[go: up one dir, main page]

RU2827904C2 - Optical video surveillance system - Google Patents

Optical video surveillance system Download PDF

Info

Publication number
RU2827904C2
RU2827904C2 RU2022119193A RU2022119193A RU2827904C2 RU 2827904 C2 RU2827904 C2 RU 2827904C2 RU 2022119193 A RU2022119193 A RU 2022119193A RU 2022119193 A RU2022119193 A RU 2022119193A RU 2827904 C2 RU2827904 C2 RU 2827904C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
video surveillance
lens
frame
surveillance system
optical video
Prior art date
Application number
RU2022119193A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022119193A (en
Inventor
Александр Михайлович Кошелев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РАЙТ СЕКЬЮРИТИ СИСТЕМС"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "РАЙТ СЕКЬЮРИТИ СИСТЕМС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РАЙТ СЕКЬЮРИТИ СИСТЕМС"
Publication of RU2022119193A publication Critical patent/RU2022119193A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2827904C2 publication Critical patent/RU2827904C2/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to optical video surveillance systems presented in the form of multi-sensor video surveillance devices with the possibility of adjusting the angle of inclination and rotation of each sensor module in the device. Disclosed optical video surveillance system is a support platform with sensor modules, each of which includes a lens and a light-sensitive matrix. Lens with a photosensitive matrix is mounted on a detachable holder which is fixed to the support platform; at that, each holder interacts with at least three micrometric screws, each of which is driven by a micromotor.
EFFECT: creation of a universal flexible video surveillance system providing high-quality panoramic images.
5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим системам видеонаблюдения, представленным в виде многосенсорных устройств видеонаблюдения с возможностью регулирования угла наклона и поворота каждого сенсорного модуля в составе устройства.The invention relates to optical video surveillance systems presented in the form of multi-sensor video surveillance devices with the ability to adjust the angle of inclination and rotation of each sensor module in the device.

Под оптической системой видеонаблюдения понимается устройство, выполненное в виде блока с размещенными сенсорными модулями, каждый их который включает в себя объектив и светочувствительную матрицу, выполненными с возможностью изменения их положения, и предназначено для видеонаблюдения подконтрольной территории. Все элементы размещены на опорной платформе и представляют собой соединенные между собой узлы сборочными операциями и находящиеся в функциональном единстве.An optical video surveillance system is a device made in the form of a block with placed sensor modules, each of which includes a lens and a light-sensitive matrix, made with the ability to change their position, and is intended for video surveillance of the controlled territory. All elements are placed on a support platform and represent units connected to each other by assembly operations and are in functional unity.

На основании представленного пояснения специалисту в данной области техники очевидно, что заявленная оптическая система состоит из конструктивных элементов, представляющих собой сборочные единицы, соединенные между собой сборочными операциями (например, с помощью винтов, болтов, штифтов, пайкой и т.д.), выполнены в едином корпусе и обладают функционально-конструктивным единством.Based on the provided explanation, it is obvious to a specialist in this field of technology that the claimed optical system consists of structural elements that are assembly units connected to each other by assembly operations (for example, using screws, bolts, pins, soldering, etc.), are made in a single housing and have functional and structural unity.

Расширение сфер применения систем видеонаблюдения обусловлено необходимостью организации визуального контроля за происходящими ситуациями на территории транспортных (автовокзалы, ж/д вокзалы, аэропорты, метро, общественный транспорт), торгово-развлекательных (торгово-развлекательные центры), культурных (музеи, театры, выставки) и производственных (в том числе, особо охраняемые, секретные и опасные производства) объектов с целью выявления и своевременного предотвращения правонарушений, опасных, нештатных ситуаций, и, как следствие, обеспечения безопасности людей (персонала, посетителей) и, находящегося на территории охраняемого объекта, имущества.The expansion of the scope of application of video surveillance systems is due to the need to organize visual control over situations occurring on the territory of transport (bus stations, railway stations, airports, metro, public transport), shopping and entertainment (shopping and entertainment centers), cultural (museums, theaters, exhibitions) and industrial (including specially protected, secret and dangerous industries) facilities in order to identify and promptly prevent offenses, dangerous, abnormal situations, and, as a result, ensure the safety of people (staff, visitors) and property located on the territory of the protected facility.

В связи с данным фактов, перед производителями систем видеонаблюдения стоит задача разработки технических решений, направленных на увеличение угла обзора видеокамер при получении качественного изображения для возможности осуществления эффективного мониторинга обширных подконтрольных территорий.In connection with this fact, manufacturers of video surveillance systems are faced with the task of developing technical solutions aimed at increasing the viewing angle of video cameras while obtaining high-quality images to enable effective monitoring of large controlled areas.

Из данной области техники известные следующие технические решения.The following technical solutions are known from this field of technology.

Известна телевизионная камера (патент RU 67803), включающая прилегающий к фланцу держатель, выполненный в форме полого стакана, в головной части которого выполнен жесткий упор, повторяющий форму поверхности корпуса телевизионной камеры, выполненного в форме шара, закрепленного в держателе с выступом наружу, внутри которого размещены объектив и ПЗС-матрица, расположенная в фокальной плоскости объектива, отличающаяся тем, что введены удерживающий фланец, размещенный на держателе и элемент, фиксирующий положение корпуса телевизионной камеры, размещенный между внутренней стороной держателя и корпусом телевизионной камеры, при этом держатель, в головной части которого выполнена выемка, соединен с фланцем посредством удерживающего фланца и прижимных винтов.A television camera is known (patent RU 67803), including a holder adjacent to a flange, made in the form of a hollow cup, in the head part of which a rigid stop is made, repeating the shape of the surface of the body of the television camera, made in the form of a ball, fixed in a holder with an outward protrusion, inside which a lens and a CCD matrix are placed, located in the focal plane of the lens, characterized in that a retaining flange is introduced, placed on the holder and an element fixing the position of the body of the television camera, placed between the inner side of the holder and the body of the television camera, wherein the holder, in the head part of which a recess is made, is connected to the flange by means of a retaining flange and clamping screws.

