[发明专利]一种多个监控摄像头自动调焦的监控装置及方法

权利要求书

1.一种多个监控摄像头自动调焦的监控装置，其特征在于，包括：监测模块：用于监测摄像头监控区域内是否有移动目标，若有，测量移动目标大小及与监测摄像头间的距离数据；通信模块：用于同通信距离内的其它摄像头无线连接，若移动目标出现，所在监控区域内的对应摄像头将监测模块收集到的数据分享给在通信距离内的其它摄像头；计算模块：基于距离数据利用算法确定该摄像头是否需要移动镜头和调焦，若需要，则根据目标大小和距离数据确定摄像头的移动控制指令和调焦指令；执行模块：根据计算模块的计算结果，执行移动控制指令，调整高速球机的旋转角度，将镜头切换到移动目标上；执行调焦指令，调整摄像头焦距，放大或缩小所述移动目标画面；具体包括：监控系统有m个摄像头，当某摄像头监测模块发现监控区域内有移动目标，则测量其到监控摄像头的距离d_i与移动目标大小信息；通信模块将这些信息与通信距离内的其它摄像头共享；计算模块根据储存的算法程序和参数，即将摄像头连接矩阵与所获取的距离信息d_i等通过算法解析，确定自身是否是距离移动目标最近的前n(n＜m)个摄像头；前n个摄像头执行移动控制指令和调焦指令，其它摄像头工作状态保持不变；当移动目标移出监控区域以外后，摄像头恢复初始状态；

所述监测模块包括红外测距单元，用于测量摄像头与移动目标之间的距离；

所述监测模块包括图像截取单元，截取移动目标图像，根据距离和镜头参数设置确定移动目标物的大小；

所述计算模块包括存储单元，用于储存算法程序及监控参数。

2.根据权利要求1所述的一种多个监控摄像头自动调焦的监控装置，其特征在于，所述算法包括摄像头连接矩阵C和状态函数ω，其中C是一个m×m矩阵，m为监控系统内摄像头个数，C_ij为矩阵C中第i行、第j列的元素，表示第i个摄像头通信模块与第j个摄像头通信模块间连接权值，如果两个摄像头之间距离在最大通信距离p以内，则C_ij＝1，否则C_ij＝0；w_i表示第i个摄像头是否需要执行监控移动目标的具体任务，即执行移动控制指令和调焦指令，经过一定迭代次数后，w_i的输出值为1或0，w_i＝1表示需要摄像头执行移动控制指令和调焦指令，w_i＝0则表示摄像头维持初始监测状态不变。

3.根据权利要求1所述的一种多个监控摄像头自动调焦的监控装置，其特征在于，计算模块调用以下算法确定自身是否是距离移动目标物最近的前n(n＜m)个摄像头，

其中，α_i、β_i、θ_i为辅助变量，初始值随机给定,j∈M(i)表示与第i个摄像头连接权值为1的摄像头的编号；d_i表示第i个摄像头与移动目标间的距离；λ为采样间隔；b为设计参数，在实际应用中要尽可能地小；γ、c₀、c₁均为大于0的参数,上标k表示迭代次数；f(x)为分段函数，具体定义为：

4.一种多个监控摄像头自动调焦的监控方法，其特征在于，包括如下工作步骤：

S1：监控系统内有m个随机分布的摄像头，当某摄像头监测模块发现所监控区域内有移动目标，则测量其到监控摄像头的距离d_i及移动目标大小信息，进而利用通信模块实现与通信距离内的其它摄像头的信息共享；

S2：各摄像头计算模块基于S1中所获取的距离信息，根据算法，即将摄像头连接矩阵与所获取的距离信息d_i等通过算法解析，确定自身是否是距离移动目标最近的前n(n＜m)个摄像头；

S3：基于S2的判定结果，距离移动目标最近的前n个摄像头计算模块根据目标大小和距离d_i确定具体的移动控制指令和调焦指令，其它摄像头工作状态保持不变；

S4：摄像头执行基于S3的移动控制指令和调焦指令实时跟踪并监测移动目标，直至移动目标移出监控区域以外后，调整摄像头恢复初始状态；

所述移动控制指令为：调整高速球机的旋转角度，将镜头移动到移动目标上；

所述调焦指令为：调整摄像头焦距，放大或缩小所述移动目标画面。