ES2274564T3 - Aparato de camaras multiples, basculante, programable. - Google Patents
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Abstract
Un aparato panoramizador programable con varias cámaras (fig.1) que consta de una base (22) y de un mecanismo de cámara (24) que tiene una primera cámara (26) y una segunda cámara (30), que incluye un mecanismo de zoom (34) para variar la ampliación del zoom de la segunda cámara (30). El aparato consta además (fig.1) de un mecanismo panoramizador (40) para mover las cámaras con relación a la base, y de un conmutador de vídeo (48) para recibir las salidas de vídeo de las cámaras (44, 46) y para seleccionar una para su visualización. Se mira a través de la primera cámara (26) para escenas en movimiento y la segunda cámara (30( no es móvil y se detiene para observar una escena. El aparato consta además de un controlador (50) programable, el cual controla el mecanismo de la cámara (24) el mecanismo panoramizador (40), y, el zoom y las variaciones de enfoque predeterminadas de la segunda cámara. La segunda cámara (30( puede ir equipada con un sensor de movimiento (36) y con un micrófono para recoger el ruido del movimiento. El resultado del sensor de movimiento ocasiona una pausa intermitente en el mecanismo de la cámara (24) para una visualización adicional de la escena y para alertar un operador.
Description
Aparato de cámaras múltiples, basculante,
programable.
La presente invención se refiere de manera
general a equipos de vigilancia y en particular a aparatos de
vigilancia con cámara basculante programable.
Frecuentemente se desea controlar una serie de
lugares o escenas utilizando equipo de vigilancia. Entre las
soluciones bien conocidas a este problema se incluyen aparatos con
cámara basculante controlados desde una consola de operador situada
de forma alejada o remota que tiene un monitor de video para
vigilar las escenas captadas por la cámara. El aparato basculante
gira (de un lado a otro) la cámara alrededor de un eje típicamente
vertical y también cambia el azimut o "cabecea" la cámara para
posicionar la misma de una escena a otra y es bien conocido el
tener un aparato con cámara basculante programable, en el que se
observa de manera secuencial posiciones de visión predeterminadas
de manera que cada posición de visión predeterminada tiene valores
de los parámetros de oscilación lateral, cabeceo y amplificación
determinados por el panel del operador.
En la utilización de dichos aparatos de
vigilancia es importante ser capaz de hacer máxima la información
transportada por el equipo y observada por el operador. El operador
necesita observar la salida de la cámara mientras el aparato
basculante desplaza la cámara desde una posición a otra y el
operador necesita observar también limpiamente las posiciones de
visionado previamente determinadas en las que pueden tener lugar
actividades que requieren vigilancia, tales como robos o entradas
no autorizadas.
Con anterioridad los aparatos de vigilancia
basculantes visionaban una primera localización de escena
predeterminada durante un periodo de tiempo predeterminado,
desplazándose a continuación a una segunda localización de escena
predeterminada, cambiando el enfoque y la ampliación del zum y a
continuación visionando la segunda localización de escena
predeterminada durante un segundo periodo de tiempo predeterminado.
La ampliación del zum de la cámara de la visión de la primera
escena raramente es óptima para el visionado significativo de la
escena más grande, dado que la cámara es desplazada desde la primera
localización de escena predeterminada a la segunda localización de
escena predeterminada y, al llegar a la segunda escena
predeterminada, el operador debe esperar un tiempo significativo
mientras la ampliación de la cámara es cambiada a la ampliación de
zum deseada para la segunda localización de escena predeterminada.
Este modelo se repite al desplazarse el aparato basculante a una
tercera, cuarta, etc. localizaciones de escenas predeterminadas,
perdiéndose una parte significativa del tiempo de vigilancia
posible.
Por lo tanto, es deseable disponer de una cámara
basculante mejorada que permita el visionado de escenas
predeterminadas con ajustes de ampliación de zum y de enfoque
deseados sin retrasos de cambio entre un ajuste de enfoque y
ampliación de zum y también que permita que la escena de mayores
dimensiones sea visionada con un ajuste de enfoque de campo amplio
y ampliación de zum al desplazarse el aparato con cámara basculante
de una escena a otra.
Además, es deseable tener un aparato con cámara
basculante mejorado que se detiene en cada localización de escena
cuando se detecta movimiento.
Una búsqueda preliminar de patentabilidad en la
clase 342, subclases 212, 213 y 214 facilitó las siguientes
patentes, algunas de las cuales pueden ser relevantes con respecto
con respecto a la presente invención: Sergeant y otros,
Patente USA 5.517.236 concedida en 14 Mayo 1996; Washino, Patente
USA n° 5.450.140, concedida en 12 Septiembre 1995; Natori, Patente
USA n° 4.980.761, concedida en 25 Diciembre 1990; Vye, Patente USA
n° 4.581.647, concedida en 8 Abril 1986; Kadosawa, Patente USA n°
4.566.036, concedida en 21 Enero 1986; Smith, Patente USA n°
4.321.625, concedida en 23 Marzo 1982; Williams, Patente USA n°
4.293.876, concedida en 6 Octubre 1981; and Marrone, Patente USA n°
3.916.094, concedida en 28 Octubre 1975.