Известна видеокамера (патент RU 2336656), которая содержит модуль датчика изображения, соответствующий объектив, в частности широкоугольный объектив, и держатель. Объектив имеет резьбу, которой он посредством держателя и упругой промежуточной детали свинчен с ответной резьбой модуля датчика изображения таким образом, что резьбовое соединение выполняет двойную функцию, а именно функцию крепления модуля датчика изображения на держателе посредством объектива и функцию фокусировки за счет изменения оптического расстояния между модулем датчика изображения и объективом. Объектив своей резьбой может проходить через сквозные отверстия держателя и упругой промежуточной детали, расположенной между объективом и держателем и выполненной в виде упругого кольца. С использованием поворотного элемента можно настраивать различные направления обзора модуля датчика изображения.A video camera is known (patent RU 2336656), which contains an image sensor module, a corresponding lens, in particular a wide-angle lens, and a holder. The lens has a thread, by which it is screwed by means of the holder and an elastic intermediate part to the mating thread of the image sensor module in such a way that the threaded connection performs a double function, namely the function of fastening the image sensor module to the holder by means of the lens and the focusing function due to changing the optical distance between the image sensor module and the lens. The lens with its thread can pass through the through holes of the holder and the elastic intermediate part, located between the lens and the holder and made in the form of an elastic ring. Using a rotary element, it is possible to adjust different directions of viewing of the image sensor module.

Представленные технические решения характеризуются тем, что не предназначены для эксплуатации на объектах, на которых требуется проводить видеоконтроль достаточно обширных территорий с детализацией отдельных фрагментов сцены из-за ограниченной зоны обзора, обеспечиваемой видеокамерами.The presented technical solutions are characterized by the fact that they are not intended for use at facilities where it is necessary to conduct video monitoring of fairly large areas with detailing of individual fragments of the scene due to the limited viewing area provided by video cameras.

Известна система панорамного изображения (US2020195845 (A1)), включающая в себя центральную камеру, первую и вторую боковые камеры, расположенные для получения изображения сцены в разных направлениях относительно оси вращения, причем первая и вторая боковые камеры расположены на противоположных боковых сторонах центральной камеры.A panoramic imaging system is known (US2020195845 (A1)), which includes a central camera, first and second side cameras arranged to obtain an image of a scene in different directions relative to the axis of rotation, wherein the first and second side cameras are arranged on opposite sides of the central camera.

Центральная камера, первая боковая камера и вторая боковая камера имеют систему визуализации, включающую в себя объектив и датчик изображения; механизм наклона, позволяющий подвижной системе панорамного изображения наклоняться вокруг оси вращения, и блок обработки изображений, включающий функцию сшивания, сконфигурированную для сшивания изображений, снятых центральной камерой, первой боковой камерой и второй боковой камерой, для формирования панорамного изображения сцены, причем панорамное изображение имеет виртуальный горизонт для того, чтобы при наклоне подвижной системы панорамного изображения поддерживать положение виртуального горизонта панорамного изображения в сцене.The central camera, the first side camera and the second side camera have a visualization system including a lens and an image sensor; a tilt mechanism allowing the movable panoramic imaging system to tilt around the rotation axis, and an image processing unit including a stitching function configured to stitch images taken by the central camera, the first side camera and the second side camera to form a panoramic image of the scene, wherein the panoramic image has a virtual horizon so that when the movable panoramic imaging system is tilted, the position of the virtual horizon of the panoramic image in the scene is maintained.

При этом системы визуализации первой и второй боковых камер имеют большее поле зрения в направлении, перпендикулярном оси вращения, чем система визуализации центральной камеры.In this case, the visualization systems of the first and second side cameras have a larger field of view in the direction perpendicular to the axis of rotation than the visualization system of the central camera.

Недостатком данной системы является то, что при осуществлении мониторинга обширной территории не предоставляется возможность получения детального изображения интересующего фрагмента сцены в хорошем качестве.The disadvantage of this system is that when monitoring a large area, it is not possible to obtain a detailed image of the scene fragment of interest in good quality.

Наиболее близким аналогом является продукция немецкой компании Dallmeyer, поставляющая на мировой рынок мультифокальную матричную видеокамеру Panomera по патенту DE102011103378 (B3).The closest analogue is the product of the German company Dallmeyer, which supplies the world market with the Panomera multifocal matrix video camera under patent DE102011103378 (B3).

Данное устройство наблюдения включает в себя несколько камер, каждая из которых имеет множество датчиков изображений, которые выполнены таким образом, что они всегда сканируют различные области зоны наблюдения с варьируемой дальностью объекта в пространстве объекта и создают данные изображений последовательности изображений в видеопотоке.This surveillance device includes several cameras, each of which has a plurality of image sensors, which are designed in such a way that they always scan different areas of the surveillance zone with a variable range of the object in the object space and create image data of a sequence of images in a video stream.

