝置的第一拍攝位置中能夠拍攝第一圖像，而在攝像機裝置的第二拍攝位置中能夠拍攝第二圖像，其中，圖像示出所述監視區域的具有所述至少一個對象的至少一個相同部分區段作為共同的部分區段。
【背景技術】
[0002]監視攝像機通常構造為黑白或彩色攝像機并且分布在待監視的區域中，以便在那兒拍攝這些區域的視頻序列或者單個圖像并且將其例如轉發到監視中心或存儲用于隨后審閱。通常的監視攝像機可以靜止地設置也或是可運動的。已知例如所謂的搖攝傾斜縮放攝像機(PTZ攝像機)，所述搖攝傾斜縮放攝像機可以沿視向改變。這樣的PTZ攝像機例如用于借助僅僅一個唯一的攝像機監視廣泛的區域。
[0003]文獻DE 10 2005 057 569 Al——其可能構成最接近的現有技術——例如公開了一種用于借助至少一個視頻攝像機進行監視的裝置。視頻攝像機設置在擺動設備和/或傾斜設備上，從而其視向一一在該情況下根據聲學信號一一可以受控地定向。

【發明內容】

[0004]在本發明的范圍中提出一種具有權利要求1的特征的監視攝像機設備。本發明的優選或有利的實施方式由從屬權利要求、以下的說明書以及附圖得出。
[0005]本發明主題是一種例如可應用在視頻監視設施中的監視攝像機設備。在這樣的視頻監視設施中可以應用多個監視攝像機設備。例如在該視頻監視設施中集成多于所述監視攝像機設備中的10、30或50個。
[0006]監視攝像機設備包括攝像機裝置，其構造為例如黑白攝像機或彩色攝像機并且其能夠實現圖像的或可選擇地補充地圖像序列的拍攝。攝像機裝置構造用于拍攝監視區域、也即攝像機裝置的周圍環境中的區域的圖像，其中，在所述監視區域中設有和/或可設有至少一個對象。為了拍攝監視區域，攝像機裝置位于一個拍攝位置，其中，通過拍攝位置確定尤其光軸、特別是攝像機裝置的視向。
[0007]監視攝像機設備還包括促動器裝置，其構造用于改變攝像機裝置的拍攝位置。促動器裝置可以涉及一維促動器裝置例如擺動裝置、涉及二維促動器裝置例如擺動傾斜裝置或者涉及多維促動器裝置。在本發明的范圍中也可能的是這樣的促動器裝置，所述促動器裝置例如按照笛卡爾軸引起拍攝位置的變化或者構造為直線軸和擺動軸的混合形式。
[0008]監視攝像機設備包括控制裝置，該控制裝置適合和/或構造用于一方面控制促動器裝置而另一方面用于控制攝像機裝置。該控制裝置可以一件式或多件式地實現。該控制裝置或其部分可以集中地、尤其是集成地設置在監視攝像機設備中或者分散地、尤其是與攝像機裝置間隔開地定位。控制裝置使得可能的是，攝像機裝置能夠行進到第一拍攝位置中和第二拍攝位置中并且可以在那分別拍攝一個圖像一一下面稱為第一圖像和第二圖像。所述圖像也可以是一個圖像序列的一部分。第一和第二拍攝位置在此如此選擇，使得第一和第二圖像顯示所述監視區域的至少一個相同部分區段作為共同的部分區段。該相同或共同的部分區段尤其構造為圖像中的重疊的部分區段。在該共同的部分區段中設有至少一個對象，其中，在殘留的監視區域中可以設置另外的對象。
[0009]此外監視攝像機設備包括用于分析處理攝像機裝置的圖像的分析處理裝置。分析處理裝置也可以集中地或分散地設置。分析處理裝置可以例如構造為數字的數據處理裝置、尤其是計算機、微控制器、DSP,其具有相應的程序。
[0010]在本發明的范圍中提出，分析處理裝置構造用于由第一和第二圖像確定關于在所述共同的部分區段中的所述至少一個對象的深度信息。
[0011]深度信息可以限于至少一個對象的一個對象點并且因此限于攝像機裝置或另一參考點與所述對象點的距離確定。對此替代地，可以對于至少一個對象的多個對象點確定深度信息，從而由該對象可以導出三維的深度確定。在本發明的擴展方案中也可以在監視區域中創建多個對象的3D模型。
[0012]在此本發明的考慮在于，通過攝像機裝置的拍攝位置的變化同時產生在第一圖像中的分配給所述對象點的第一圖像點與在第二圖像中的分配給所述對象點的第二圖像點的視差。連同第一圖像的圖像平面和第二圖像的圖像平面相對于所述對象的錯開，能夠實現所述對象點的深度信息的確定。
[0013]通常在常規監視攝像機中傳送監視區域的僅僅一個二維成像，然而沒有獲得關于所成像的監視情景的深度的信息。然而根據本發明提出，通過監視攝像機設備確定深度信息，其方式是，分析處理來自攝像機裝置的相對于監視區域中的至少一個對象的不同拍攝位置的圖像。這樣的分析處理算法對于本領域技術人員而言例如以索引詞“Structurefrom Mot1n:由運動恢復結構-SfM”由文獻已知。
[0014]在本發明的一個優選構型中設置，第一和第二拍攝位置如此構造，使得可以給它們分配第一圖像平面和與所述第一圖像平面錯開的第二圖像平面。在此設置，對象的對象點在第一圖像平面上的第一圖像點與相同對象點在第二圖像平面上的第二圖像點具有視差。