Sergeant y otros, Patente USA n°
5.517.236, describe un sistema de control de video de cámara única
que tiene un mecanismo basculante programable y que tiene ajustes
predeterminados de enfoque y de zum. La patente USA n° 5.450.140, de
Washino, describe una serie de mecanismos basculantes de cámara
única controlados desde un único interfaz de operador. Natori,
Patente USA n° 4.980.761, describe un mecanismo basculante de cámara
única, en combinación con una cámara fija e inmóvil con señales de
video conmutables desde las dos cámaras. Vye, Patente USA n°
4.581.647, describe una serie de mecanismos basculantes de cámara
única controlados desde un interfaz de operador único en el que el
enfoque y zum de cada mecanismo de cámara individual pueden ser
variados. Kadosawa, Patente USA n° 4.566.036, describe una serie de
mecanismos basculantes de cámara única controlados desde un único
interfaz de operador de control remoto. Smith, Patente USA n°
4.321.625, describe una serie de mecanismos basculantes de cámara
única controlados a partir de un único interfaz de operador en
situación remota. Williams, Patente USA n° 4.293.876, da a conocer
una unidad de cámara de canal doble montada en un mecanismo
basculante único, siendo una cámara de las cámaras para luz escasa
y la otra cámara para luz de día, teniendo ambas cámaras medios de
zum y de enfoque. No obstante, a diferencia de la presente
invención, la patente Williams no indica el cambio del ajuste del
zum y/o enfoque de la cámara mientras la salida de la otra cámara
está siendo visionada durante el movimiento del mecanismo basculante
e indica solamente la conmutación entre las dos cámaras en
condiciones de nivel de luz variables.
Además, los inventores conocen la Patente USA n°
4.974.088 de Sasaki, concedida en 27 de Noviembre de 1990, que
describe un aparato basculante, programable, de cámara única, que
tiene medios de control programables para controlar una cámara única
montada sobre un mecanismo basculante y que tiene también un panel
de operador en situación remota en comunicación con los medios de
control programables.
De forma adicional, los inventores conocen
varios micrófonos, tales como los comercializados con la marca y
nombre comercial PANASONIC, de cartucho de micrófono con
condensador de electreto, que pueden ser utilizados con la presente
invención, así como amplificadores operativos, tales como los
comercializados con la marca y denominación comercial NATIONAL
SEMICONDUCTOR LM324A, amplificador quad operativo de baja potencia,
que serían apropiados para la construcción de los circuitos de una
realización de la presente invención.
Natori, Patente USA 4.980.761 (concedida en 25
de Diciembre de 1990), a la que se ha hecho referencia en lo
anterior, da a conocer y muestra la disposición de una cámara fija
(inmóvil) y una cámara móvil única, y la conmutación entre las dos
cámaras durante un evento de teleconferencia. La cámara fija es
utilizada para visionar la totalidad de la escena circundante y la
cámara móvil es utilizada para visionar participantes individuales
en la teleconferencia cuando éstos hablan (ver Natori, columna 3,
líneas 55-66, y columna 4, líneas
46-68).
Parker y otros, Patente USA 5.471.296 (concedida
en 28 de Noviembre de 1995) da a conocer la utilización de un
mecanismo de zum con una cámara basculante para ampliar una parte
de una escena visionada y para recordar ajustes de cámara tales como
zum y enfoque.
La solicitud de patente japonesa 06239848
(presentada en 4 de Octubre de 1994) de Tokyu Constr. Co., Ltd.,
publicada en forma de publicación de patente japonesa 08107516
(publicada en 23 de Abril de 1996) da a conocer un cabezal de cámara
estereoscópico montado en una plataforma basculante, de manera que
se puede facilitar a un operador una vista estereoscópica de una
escena al seguir la cámara la posición de una máquina robotizada de
construcción.
Lipton, Patente USA n° 4.418.993 (concedida en 6
de Diciembre de 1983), da a conocer también una plataforma con
cámara estereoscópica en la que un par de cámaras de cine, que
tienen movimientos sincronizados y obturadores sincronizados, son
dotados de zum y de enfoque sincronizados entre las dos cámaras, de
manera que las cámaras se corresponden en ajustes de zum y de
enfoque.
Ninguna de estas referencias, sola o en
combinación, da a conocer o sugiere la presente invención.
La presente invención es una cámara múltiple
programable en un aparato basculante, cuyo aparato comprende una
base y una cámara que tienen una primera y segunda cámaras, de
manera que la segunda cámara incluye medios de zum para variar la
ampliación de zum de la segunda cámara con independencia de la
primera cámara. El aparato comprende además medios basculantes para
desplazar el mecanismo de la cámara con respecto a la base, de
manera que dichas primera y segunda cámaras se desplazan en tándem
y existiendo medios de conmutación de video que reciben las salidas
de video de la primera y segunda cámaras para escoger
selectivamente una de dichas salidas de video para su emisión como
tercera salida de video, de manera que dicha tercera salida de
video se selecciona para ser la salida de la primera cámara,
mientras que los medios basculantes desplazan el mecanismo de la
cámara desde una escena a otra, y en el que la tercera salida de
video es seleccionada para que sea la salida de la segunda cámara
mientras los medios basculantes no se desplazan y hace pausas de
observación de una escena. Un medio de control programable controla
el mecanismo de la cámara y el medio de basculación, y mientras el
mecanismo de la cámara se desplaza desde una escena a otra y la
salida de la primera cámara está siendo visionada, ello provoca que
la ampliación de zum de la segunda cámara quede ajustada a la
ampliación de zum deseada para la siguiente posición de escena. La
segunda cámara puede tener también un sensor de alarma de movimiento
para detectar el movimiento visionado mientras el mecanismo de la
cámara hace una pausa en una escena determinada, y la detección de
dicho movimiento puede provocar que el mecanismo de la cámara haga
una pausa durante un tiempo adicional en la escena determinada y que
ponga alerta al operador.