При этом, каждая камера имеет блок управления, который выполнен таким образом, что он выполняет передачу данных изображений с датчиков изображений в сеть, устройство управления, которое выполнено таким образом, что оно создает видеопоток, составленный из данных изображений с датчиков изображений, и/или, по меньшей мере, его отдельную область для представления на устройстве отображения или, по меньшей мере, в одном его окне варьируемого размера, и блок ввода, который выполнен таким образом, что с его помощью может устанавливаться предусмотренная для отображения область зоны наблюдения, а также при необходимости положение и размер указанного, по меньшей мере, одного окна.In this case, each camera has a control unit, which is designed in such a way that it performs the transmission of image data from image sensors to the network, a control device, which is designed in such a way that it creates a video stream, composed of image data from image sensors, and/or at least a separate area thereof for presentation on a display device or at least in one of its variable-size windows, and an input unit, which is designed in such a way that with its help the area of the observation zone intended for display can be set, as well as, if necessary, the position and size of said at least one window.

Каждый датчик изображения оснащен оптикой таким образом, что в каждый момент времени и независимо от дальности объекта обеспечивается гомогенизированное по всему полю зрения датчиков изображений разрешение.Each image sensor is equipped with optics in such a way that at any given time and regardless of the distance of the object, a resolution homogenized across the entire field of view of the image sensors is ensured.

Недостатком устройства видеонаблюдения Panomera является то, что сенсорные модули выполнены зафиксированными без возможности изменения угла наклона, что не позволяет направлять каждый сенсорный модуль на более удобную позицию, тем самым ограничивая угол обзора и возможности видеокамеры в части покрытия интересующей области территории и получения качественного изображения.The disadvantage of the Panomera video surveillance device is that the sensor modules are fixed without the ability to change the angle of inclination, which does not allow each sensor module to be directed to a more convenient position, thereby limiting the viewing angle and the capabilities of the video camera in terms of covering the area of interest and obtaining a high-quality image.

Заявленное техническое решение является развитием конструкции оптической системы видеонаблюдения по патенту РФ № 208789, разработанной одним автором.The claimed technical solution is a development of the design of an optical video surveillance system according to Russian patent No. 208789, developed by one author.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание оптической системы, позволяющей охватывать значительную площадь покрытия сцены, предотвращая возникновение «мертвых зон», тем самым расширяя угол обзора, при достижении высокого качества изображения посредством того, что сенсорные модули из состава системы, включающие объектив и светочувствительную матрицу, устанавливаются на держатель, позволяющий регулировать угол наклона по вертикальной и горизонтальной осям, и содержащий подвижный элемент, выполненный с возможностью вращения сенсорного модуля вокруг горизонтальной оси.The task, which the claimed utility model is aimed at solving, is the creation of an optical system that allows for covering a significant area of stage coverage, preventing the occurrence of "dead zones", thereby expanding the viewing angle, while achieving high image quality due to the fact that the sensor modules from the system, including a lens and a light-sensitive matrix, are installed on a holder that allows for adjusting the tilt angle along the vertical and horizontal axes, and containing a movable element designed with the possibility of rotating the sensor module around the horizontal axis.

Техническим результатом является создание универсальной гибкой системой видеонаблюдения, обеспечивающей качественные панорамные изображения, за счет возможности изменения фокусного расстояния (достигается вращением сенсорного модуля для определения положения прямоугольной светочувствительной матрицы, что даёт для каждого модуля менять формат изображения, с 16:9 на 9:16, либо с 4:3 на 3:4), за счет возможности изменения (расширения) угла обзора каждого сенсорного модуля, за счет возможности смены объектива и светочувствительной матрицы (достигается благодаря использованию съемной оправы, на которой устанавливается сенсорный модуль), за счет склейки изображений с каждого сенсорного модуля в единое панорамное изображение (благодаря возможности изменения угла обзора каждого сенсорного модуля).The technical result is the creation of a universal flexible video surveillance system that provides high-quality panoramic images due to the ability to change the focal length (achieved by rotating the sensor module to determine the position of the rectangular photosensitive matrix, which allows for each module to change the image format from 16:9 to 9:16, or from 4:3 to 3:4), due to the ability to change (expand) the viewing angle of each sensor module, due to the ability to change the lens and photosensitive matrix (achieved by using a removable frame on which the sensor module is installed), due to gluing images from each sensor module into a single panoramic image (due to the ability to change the viewing angle of each sensor module).

Предложенная система является вариофокальной полиоптической системой видеонаблюдения, обеспечивая изменение фокусного расстояния для съемки объектов, в случае их расположения на различных расстояниях от камеры.The proposed system is a varifocal polyoptic video surveillance system, providing a change in focal length for filming objects, in the case of their location at different distances from the camera.

Технический результат достигается за счет оптической системы видеонаблюдения, представляющей собой опорную платформу с сенсорными модулями, каждый из которых включает объектив и светочувствительную матрицу. При этом объектив со светочувствительной матрицей устанавливается на съемной оправе, которая фиксируется к опорной платформе при этом, каждая оправа взаимодействует с, по меньшей мере тремя микрометрическими винтами, каждый из которых приводится во вращение микродвигателем.The technical result is achieved by means of an optical video surveillance system, which is a support platform with sensor modules, each of which includes a lens and a light-sensitive matrix. In this case, the lens with the light-sensitive matrix is installed on a removable frame, which is fixed to the support platform, and each frame interacts with at least three micrometer screws, each of which is driven into rotation by a micromotor.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения оправа включает вращающийся вокруг горизонтальной оси элемент, к которому прикрепляется объектив со светочувствительной матрицей.In a preferred embodiment of the invention, the frame includes an element rotating around a horizontal axis, to which a lens with a light-sensitive matrix is attached.