[0015]在本發明的一個特別簡單和由此穩定的優選實現中設置，在第一拍攝位置中攝像機裝置的光軸相對于在第二拍攝位置中所述攝像機裝置的光軸平行錯開一個基本值b。在該構造中，攝像機裝置在第一和第二拍攝位置中類似于人的兩只眼睛那樣設置并且相互錯開所述基本值。正好在該實施方案中已知多種算法，從而深度信息的確定能夠特別簡單并且因此穩定地實現。
[0016]在本發明的一個優選的構造上的構型中，監視攝像機設備具有殼體，其中，攝像機裝置和促動器裝置設置在殼體中。控制裝置和分析處理裝置可以完全地或部分地設置在殼體中，替代地它們完全地或部分地定位在殼體之外。特別優選地，該殼體構造為圓頂殼體，其中，該圓頂殼體具有基本體和透明的穹頂(圓頂)，其中，攝像機裝置通過促動器裝置可運動地設置在殼體中并且光軸穿過透明的穹頂。尤其殼體連同促動器裝置和攝像機裝置構造為一個靜止設置的單元。
[0017]特別優選的是，監視攝像機設備構造為蓋式攝像機、壁式攝像機或桿式攝像機。用于監視攝像機設備的所述結構型式在那時已經建立，其中，蓋式攝像機例如應用在百貨商店或建筑物中，壁式攝像機尤其在高的房子壁中安裝在中等高的區域中，而桿式攝像機經常在自由地帶中用于根據立桿監視周圍環境。
[0018]在一種可能的構型中，促動器裝置具有機動化的直線軸，通過該直線軸使攝像機裝置移動基本值，以便采用兩個拍攝位置。直線軸的運動方向尤其垂直于光軸地定向。在該構型中可特別簡單地求取所述基本值，因為所述基本值相應于直線軸的行進路徑。
[0019]然而在構造上優選的是，促動器裝置具有主擺動裝置以及輔助擺動裝置，所述主擺動裝置具有主擺動軸，所述輔助擺動裝置具有輔助擺動軸。主擺動裝置和輔助擺動裝置分別至少構造為擺動裝置，然而也可以實現為旋轉裝置。主擺動軸和輔助擺動軸能夠相互平行錯開地設置或相互平行錯開地設置。通過主擺動軸和輔助擺動軸能夠相互平行錯開地設置的方式，它們不僅可以使攝像機裝置擺動，而且補充地使其自身相互平行地錯開。通過平行的錯開可能的是，特別大地設計一個或所述基本值，從而改善了深度分辨率并且因此改善深度信息求取的精度。
[0020]在此特別優選的是，輔助擺動裝置、主擺動裝置和攝像機裝置形成一個運動學上的鏈，其中，輔助擺動裝置設置在主擺動裝置上而攝像機裝置設置在輔助擺動裝置上。因此，在主擺動裝置旋轉時輔助擺動裝置連同攝像機裝置一起擺動。相反，在輔助擺動裝置擺動時僅僅攝像機裝置擺動，然而主擺動裝置不運動。在該構型中可能的是，首先通過主擺動裝置使攝像位置行進到中間位置中，并且隨后通過輔助擺動裝置使攝像機位置行進到第二拍攝位置中，其中，第一和第二拍攝位置的光軸相互平行地設置。
[0021]在本發明的一種可能的構造上的構型中，主擺動軸對于攝像機裝置偏心地設置，尤其是對于攝像機裝置的物鏡的主平面和/或攝像機裝置的圖像傳感器的傳感器平面偏心地設置。相反，輔助擺動軸優選設置在攝像機裝置內。通過這種方式可能的是，通過主擺動軸使攝像機裝置處于離心擺動運動并且隨后借助于輔助擺動裝置糾正光軸的定向。
[0022]在本發明的一種可能的構造上的構型中，主擺動裝置包括底座板，可以通過主擺動裝置使該底座板繞主擺動軸擺動。輔助擺動裝置連同攝像機裝置離心地設置在底座板上，從而輔助擺動軸與主擺動軸平行錯開地定位。
[0023]在本發明的一個特別成本有利的實施方式中，主擺動裝置和輔助擺動裝置通過一個共同的電機相互運行和/或通過傳動裝置相互約束引導，其中，約束引導如此構造，使得在第一位置中和在第二位置中光軸的定向相互平行。替代地采用兩個不同的驅動裝置、尤其電機。
[0024]在本發明的一個特別優選的實現中，主擺動軸和/或輔助擺動軸構造為搖攝擺動軸和/或垂直于監視攝像機設備和/或殼體的底板或裝配板。通過這種方式實現了光軸沿水平方向錯開基本值，該基本值能夠作為橫向視差通過圖像處理算法特別簡單地處理。
[0025]在本發明的一個優選構型中，分析處理裝置通過程序技術和/或電路技術構造用于基于三角測量方法以及基于第一和第二圖像以及基于圖像平面之間的基本值的認識確定深度信息。可選地附加地可以設置，通過光流的方法檢測對象的圖像點的或對象的對象點的對應關系。
【附圖說明】
[0026]本發明另外的特征、優點和作用產生于本發明的優選實施例以及附圖的以下說明。其中:
[0027]圖1:作為本發明的一個實施例在一個監視區域中監視攝像機設備的示意圖；
[0028]圖2a、b:用于闡明深度信息確定的功能方式的圖1中的監視攝像機設備的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1作為本發明的一個實施例示出了監視攝像機設備I的強示意性示圖。監視攝