En una segunda realización preferente de la
invención, los medios de conmutación de video comprenden un
micrófono para detectar ruidos acústicos y/o vibraciones emitidos
por los medios basculantes al desplazarse un mecanismo de la cámara
y la señal eléctrica generada por el micrófono es utilizada para
provocar que los medios de conmutación de video escojan
selectivamente la señal de video visionada para que sea de una
cámara u otra.
La figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques
esquemático detallado de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo parcial que
describe el funcionamiento de la presente invención.
La figura 4 es un esquema de una parte de la
segunda realización de la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se ha
mostrado un aparato basculante (20), programable, con cámara
múltiples. Se comprenderá que pueden existir múltiples similitudes
entre el aparato (20) y aparatos basculantes programables de cámara
única de tipo conocido, tales como los aparatos descritos por
Sasaki, Patente USA 4.974.088, concedida en 27 de Noviembre de
1990. Solamente los detalles específicos de los aparatos basculantes
programables, de cámara única, bien conocidos en la técnica
anterior, que son necesarios para la comprensión de la presente
invención, junto con los detalles de las mejoras específicas de la
invención, se describirán a continuación.
El aparato (20) comprende una base (22) para el
montaje del aparato (20) en una superficie y el aparato (20) será
invertido frecuente y preferentemente desde la orientación mostrada
en la figura 1 con la base (22) montada en un techo.
El aparato (20) comprende también un mecanismo
de cámara (24) que comprende una primera cámara bien conocida (26),
de manera que la primera cámara (26) incluye preferentemente lentes
de aumento fijas, de gran ángulo, (28) y con el mecanismo de la
cámara (24) comprendiendo además una segunda cámara de tipo bien
conocido (30), de forma que la segunda cámara (30) comprende lentes
de aumento variable "zum" (32) y que comprende además medios
de zum bien conocidos (34) para variar la ampliación de la segunda
cámara (30). La segunda cámara (30) comprende además preferentemente
medios (36) de alarma del sensor de movimiento, de tipo bien
conocido, para evaluar la señal (38) de alarma de movimiento cuando
se detecta movimiento en una escena visionada por la segunda cámara
(30).
Una cámara de ampliación fija adecuada para su
utilización como primera cámara (26) es la cámara modelo
CV-710NDC, fabricada por la empresa CoStar U.S.A.
Company, con domicilio en 40925 Country Center Drive, Suite 210,
Tcmecula, California 92591.
Una cámara de ampliación variable adecuada con
medios de alarma de sensor de movimiento para utilización como
segunda cámara (30) es la cámara modelo SHC-410NAD,
fabricada por Samsung Opto-Electronics America,
Inc., Closed Circuit Video Division, con domicilio en 40 Seaview
Drive, Secaucus, Nueva Jersey 07094.
El aparato (20) comprende, además, unos medios
de basculación (40) para desplazar el mecanismo (24) de la cámara
con respecto a la base (22). Los medios de basculación (40) provocan
el giro ("de lado a lado") del mecanismo (24) de la cámara
alrededor de un eje, usualmente un eje vertical, de manera conocida
por los técnicos en la materia y ajustan también el ángulo de
azimut ("cabeceo") del mecanismo (24) de la cámara. Un
mecanismo programable adecuado de basculación para inclusión en los
medios (40) de basculación es el descrito por Sasaki en la Patente
USA 4.974.088, concedida en 27 de Noviembre de 1990. Motores de tipo
bien conocido dentro de los medios de basculación (40) provocan que
el mecanismo (24) de la cámara gire de lado a lado de una escena a
otra y efectúe cabeceo desde un ángulo de azimut a otro dentro de
un montaje de cojinetes bien conocido.
El aparato (20) comprende medios de conmutación
de video (42), que reciben la primera salida de video (44) de la
primera cámara (26) y la segunda salida de video (46) de la segunda
cámara (30), para escoger selectivamente una de las primera (44) y
segunda (46) salidas de video como tercera salida de video (48) con
una salida "V" del aparato (20). Los medios de conmutación de
video (42) seleccionan, de manera que se describirá más adelante,
una tercera salida de video (48) que pasa a ser la primera salida de
video (44) de la primera cámara (26), mientras que los medios de
basculación (40) desplazan el mecanismo (24) de la cámara desde una
posición de visión seleccionada predeterminada a otra, y los medios
de conmutación de video (42) seleccionan la tercera salida de video
(48) para ser la segunda salida de video (46) mientras los medios
de basculación (40) de un lado a otro no desplazan el mecanismo
(24) de la cámara de una posición de visión preseleccionada a
otra.