В другом предпочтительном варианте оправа фиксируется к опорной платформе при помощи пружин растяжения.In another preferred embodiment, the frame is secured to the support platform using tension springs.

В еще одном варианте воплощения изобретения в оправе добавлена канавка для фиксации вращающегося элемента при помощи установочных винтов с подпружиненным шариком.In another embodiment of the invention, a groove is added to the frame for fixing the rotating element using set screws with a spring-loaded ball.

При этом микродвигатели подключаются по шлейфам к контролеру, который обеспечивает их питание, получение обратной связи и их управление - подачи команд на количество оборотов и выбор положения вала.In this case, the micromotors are connected via cables to the controller, which provides them with power, feedback and control - sending commands for the number of revolutions and selecting the shaft position.

Размещение каждого сенсорного модуля на вращающемся элементе, который установлен на опоре, которая может изменять угол по осям x и у при помощи микрометрических винтов, позволяет регулировать угол наклона каждого сенсорного модуля, тем самым изменяя его направление, обеспечивая одновременное покрытие различных зон интереса, что приводит к расширению площади контролируемой зоны, и как следствие, обеспечивается расширение угла обзора камеры видеонаблюдения.The placement of each sensor module on a rotating element, which is mounted on a support that can change the angle along the x and y axes using micrometer screws, allows the angle of inclination of each sensor module to be adjusted, thereby changing its direction, ensuring simultaneous coverage of various areas of interest, which leads to an expansion of the area of the controlled zone, and as a result, an expansion of the viewing angle of the video surveillance camera is ensured.

Исполнение заявленной оптической системы видеонаблюдения в альтернативном варианте с размещением на подвижной опорной платформе подвижной оправы, вращающейся вокруг горизонтальной оси, для крепления сенсорного модуля, позволяет осуществлять разворот светочувствительной матрицы в зависимости от геометрии зоны и горизонта, что также приводит к расширению угла обзора камер видеонаблюдения.The alternative implementation of the declared optical video surveillance system with the placement of a movable frame rotating around a horizontal axis on a movable support platform for attaching a sensor module allows for the rotation of the light-sensitive matrix depending on the geometry of the zone and the horizon, which also leads to an expansion of the viewing angle of the video surveillance cameras.

В предпочтительном варианте исполнения предлагаемого устройства, объектив из состава сенсорного модуля выполняется вариофокальным. Это обеспечивает изменение фокусного расстояния для съемки объектов в случае их расположения на различных расстояниях от камеры, что дает возможность получать как общую пaноpаму, тaк и дeтaльное увeличeниe нужного фpaгмeнтa общeй кapтины при достижении высокого качества изображения, не уменьшая детализацию при масштабировании.In the preferred embodiment of the proposed device, the lens from the sensor module is varifocal. This ensures a change in focal length for shooting objects in the event of their location at different distances from the camera, which makes it possible to obtain both a general panorama and a detailed increase in the desired fragment of the overall picture while achieving high image quality, without reducing detail when scaling.

Таким образом, применение вариофокального объектива в составе сенсорного модуля также позволяет увеличить угол обзора камеры видеонаблюдения.Thus, the use of a varifocal lens as part of a sensor module also allows for an increase in the viewing angle of a CCTV camera.

Далее заявленная оптическая система видеонаблюдения будет описана по ссылкам на чертежи:The declared optical video surveillance system will be described below using links to drawings:

Фиг. 1 - Вариант исполнения предлагаемой оптической системы видеонаблюдения в виде восьмимодульной камеры.Fig. 1 - A variant of the proposed optical video surveillance system in the form of an eight-module camera.

Фиг. 2 - Вид сзади оптической системы.Fig. 2 - Rear view of the optical system.

Фиг. 3 - Вид сенсорного модуля на оправе.Fig. 3 - View of the sensor module on the frame.

Фиг. 4 - Вид сбоку сенсорного модуля.Fig. 4 - Side view of the sensor module.

Фиг. 5 - Изображение оправы с вращающимся элементом и фиксирующим элементом в виде подпружиненного шарика.Fig. 5 - Image of a frame with a rotating element and a locking element in the form of a spring-loaded ball.

На которых изображены: Which depict:

1 - Сенсорная матрица (светочувствительный элемент)1 - Sensor matrix (light-sensitive element)

2 - Базовая пластина2 - Base plate

3 - Оправа3 - Frame

4 - Микродвигатель (привод)4 - Micromotor (drive)

5 - Вращающийся элемент5 - Rotating element

6 - Пружина растяжения6 - Extension spring

7 - Микрометрический винт.7 - Micrometer screw.

Оптическая система видеонаблюдения, в предпочтительном варианте своего исполнения (фиг. 1), содержит в своем составе несколько сенсорных модулей, каждый из которых включает в себя объектив (1) и светочувствительную матрицу.The optical video surveillance system, in its preferred embodiment (Fig. 1), contains several sensor modules, each of which includes a lens (1) and a light-sensitive matrix.

В приоритетном варианте объектив является вариофокальным, например, Theia TL410 R6 американской фирмы Theia Technologies.The preferred option is a varifocal lens, for example, Theia TL410 R6 from the American company Theia Technologies.

Оптическая система видеонаблюдения состоит из базовой пластины, на которой установлено восемь оправ. Каждая оправа имеет вращающийся элемент для крепления сенсорного модуля и его ротации.The optical video surveillance system consists of a base plate on which eight frames are installed. Each frame has a rotating element for mounting the sensor module and its rotation.

Оправы связаны с базовой пластиной с помощью пружин растяжения.The frames are connected to the base plate using tension springs.

На обратной стороне базовой пластины устанавливаются три микрометрических винта с микродвигателями на каждую оправу. Микрометрический винт с микродвигателем обеспечивают линейные перемещения подвижной опорной пластины, на которой установлены сенсорные модули, а также юстировку по углу.On the back side of the base plate, three micrometer screws with micromotors are installed on each frame. The micrometer screw with the micromotor provides linear movements of the movable support plate on which the sensor modules are installed, as well as angle adjustment.

В оправе добавлена канавка для фиксации вращающегося элемента при помощи двух установочных винтов с подпружиненным шариком, что позволяет не только фиксировать, но и вращать элемент вместе с объективом. В базовой пластине края могут быть изогнуты, что позволяет крайним модулям иметь больше угол отклонения.The frame has a groove added for fixing the rotating element using two set screws with a spring-loaded ball, which allows not only fixing, but also rotating the element together with the lens. The edges of the base plate can be curved, which allows the outer modules to have a larger angle of deviation.

Оптическая система видеонаблюдения состоит из базовой пластины (2), на которой установлено восемь съемных оправ (3). Каждая оправа имеет вращающийся элемент (5) для крепления сенсорной матрицы (1) и объектив.The optical video surveillance system consists of a base plate (2) on which eight removable frames (3) are installed. Each frame has a rotating element (5) for attaching a sensor matrix (1) and a lens.

Оправы (3) связаны с базовой пластиной через оправку с помощью 4-ех пружин растяжения (6).The frames (3) are connected to the base plate through a mandrel using 4 tension springs (6).

Оправа, вращающийся элемент, сенсорная матрица, объектив и светочувствительный элемент (КМО, ПЗС сенсорная матрица) представляют из себя сенсорный модуль.The frame, rotating element, sensor matrix, lens and light-sensitive element (CMO, CCD sensor matrix) constitute the sensor module.

Количество таких модулей может меняться в зависимости от ширины наблюдаемой сцены и выбора соответствующей пластины.The number of such modules can vary depending on the width of the observed scene and the choice of the appropriate plate.

Базовая пластина может быть, как плоской, так и изогнутой. Применение изогнутой, параболической формы, позволяет обеспечить из нескольких оптических приборов единую собирательную групповую ось панорамного изображения.The base plate can be either flat or curved. The use of a curved, parabolic shape allows for a single collecting group axis of panoramic image from several optical devices.

В устройстве могут быть применены оптические приборы - объективы как с фиксированным фокусным расстоянием, так и вариофокальные, с изменяемым фокусным расстоянием, изменение которого может быть, как с помощью ручной манипуляции и, так и с помощью приводов микродвигателей, идущих в комплекте с применяемым объективом.The device can use optical devices - lenses with both fixed focal length and varifocal lenses with variable focal length, which can be changed either by manual manipulation or by means of micromotor drives included with the lens used.

Оправа по отношению к базовой пластине в начальном положении параллельна, а оптические приборы и их оптическая ось перпендикулярны.The frame is parallel to the base plate in the initial position, and the optical instruments and their optical axis are perpendicular.

Элемент (5) представляет из себя цилиндр, который вращается внутри оправы для определения положения прямоугольной светочувствительной матрицы, что даёт для каждого модуля менять формат изображения, с 16:9 на 9:16, либо с 4:3 на 3:4.Element (5) is a cylinder that rotates inside the frame to determine the position of the rectangular photosensitive matrix, which allows for each module to change the image format from 16:9 to 9:16, or from 4:3 to 3:4.

Вращение может производится как вручную, так и с помощью приводного электромотора.Rotation can be performed either manually or using an electric motor.

Элемент (5) имеет канавку, для фиксации оправы. Оправа фиксируется за счет двух установочных винтов, на концах которых установлен подпружиненный шарик. Шарик винта попадает в канавку на элементе 5, таким образом фиксируя переходник. Такой способ крепления позволяет не только фиксировать оправу, но и вращать ее вместе с объективом.Element (5) has a groove for fixing the frame. The frame is fixed by two mounting screws, at the ends of which a spring-loaded ball is installed. The screw ball enters the groove on element 5, thus fixing the adapter. This method of fastening allows not only to fix the frame, but also to rotate it together with the lens.

Уровень вкручивание винта с шариком определяет скорость и прикладываемое усилие для вращения переходника в оправе.The level of screwing in the ball screw determines the speed and force applied to rotate the adapter in the frame.

Оправа 3 изготавливается съемной для каждой пары объективов и сенсоров индивидуально, что позволяет минимизировать затраты и применять различные объективы, с разным типом резьбы, выбирать различные фокусные расстояния BFL, разные типы матриц, и обеспечить гибкий и быстрый подход, который не требует изменения всей конструкции устройства.Frame 3 is made removable for each pair of lenses and sensors individually, which allows to minimize costs and use different lenses with different types of threads, choose different BFL focal lengths, different types of matrices, and provide a flexible and fast approach that does not require changing the entire design of the device.

На обратной стороне базовой пластины устанавливаются три микрометрических винта (7) с микродвигателем на каждую оправу.On the reverse side of the base plate, three micrometer screws (7) with a micromotor are installed on each frame.