El aparato (20) comprende además medios de
control programables (50) para controlar el mecanismo (24) de la
cámara y los medios de basculación (40). Los medios de control
programable (50), tales como los medios de control programable
descritos por Sasaki en la Patente USA 4.974.088, incluyen
preferentemente un microprocesador programable de tipo bien
conocido que tiene almacenado un programa en una memoria de lectura
solamente ("ROM") de tipo conocido y que tiene una memoria de
acceso al azar ("RAM"), asimismo de tipo conocido, para
almacenamiento de diferentes parámetros del programa. Igual que los
medios de control programable descritos por Sasaki, un conjunto de
parámetros de datos que corresponden a azimut y rotación ("giro
de un lado a otro y cabeceo"), que indican una serie de
posiciones de visión preseleccionadas, queda almacenado en la RAM de
los medios de control (50) junto con ajustes de amplificación de
zum y ajustes de enfoque para la segunda cámara (30) para cada una
de las posiciones de visión preseleccionadas, y estos ajustes
preseleccionados pueden ser predeterminados de forma programable
utilizando un panel de operador remoto (52) de manera bien conocida,
tal como la que se describe en la patente de Sasaki. Por ejemplo, un
operador podría utilizar una bien conocida palanca o
"joystick" (54) en el panel de operador (52) para alterar el
azimut y la rotación del mecanismo (24) de la cámara y utilizar
luego los diferentes conmutadores y botones del panel de operador
(52) para ajustar la ampliación de zum y el enfoque de la cámara
(30) para la escena escogida, de manera bien conocida por los
técnicos en la materia, haciendo luego que dichos ajustes se
conserven dentro de la RAM de los medios de control (50) como
ajustes predeterminados para la posición de visión seleccionada por
manipulación apropiada de los botones y conmutadores del panel (52)
del operador. En caso deseado, el operador podría introducir de
manera similar un retraso de visión preseleccionado, también
almacenado en la RAM para los medios de control (50), para cada
posición de visión y a continuación hacer que los medios de control
(50) efectúen secuencia por la serie de diferentes posiciones de
visión preseleccionadas haciendo pausa en cada posición de visión
durante el tiempo de visión predeterminado. Tal como se describe en
la Patente Sasaki, las señales de mando pasan preferentemente entre
el panel de operador (52) y los medios de control (50) mediante
conductores (56) que utilizan niveles de señal bien conocidos
RS-232 y una corriente de datos serializados.
Los medios (50) de control programable
preferentemente incluyen un relevador (58) de "movimiento
actual" de doble alcance ("DPDT") y doble polo, que es
activado siempre que los medios de basculación (40) sean obligados
a poner en movimiento el mecanismo de cámara (24) y que es
desactivado (tal como se ha mostrado en la figura 2) siempre que los
medios (40) de basculación no se encuentran en movimiento. Un juego
de contactos en el relevador (58) es utilizado para funcionamiento
como medios (42) de conmutación de video, de manera que la segunda
salida de video (46) de la segunda cámara (30) es pasada como
tercera salida de video (48) cuando los medios de basculación (40)
no desplazan el mecanismo (24) de la cámara y de manera que la
primera salida de video (44) de la primera cámara (26) es pasada
como tercera salida de video (48) cuando los medios de basculación
(40) desplazan el mecanismo (24) de la cámara.
Un relevador (60) de "movimiento detectado"
de alcance único ("SPST") y polo único es dispuesto
preferentemente y activado por determinación de la señal de alarma
de movimiento (38) de los medios (36) de alarma de detector. Este
relevador (60) interacciona con el relevado (58) de movimiento
actual, de la manera que se describe a continuación, para generar
una señal de alarma (62) en la salida "A" del aparato
(20).
Un segundo juego de contactos (64) en el
relevador (58) actúa juntamente con los contactos (66) del
relevador (60) como medios de salida de alarma para evaluar
fundadamente una señal de alarma (62) solamente cuando se determina
movimiento de la señal de alarma (38) y el mecanismo (24) de la
cámara no se encuentra en movimiento. La interconexión en serie de
los contactos (64) con los contactos (66) en el relevador (60)
provoca que la señal de alarma (62) sea evaluada como tierra
solamente cuando la señal de alarma de movimiento (38) es evaluada
con un voltaje que provoca que el relevador (60) sea excitado de
manera simultánea con el relevador de progreso actual (58)
desexcitado al mismo tiempo.
Mientras se efectúa el movimiento de una
posición de visión preseleccionada a otra, los medios de control
programables (50) provocan que los medios de zum (34) de la segunda
cámara (30) cambien del ajuste de ampliación de zum asociado con la
primera posición de visión que se acaba de visionar, al ajuste de
ampliación de zum asociado con la segunda posición de visión que se
visionará a continuación y a la que se efectúa aproximación en aquel
momento. De manera similar y en caso necesario los medios de
control programables (50) provocan también preferentemente que el
ajuste de enfoque de la segunda cámara (30) cambie desde el ajuste
de enfoque asociado con la primera posición de visión que se acaba
de visionar al ajuste de enfoque asociado con la segunda posición
de visión que se visionará inmediatamente y a la que se efectúa
aproximación. Mientras el mecanismo (24) de la cámara se desplaza
de esta manera y se altera el ajuste de enfoque y/o del zum, el
relevador de avance momentáneo (58) será activado por los medios de
control programables (50), provocando de esta manera que la salida
de video de la primera cámara (26) sea facilitada como tercera
salida de video (48) y provocando también la inhibición de las
alarmas de movimiento en la señal de alarma (62). Una vez que se ha
alcanzado la segunda posición de visión y después de que se han
terminado y se han estabilizado cualesquiera ajustes de zum y/o de
enfoque, por ejemplo, por espera de un retraso de ajuste
predeterminado, entonces los medios de control programable (50)
desactivarán el relevador (58) de movimiento momentáneo a efectos de
conmutar la señal de video en la tercera salida de video (48) para
que sea la segunda señal de video (46) de la segunda cámara (30) y,
por lo tanto, posibilite la determinación fundamentada de la señal
de alarma (62) solamente si la señal de alarma de movimiento (38)
de la segunda cámara (30) está provocando la activación del
relevador (60) de movimiento detectado.
Tal como se ha mostrado en la figura 3, el
funcionamiento de los medios (50) de control programable se
describirá a continuación.
Después de haber visionado una posición de
visión predeterminada específica por el mecanismo de cámara (24),
los medios de control (50) activan el relevador de movimiento
actual (58), provocando de esta manera que la primera salida de
video (44) de la primera cámara (26) de enfoque fijo sea
seleccionada por los medios de conmutación de video (42) para
visión como tercera salida de video (48) y provocando además la
inhibición de las alarmas de movimiento en su determinación en la
señal de alarma (62) por los medios de salida de alarma (64). Los
medios de control (50) provocan entonces que los medios de
basculación (40) desplacen el mecanismo (24) de la cámara a la
siguiente posición de visión preseleccionada y simultáneamente
provocan el cambio del ajuste de amplificación del zum de los medios
de zum (34) al ajuste deseado de zum de la segunda cámara (30) para
la siguiente posición de visión preseleccionada y en caso necesario
provoca también el ajuste del enfoque de la segunda cámara (30)
para la segunda posición de visión preseleccionada. Los medios de
control (50) esperan entonces hasta que los medios de basculación
(40) han desplazado satisfactoriamente el mecanismo (24) de la
cámara a la siguiente posición de visión preseleccionada y esperan
también hasta que se han alcanzado y estabilizado los ajustes
deseados de zum y de enfoque de la segunda cámara (30), y a
continuación los medios de control (50) desactivan el relevador de
movimiento actual (58), seleccionando de esta manera la segunda
salida de video (46) de la segunda cámara (30) mediante los medios
de conmutación de video (42) para visionado como tercera salida de
video (48) y asimismo posibilitando la determinación de la señal de
alarma (62) si el movimiento es detectado por los medios de
detección de movimiento (36) de la segunda cámara (30) y en el
momento de dicha detección. Los medios de control (50) se detienen
a continuación en la posición de visión actual preseleccionada
durante el periodo de retardo de visión preseleccionado. Si no se
detecta determinación alguna de señal de alarma (62) durante este
periodo de retardo de visión preseleccionado, entonces el ciclo se
repetirá y los medios de control (50) iniciarán su movimiento hacia
la nueva posición preseleccionada. No obstante, si la señal de
alarma (62) es determinada durante este periodo de retardo de visión
seleccionado predeterminado, entonces los medios de control (50) se
detendrán durante un periodo de retardo de visión adicional
programable y predeterminado, típicamente de uno a sesenta segundos
adicionales, a condición de que el operador del panel de operador en
posición remota (52) no intervenga de otra forma. A final de este
periodo de retardo de visión adicional, los medios de control (50)
reemprenderán su ciclo y se desplazarán a la siguiente posición de
visión preseleccionada. Mediante esta operación el tiempo de visión
del operador será enfocado a los eventos y actividad potencialmente
significativos que rodean las posiciones de visión seleccionadas
controladas predeterminadas.
La tercera salida de video (48) del aparato (20)
es facilitada preferentemente a un monitor de video (68) de tipo
bien conocido para visión por el operador de la salida de cámara
seleccionada de modo apropiado del aparato (20). También se debe
comprender que se pueden utilizar monitores adicionales (68) de
manera que cada monitor es fijado de manera separada a cada cámara
en el mecanismo de cámara (24), en caso de que se desee visionar la
salida de ambas cámaras de manera simultánea.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 2, se
puede utilizar en combinación una serie de aparatos basculantes
programables, con cámaras múltiples, todos los cuales están
preferentemente controlados desde el mismo panel de operador (52) y
visionados desde el mismo monitor de video (68). Se comprenderá que
cada uno de la serie de aparatos basculantes programables de
cámaras múltiples son sustancialmente el mismo con iguales elementos
de aparatos adicionales, por ejemplo, aparatos (20') y (20'') que
son similares al aparato (20) que se acaba de describir, habiéndose
indicado por marcas prima ("'") asignadas a los numerales de
referencia utilizados hasta el momento con el aparato (20).
Cuando se utilizan con dicha serie de aparatos
basculantes programables de cámaras múltiples se prevén asimismo
preferentemente, en combinación con los mismos, medios de
conmutación de alarma bien conocidos (70) que se describirán a
continuación, interpuestos entre el aparato (20), (20'), (20'') y
el monitor (68) y el panel de operador (52) cuando se tienen que
visionar múltiples aparatos (20), (20'), (20'') en el mismo monitor
(68) y controlados por el mismo panel de operador (52).
Los medios de conmutación de alarma de tipo
conocido (70) reciben las terceras salidas de video (48), (48') y
(48'') respectivamente de los aparatos (20), (20'), (20'') y reciben
también las señales de alarma (62), (62') y (62'') respectivamente
de los aparatos (20), (20'), (20''), respondiendo a las señales de
alarma recibidas y escoge selectivamente una de las terceras
señales de salida de video recibidas (48), (48') o (48'') como
cuarta salida de video (72) en la determinación de una de las
señales de alarma recibidas (62), (62') y (62'') con la cuarta
salida de video (72) seleccionada como tercera salida de video (48),
(48') o (48'') desde la cual se recibe una señal de alarma evaluada
(62), (62') o (62''). Si se recibe más de una señal de alarma (62),
(62') y (62''), indicando una alarma de movimiento en más de un
aparato (20), (20') o (20''), entonces los medios (70) de
conmutación de la alarma preferentemente secuenciarán la cuarta
salida de video (72) entre todos los aparatos de alarma (20), (20'),
(20''), a una velocidad de secuenciado de un segundo o dos en cada
salida de video de alarma, para el visionado por el operador en el
monitor (68). Se debe comprender que si bien se han mostrado
solamente tres aparatos (20), (20') y (20'') conectados a los medios
(70) de conmutación de alarma, podría existir un número mayor de
dichos aparatos controlados simultáneamente y visionados desde un
único panel de operador (52) y monitor (68), con la disposición de
entradas adicionales en medios de conmutación de alarma (70) para
recibir señales de vídeo adicionales y entradas de alarma.