Микрометрический винт с микродвигателем обеспечивают линейные перемещения подвижной оправы - опорной пластины, на которой установлены модули. Микрометрический винт представляет из себя полый цилиндр, внутри которого есть дополнительная втулка-переходник, которая одевается/насаживается на вал двигателя с лыской. В момент вращения винт телескопически вытягивается из базовой пластины в направлении подпружиненной оправы и осуществляет ее отклонение, и отклонение оптической оси объектива.A micrometer screw with a micromotor provides linear movements of the movable frame - the support plate on which the modules are installed. The micrometer screw is a hollow cylinder, inside which there is an additional adapter sleeve, which is put on/put on the motor shaft with a chamfer. At the moment of rotation, the screw is telescopically pulled out of the base plate in the direction of the spring-loaded frame and performs its deflection, and the deflection of the optical axis of the lens.

На базовой пластине для каждого модуля есть три резьбовых отверстия м6, куда вкручивается три микрометрических винта на конце которых лунка, в эти лунки укладываются шарики диаметром 4 мм, на оправе имеются ответные 3 места под шарики - лунка, плоскость, паз, что обеспечивает принцип точного позиционирования и юстировки модулей полиоптической системы. Далее пружинами зажимаются эти три шарика между оправой и базовой пластиной. При помощи 4х пружин фиксируется взаимное расположение базовой пластины и оправы, и шариков между ними. В случае вращения одного из 3-ех винтов, тем самым отодвигается соответствующая сторона оправы и между плоскостями оправы и базовой пластины возникает соответствующий пространственный угол.On the base plate for each module there are three threaded holes m6, where three micrometer screws are screwed in, at the end of which there is a hole, balls with a diameter of 4 mm are placed in these holes, on the frame there are 3 corresponding places for balls - a hole, a plane, a groove, which ensures the principle of precise positioning and adjustment of the modules of the polyoptic system. Then these three balls are clamped between the frame and the base plate by springs. With the help of 4 springs, the mutual arrangement of the base plate and the frame, and the balls between them is fixed. In case of rotation of one of the 3 screws, thereby the corresponding side of the frame is moved away and between the planes of the frame and the base plate there is a corresponding spatial angle.

За счёт применения пружин, притягивающих оправу к базовой пластине и контрпружинноговинта с микрометрической резьбой, который за счёт поступательного движения противодействует пружине, и тем самым обеспечивает изменения угла (юстирование) отклонения оправы по отношению к базовой пластине, а, следовательно, изменяет положения всего модуля и оси оптической системы.Due to the use of springs that attract the frame to the base plate and a counter-spring screw with a micrometer thread, which, due to the translational movement, counteracts the spring, and thereby ensures changes in the angle (adjustment) of the frame deviation in relation to the base plate, and, consequently, changes the position of the entire module and the axis of the optical system.

Вращение винтов может быть как в ручную так и с помощью привода.The rotation of the screws can be done either manually or with the help of a drive.

Применение трёх таких микрометрических винтов, позволяет выставлять направление оси оптической системы по горизонтали и вертикали, на необходимый угол наблюдения каждого модуля - юстировку модуля.The use of three such micrometer screws allows you to set the direction of the axis of the optical system horizontally and vertically, to the required viewing angle of each module - module adjustment.

В устройстве могут быть применены различные двигатели. Тип шаговых микродвигателей и модель не рассматривается в данном изобретении, а используется как средства преобразования электрической энергии в механическую, позволяющих осуществить удаленную (без присутствия человека непосредственно рядом) юстировку модулей, не прибегая к использованию ручного ключа для вращения винта.The device can use various motors. The type of stepper micromotors and the model are not considered in this invention, but are used as a means of converting electrical energy into mechanical energy, allowing for remote (without the presence of a person directly nearby) adjustment of modules, without resorting to the use of a manual key to rotate the screw.

Двигатели подключаются по шлейфам к контролеру с микропрограммой который обеспечивает питание двигателей, получение обратной связи, и их шаговое управление, подачи команд на количество оборотов и выбор положения вала.The motors are connected via cables to a controller with a microprogram that provides power to the motors, feedback, and their step control, sending commands for the number of revolutions and selecting the shaft position.

Таким образом контроллер, позволяет управлять не только положением модулей, но и фокусным расстоянием объективов модулей, что позволяет изменить угол обзора как отдельного модуля, так и всей группы.Thus, the controller allows you to control not only the position of the modules, but also the focal length of the module lenses, which allows you to change the viewing angle of both an individual module and the entire group.

Контроллер обеспечивает управление двигателями, в разных режимах:The controller provides control of engines in different modes:

• по отдельности каждым двигателем оператором• each engine separately by the operator

• группой двигателей по заданному алгоритму автоматически• a group of engines according to a given algorithm automatically

• группе двигателей задать заранее подобранную предустановку (выставить соответсвующий шаг)• set a pre-selected preset for a group of engines (set the appropriate step)

• группой двигателей автоматически, по обратной связи, которая может быть получена от:• a group of engines automatically, based on feedback that can be obtained from:

• геокарт, выбрав оператором месторасположение устройства на карте и направление оси объективов в какую заданную точку, куда необходимо направить модули• geomap, by selecting the location of the device on the map and the direction of the lens axis to a given point where the modules need to be directed

• геокарт, задав оператором соответсвующий угол обзора на карте• geomaps, by setting the operator's corresponding viewing angle on the map

• геокарт, задав оператором необходимую плотность пикселей или размер минимально различимой детали (например 125 пикселей на метр или 8 мм на пиксель, что обеспечивает распознавание текста и цифр на расстоянии) • geomaps, with the operator setting the required pixel density or the size of the minimum distinguishable detail (for example, 125 pixels per meter or 8 mm per pixel, which ensures recognition of text and numbers at a distance)

• фотографии или другой видеокамеры за счёт поиска идентичных элементов наблюдаемой сцены• photography or another video camera by searching for identical elements of the observed scene

• установочных параметров, выставляемых одному из модулей, например один модуль обеспечивает угол обзора 90 градусов, а другие модули равномерно заполняют его обзор участками с более узкими углами обзора, но с большей детализацией.• the settings set for one of the modules, for example one module provides a viewing angle of 90 degrees, while the other modules evenly fill its view with areas with narrower viewing angles, but with greater detail.