Los medios de conmutación de alarma (70) generan
asimismo preferentemente una señal de alarma compuesta (74) para
alertar al operador de que uno de los aparatos (20), (20') o (20'')
está generando una alarma de movimiento y para activar un equipo de
supervisión auxiliar tal como un registrador de casete de vídeo de
tipo bien conocido ("VCR") para preservar una grabación de la
actividad visionada que se sospecha que es impropia.
Un dispositivo de conmutación de alarma adecuado
para su utilización con la presente invención es el conmutador
modelo VS5004 Series Sequential Switcher (para controlar cuatro
aparatos basculantes) o el modelo VS5008 Series Sequential Switcher
(para controlar ocho aparatos basculantes), fabricados por Pelco
Electronics, con domicilio en 300 West Pontiac Way, Clovis,
California 93612-5699. Estos conmutadores efectuarán
automáticamente la conmutación y se "mantendrán" en una
entrada de alarma y generarán la señal de alarma compuesta (74)
solamente siempre que se reciba el estado de alarma.
Para utilizar la presente invención, el operador
debe decidir las áreas objetivo de interés y programar a
continuación el aparato (20) (y los aparatos (20') y (20''), si se
utiliza más de un aparato) para el secuenciado de una serie de
posiciones de visión preseleccionadas, utilizando el panel de
operador (52) para especificar el ajuste de basculación, enfoque y
amplificación de zum del mecanismo (24) de la cámara para cada
posición de visión preseleccionada de la manera que se ha descrito
anteriormente. El operador provocaría entonces que los medios de
control programables (50) hicieran un ciclo por las posiciones de
visión preseleccionadas y, cuando se detecta movimiento en
cualquiera de dichas posiciones de visión, el operador recibía la
alerta por medio de una señal de alarma apropiada, y el aparato (20)
se detendría un período de tiempo adicional en la posición actual
con el movimiento detectado.
Una segunda variante de realización de la
primera realización preferente es la mostrada en la figura 4, en la
que se omiten, a efectos de claridad, algunas partes de la primera
realización que se descrito hasta el momento de manera detallada.
Las designaciones identificativas de referencia para esta segunda
realización se han marcado de manera similar a la primera
realización, excepto en el prefijo ("2"). Se debe comprender
que muchos aspectos de las dos realizaciones son sustancialmente
los mismos y solamente se tratarán las diferencias en detalle,
debiéndose comprender que características similares de dos
realizaciones llevan a cabo funciones similares.
La diferencia sustancial entre la primera y
segunda realizaciones es que ciertos medios de control de
basculación, por ejemplo, los medios de control de basculación
(2.50) de la segunda realización mostrada en la figura 4, no
proporcionan fácilmente una función de relevador de "movimiento
actual" (por ejemplo, el relevador (58) de la primera realización
mostrada en la figura 2) que es activado siempre que un medio de
basculación se vea obligado a poner en movimiento el mecanismo de
la cámara. Para recibir dichos medios de control de basculación
como medios de control de basculación (2.50) sin relevador de
"movimiento actual", se prevé la variante de la segunda
realización.
En esta segunda realización mostrada en la
figura 4, el mecanismo (24) de la cámara es el mismo que en la
primera realización. Los medios de basculación, que se han mostrado
esquemáticamente con el numeral (40), tienen de manera típica uno o
varios motores de tipo bien conocido (76), (78), frecuentemente
motores paso a paso, para el desplazamiento del mecanismo (24) de
la cámara (lado a lado y cabeceo, etc.). Dado que los motores (76) y
(78) funcionan para poner en movimiento el mecanismo de la cámara,
dichos motores o los mecanismos de engranajes a los que están
acoplados operativamente emiten un determinado ruido bien conocido
acústico/de vibración. De manera similar, cuando los motores no
provocan el movimiento del mecanismo de la cámara, se encuentran
sustancialmente silenciosos.
El medio (2.42) de conmutación de vídeo de la
segunda realización incluye un micrófono (80) para detectar el
ruido emitido por los medios (40) de basculación y para generar una
señal eléctrica (82) representativa de dicho ruido. Tal como se
describe a continuación, la señal eléctrica (82) provoca
operativamente que el relevador (2.58) sea activado cuando se
detecta dicho ruido y preferentemente durante un periodo de tiempo
después de dicho momento a efectos de crear un relevador de
"movimiento actual" (2.58) que funciona de manera similar al
relevador (58) de movimiento actual de la primera realización.
El micrófono (80) es preferentemente un cartucho
de micrófono de condensador de electreto de tipo bien conocido, tal
como los comercializados con la marca PANASONIC que tienen una
membrana de electreto interna de alto voltaje, un electrodo metálico
y un Transistor con Efecto de Campo ("FET") y que no requieren
polarización externa de alto voltaje. La resistencia (84),
preferentemente una resistencia de 2,2 K ohmios, aplica una
polarización de 12 voltios al micrófono (80) y la señal eléctrica
(82) es acoplada a continuación "en corriente continua" con
intermedio del condensador (86), preferentemente un condensador de
0,47 microfaradios, al amplificador (88) para generar el voltaje de
carga (90) que se describe a continuación.