Основная задача устройства, получение более детального изображения или с большей глубиной резкости, при том же угле обзора, если сравнивать с видеокамерой с одним объективом и сенсорной матрицей.The main task of the device is to obtain a more detailed image or with a greater depth of field, with the same viewing angle, when compared with a video camera with one lens and a sensor matrix.

Применение контроллера удалённого управления каждого привода, исключающий необходимость вскрытия корпуса для переюстировки модели.The use of a remote control controller for each drive eliminates the need to open the housing to re-align the model.

Возможность автоматического выставления угла для каждого модуля, в зависимости:Possibility of automatic angle setting for each module, depending on:

• от фокусного расстояния объектива;• from the focal length of the lens;

• необходимого общего угла всей группы объектива;• the required total angle of the entire lens group;

• необходимого увеличения пространственного наблюдения (пиксель на метр).• the required increase in spatial observation (pixel per meter).

Возможность объединения (сшивание, склеивания) изображения в панораму разного формата, с применением различных алгоритмов:The ability to combine (stitch, glue) images into a panorama of different formats, using various algorithms:

• детальное изображение строится на основе программного соотнесения одному пикселю модуля общего изображения группе пикселей детальных модулей;• a detailed image is constructed on the basis of software assignment of one pixel of a general image module to a group of pixels of detailed modules;

• поиск общих пикселей между соседними детальными изображениями;• search for common pixels between adjacent detailed images;

• выравнивание изображения либо без выравнивания, с применением маскировании границ либо без, с применением автоконтрастности и автояркости либо без применения.• image alignment or without alignment, with or without border masking, with or without auto contrast and auto brightness.

Автоматический подбор угла посредствам интерактивной геокартой, с указанием на ней места установки камеры, расстояния до цели, задачи по детализации и требуемой ширины обзора.Automatic selection of the angle using an interactive geomap, indicating the location of the camera, the distance to the target, the task of detailing and the required viewing width.

Возможность объединения (сшивание, склеивания) изображения в панораму разного формата, с применением различных алгоритмов:The ability to combine (stitch, glue) images into a panorama of different formats, using various algorithms:

• детальное изображение строится на основе общего;• a detailed image is built on the basis of a general one;

• одному пикселю общего изображения соответствует группа пикселей детальных;• one pixel of the general image corresponds to a group of detail pixels;

• поиск общих пикселей между соседними детальными изображениями;• search for common pixels between adjacent detailed images;

• выравнивание изображения либо без выравнивания, с применением маскировании границ либо без, с применением автоконтрастности и автояркости либо без применения.• image alignment or without alignment, with or without border masking, with or without auto contrast and auto brightness.

Возможность использовать различные сенсоры разных производителей за счёт отдельного элемента - съемной опоры.The ability to use different sensors from different manufacturers is possible due to a separate element - a removable support.

Возможность применения различных линз с разными типами креплениями, что обеспечивает гибкость системы и ее адаптируемость.The ability to use different lenses with different types of fastenings ensures the flexibility of the system and its adaptability.

При этом максимальный угол поворота подвижной оправы с размещенными на ней объективом и светочувствительной матрицей составляет 92 °, что обусловлено ограничениями по длине провода сенсорного модуля и их расстоянием относительно друг друга.In this case, the maximum rotation angle of the movable frame with the lens and light-sensitive matrix placed on it is 92°, which is due to the limitations on the length of the sensor module wire and their distance relative to each other.

Предлагаемая камера видеонаблюдения функционирует следующим образом.The proposed CCTV camera functions as follows.

Блок камер видеонаблюдения устанавливается в охраняемой зоне, при этом монтаж осуществляется в выбранном месте в зависимости от специфики объекта. Исходным положением объектива является положение, когда продольная ось объектива перпендикулярна поверхности опорной платформы. Светочувствительная матрица, в приоритетном варианте, широкоформатная, разворачивается в зависимости от геометрии наблюдаемой зоны и горизонта при помощи подвижной оправы вокруг горизонтальной оси, при этом максимальный угол разворота составляет 92° из-за накладываемых ограничений на длину провода сенсорных модулей и расстояние модулей относительно друг друга при их размещении на опорной платформе.The CCTV camera unit is installed in the protected area, and the installation is carried out in a selected location depending on the specifics of the object. The initial position of the lens is the position when the longitudinal axis of the lens is perpendicular to the surface of the support platform. The light-sensitive matrix, in the priority version, wide-format, is deployed depending on the geometry of the observed area and the horizon using a movable frame around the horizontal axis, while the maximum rotation angle is 92° due to the restrictions imposed on the length of the sensor module wire and the distance of the modules relative to each other when they are placed on the support platform.

Посредством винтов осуществляется настройка угла направления каждого сенсорного модуля по горизонтальной и вертикальным осям.The screws are used to adjust the direction angle of each sensor module along the horizontal and vertical axes.

Указанный механизм направляет каждый сенсорный модуль на свою зону ответственности сцены, которая выбирается оператором или может быть спланирована заранее, и осуществляется программным образом, обеспечивая требуемый общий угол обзора для оптической системы.The mechanism directs each sensor module to its area of responsibility of the scene, which is selected by the operator or can be planned in advance, and is carried out programmatically, providing the required overall viewing angle for the optical system.

Важно отметить, что угол наклона и поворота каждого сенсорного модуля, а также фокусное расстояние объектива вычисляются по заданному общему углу обзора посредством контроллера, который, в свою очередь, управляет приводами, приводящими в движение элементы каждого сенсорного модуля.It is important to note that the tilt and rotation angle of each sensor module, as well as the focal length of the lens, are calculated based on a given overall viewing angle by means of a controller, which in turn controls the actuators that drive the elements of each sensor module.

Claims (5)

1. Оптическая система видеонаблюдения, представляющая собой опорную платформу с сенсорными модулями, каждый из которых включает объектив и светочувствительную матрицу, отличающаяся тем, что объектив со светочувствительной матрицей устанавливается на съемной оправе, которая подвешивается к опорной платформе при этом, каждая оправа взаимодействует с, по меньшей мере тремя микрометрическими винтами, каждый из которых приводится во вращение микродвигателем.1. An optical video surveillance system, which is a support platform with sensor modules, each of which includes a lens and a light-sensitive matrix, characterized in that the lens with the light-sensitive matrix is mounted on a removable frame, which is suspended from the support platform, while each frame interacts with at least three micrometer screws, each of which is driven into rotation by a micromotor. 2. Оптическая система видеонаблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что оправа включает вращающийся вокруг горизонтальной оси элемент, к которому фиксируется объектив со светочувствительной матрицей.2. An optical video surveillance system according to paragraph 1, characterized in that the frame includes an element rotating around a horizontal axis, to which a lens with a light-sensitive matrix is fixed. 3. Оптическая система видеонаблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что оправа фиксируется к опорной платформе при помощи пружин растяжения.3. An optical video surveillance system according to paragraph 1, characterized in that the frame is fixed to the support platform using tension springs. 4. Оптическая система видеонаблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что в оправе добавлена канавка для фиксации вращающегося элемента при помощи двух установочных винтов с подпружиненным шариком.4. An optical video surveillance system according to paragraph 1, characterized in that a groove is added to the frame for fixing the rotating element using two set screws with a spring-loaded ball. 5. Оптическая система видеонаблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что микродвигатели подключаются по шлейфам к контролеру, который обеспечивает их питание, получение обратной связи и их управление - подачи команд на количество оборотов и выбор положения вала.5. An optical video surveillance system according to paragraph 1, characterized in that the micromotors are connected via cables to a controller that provides them with power, feedback and control - sending commands for the number of revolutions and selection of the shaft position.
RU2022119193A 2022-07-13 Optical video surveillance system RU2827904C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022119193A RU2022119193A (en) 2024-01-15
RU2827904C2 true RU2827904C2 (en) 2024-10-03

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103378B3 (en) * 2011-06-03 2012-08-23 Dallmeier Electronic Gmbh & Co. Kg monitoring device
WO2015179574A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Nextvr Inc. Methods and apparatus including or for use with one or more cameras
US20160191813A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Avigilon Corporation Multi-headed adjustable camera
EP3667414A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-17 Axis AB A system for panoramic imaging
RU208789U1 (en) * 2021-07-16 2022-01-13 Общество с ограниченной ответственностью "РАЙТ СЕКЬЮРИТИ СИСТЕМС" Optical video surveillance system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103378B3 (en) * 2011-06-03 2012-08-23 Dallmeier Electronic Gmbh & Co. Kg monitoring device
WO2015179574A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Nextvr Inc. Methods and apparatus including or for use with one or more cameras
US20150341617A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Nextvr Inc. Methods and apparatus including or for use with one or more cameras
US20160191813A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 Avigilon Corporation Multi-headed adjustable camera
EP3667414A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-17 Axis AB A system for panoramic imaging
RU208789U1 (en) * 2021-07-16 2022-01-13 Общество с ограниченной ответственностью "РАЙТ СЕКЬЮРИТИ СИСТЕМС" Optical video surveillance system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3370409B1 (en) Panorama stitching camera
JP4863527B2 (en) Stereoscopic imaging device
US6301447B1 (en) Method and system for creation and interactive viewing of totally immersive stereoscopic images
US3959580A (en) Directly viewable stereoscopic projection system
JP2008077091A (en) Autostereoscopic video imaging device
KR20130094294A (en) Variable three-dimensional camera assembly for still photography
JP2007517264A (en) Multidimensional imaging apparatus, system and method
JP2011109630A (en) Universal head for camera apparatus
RU2827904C2 (en) Optical video surveillance system
KR101889275B1 (en) Single-frame stereoscopic camera
CN108124127B (en) Panoramic scanning monitoring system
JPH0993471A (en) Panorama television camera and video monitor
EP1029415B1 (en) Method and system for the creation and interactive viewing of totally immersive stereoscopic images
WO2013180442A1 (en) Apparatus and camera for filming three-dimensional video
CN108121146B (en) Panoramic scanning device
CN112218048B (en) Intelligent monitoring system
KR20150099008A (en) Panorama camera device for 3D image shooting
RU208789U1 (en) Optical video surveillance system
CN102323713A (en) Portable 360° Surround Screen Stereo Cinema System
TW201915580A (en) Lens driving mechanism and related camera device
JP2791092B2 (en) 3D camera device
JP2003319418A (en) Method and device for displaying stereoscopic image
JP4448001B2 (en) Imaging device
CN112437266B (en) Panoramic monitor with adjustable vision field
CN109729247A (en) A kind of video pixel control array photographic device