Interpuesto entre el amplificador (88) y el
micrófono (80) puede encontrarse un filtro de paso banda eléctrica
bien conocido (92) para rechazar ruidos de fondo de ambiente y otros
ruidos acústicos recibidos por el micrófono (80) que son distintos
al ruido específico del motor producido por los motores (76, 78) y
un filtro de paso banda (92) es para pasar el ruido específico del
motor de los motores de basculación (76, 78) emitido durante el
desplazamiento del mecanismo de la cámara (24). Si no se requiere
filtrado por el filtro de paso banda (92), entonces el filtro de
paso banda (92) puede ser simplemente omitido, sustituyéndolo por un
conductor, a efectos de pasar todas las frecuencias del micrófono
(80) a través del condensador (86) hacia los medios de
amplificación
(88).
(88).
El amplificador (88) funciona en "bucle
abierto", teniendo un potenciómetro (94) de control de ganancia
de 10 K ohmios que alimenta las entradas diferenciales a un
amplificador operativo (96), tal como el bien conocido amplificador
LM324A fabricado por National Semiconductor, y el amplificador
operativo (96) tiene una resistencia (98) de carga de 5,6 K Ohmios
fijada entre su salida y una toma de tierra. Se comprenderá que,
dado que el amplificador (88) funciona en "bucle abierto",
cuando el ruido del dispositivo de basculación (40) es detectado
por el micrófono (80), el voltaje de carga de salida (90) aumentará
el voltaje de suministro de potencia positivo (en este caso, + 12
voltios en corriente continua) y que, cuando no se detecta dicho
ruido de los medios de basculación (40), el voltaje de carga de
salida (90) disminuirá sustancialmente al voltaje de suministro de
potencia más bajo (en este caso, tierra o 0 voltios CC), provocando
de esta manera que el voltaje de carga (90) represente una señal de
"presencia de movimiento".
Interpuesto entre el relevador (2.58) y la
salida del amplificador (88) se encuentra preferentemente un
dispositivo de retardo (100) para "estirar" la señal de
"presencia de movimiento", es decir, el voltaje de carga (90),
para activación del relevador (2.58) y retrasar durante un periodo
de tiempo predeterminado la inhabilitación (vuelta a tierra) de la
señal de presencia de movimiento después de cesar el ruido detectado
(es decir, ruido de movimiento), provocando por lo tanto que el
relevador (2.58) indique "presencia de movimiento" y
selecciona la primera salida de vídeo (44) para visionar no
solamente mientras existe realmente el movimiento, sino también
cierto período de retardo predeterminado después de cesar el
movimiento. Este retardo, que es provocado de una manera que se
describe más adelante, permite la estabilización del tiempo para el
mecanismo de cámara después del movimiento, antes de conmutación de
la señal de vídeo, y provoca también que los contactos de los medios
de alarma (2.64) del relevador (2.58) inhiban la generación de
alarmas de movimiento hasta que el movimiento de la cámara se ha
estabilizado, justamente tal como se ha descrito en lo anterior
para contactos (64) de los medios de alarma similares de la primera
realización.
Los medios de retardo (100) comprenden una
resistencia (102) y un condensador (104) conectado en paralelo, a
efectos de obtener una constante de tiempo predeterminada para el
retardo. La resistencia (102) es preferentemente una resistencia de
75 K Ohmios y el condensador (104) es preferentemente es un
condensador de 10 microfaradios, y el retardo puede ser
incrementado al incrementar el valor de la resistencia (102) y/o
incrementando el valor del condensador (104), incrementando de esta
manera la constante de tiempo RC de manera bien conocida por los
técnicos en la materia. De manera similar, el retardo puede ser
disminuido al disminuir el valor de la resistencia (102) y/o el
valor del condensador (104).
El diodo de carga (106) permite que el voltaje
de carga (90) cargue con rapidez el condensador (104) cuando el
voltaje de carga (90) es determinado y aumenta el voltaje de
suministro de potencia positivo al detectar el ruido de movimiento y
a continuación desacopla el voltaje de carga de la resistencia
(102) y del condensador (104) cuando el voltaje de carga es
inhabilitado y disminuye al valor de tierra al cesar la detección
del ruido de movimiento, permitiendo por lo tanto que la
resistencia (102) descargue el condensador (104) a la velocidad de
la constante de tiempo RC.
Después de la resistencia en paralelo (102) y
del condensador (104), existe un detector de umbral (106) que
detecta si el voltaje en el condensador (104) es mayor o menor que
un cierto umbral, en este caso escogido en 4 voltios determinado
por el diodo zener (110) de 4 voltios polarizado al voltaje
positivo de suministro de potencia por la resistencia (112) de 10 K
Ohmios. El amplificador operativo (114), preferentemente un
amplificador operativo LM324A, está configurado como comparador,
con una de sus entradas diferenciales que detecta el voltaje
aplicado al condensador (104) y con otra de sus entradas
diferenciales detectando 4 voltios aplicados al diodo zener (110),
provocando por lo tanto que el voltaje de activación (116) del
relevador sea evaluado como voltaje positivo de suministro cuando
existe movimiento (detectado por la presencia del ruido de
movimiento emitido por los medios de basculación -40-) y también
durante el período de retardo después de cesar el movimiento.
Por lo tanto, el relevador (2.58) de
"presencia de movimiento" puede ser dispuesto utilizando la
segunda realización de la presente invención, incluso en el caso en
el que los medios de basculación no proporcionen dicho relevador.
Un juego de contactos (2.64) sobre el relevador (2.58) puede ser
utilizado para inhibir la generación de alarmas de movimiento
durante el movimiento del mecanismo de la cámara y durante el
período posterior de ajuste. Otro juego de contactos en el
relevador (2.58) puede conmutar entre las dos cámaras, tal como fue
el caso en la primera realización.
Al añadir otro juego de contactos (no mostrado)
al relevador (2.58), el circuito de ajuste automático del iris de
las cámaras podría ser desactivado, tal como se describirá,
incrementando de esta manera la vida útil de las cámaras y
reduciendo el mantenimiento.
Se conocen bien mecanismos de cámara que tienen
circuitos de ajuste de iris de tipo automático, típicamente con
motores paso a paso y similares para ajustar el iris de la cámara
para compensar las condiciones cambiantes de luz visionadas por la
cámara. Se ha descubierto por los inventores que, en una cámara de
vigilancia de tipo basculante, este ajuste automático del iris se
encuentra frecuentemente en funcionamiento y casi de forma continua
al desplazarse la cámara de una escena a otra, provocando que el
mecanismo del iris mecánico quede sometido a gran desgaste y
rotura, reduciendo de esta manera las expectativas de vida útil de
la cámara y provocando reparaciones y mantenimiento frecuentes.
También se ha descubierto por los inventores que los circuitos bien
conocidos de Control Automático de Ganancia ("AGC") dentro de
dichas cámaras pueden compensar adecuadamente un iris ligeramente
desajustado. Dado que la luz ambiente dentro de una zona controlada
es, de manera típica, muy estable, se pueden obtener imágenes
satisfactorias de la cámara aunque el mecanismo de ajuste del iris
no se encuentre siempre en funcionamiento.
Por lo tanto el relevador (2.58) puede quedar
dotado también de otros juegos de contactos, no mostrado, para
facilitar la potencia a los circuitos de ajuste automático del iris
dentro de las cámaras, aplicando potencia a los circuitos de ajuste
del iris cuando las cámaras no se encuentran en movimiento y
eliminando la potencia de los circuitos de ajuste del iris cuando
las cámaras se encuentran en movimiento, inhibiendo por lo tanto el
funcionamiento de los circuitos de ajuste del iris y sus mecanismos
cuando las cámaras se encuentran en movimiento. Este enfoque
incrementa la expectativa de vida útil de la cámara y disminuye la
frecuencia de mantenimiento y reparación de la misma.
Como ventaja adicional de la segunda realización
preferente, se puede fijar una luz u otros medios indicadores al
voltaje (116) de activación del relevador, de manera que el
operador humano pueda recibir alerta, por ejemplo, por el
accionamiento continuo de los medios indicadores, de que los
motores de la cámara han estado funcionando de manera continuada,
tal como ocurriría en el caso de un defecto de funcionamiento del
control de basculación.
También se debe comprender que el micrófono de
la segunda realización de la presente invención podría también
detectar ruidos de motores de accionamiento de las lentes zum de una
de las cámaras, es decir, no solamente el ruido de los propios
medios de basculación, y que dicho ruido del mecanismo de zum
podría también provocar que la segunda realización inhibiera la
generación de "alarmas de movimiento" provocando que la señal
de vídeo seleccionada fuera la procedente de la cámara de lente
fija.
Para utilizar la segunda realización, el
micrófono, tanto si es un micrófono convencional como un sensor de
vibración, se debe acoplar al mecanismo de la cámara, el mecanismo
de basculación o la lente zum, según deseo, de manera que el
micrófono esté acoplado acústicamente al ruido emitido que se
desea. Por otra parte, la utilización y funcionamiento de la
segunda realización es similar a la de la primera realización que se
ha descrito.
La utilización de ambas realizaciones de la
presente invención permite supervisión de lugares múltiples de
zonas objetivo preseleccionadas proporcionando al operador la
capacidad de controlar las dimensiones de la escena que está siendo
controlada al ajustar la ampliación de zum para cada zona objetivo
visionada, reduciendo de esta manera notablemente las falsas
alarmas al ignorar esencialmente la actividad que rodea el área de
interés.
Si bien la presente invención ha sido descrita y
mostrada con respecto a una realización preferente y a una
utilización preferente de la misma, no está limitada, puesto que se
pueden realizar modificaciones y cambios en la misma que se
encuentren dentro del ámbito a que se destinan las siguientes
reivindicaciones.
Claims (8)
1. Aparato basculante programable, de cámaras
múltiples (20), que comprende:
(a) una base (22);
(b) un mecanismo de cámara (24), cuyo mecanismo
de cámara comprende:
- i.
- una primera cámara (26) con una primera salida de video (44); y
- ii.
- una segunda cámara (30) que tiene una segunda salida de video (46)
- y una amplificación de zum (32); incluyendo dicha segunda cámara medios de zum (34) para variar la amplificación de zum de dicha segunda cámara con independencia de dicha primera cámara;
(c) medios de basculación (40) para desplazar
dicho mecanismo de la cámara con respecto a dicha base, de manera
que tanto dicha primera como segunda cámaras se desplazan en
tándem;
(d) medios de conmutación de video (42) que
reciben dichas primera y segunda salidas de video para escoger de
manera selectiva una de dichas primera y segunda salidas de video
para emitir como tercera salida de video (48); siendo seleccionada
dicha tercera salida de video por dichos medios de conmutación de
video para ser dicha primera salida de video, mientras que dichos
medios de basculación mueven dicho mecanismo de cámara y dicha
tercera salida de video que es seleccionada por dichos medios de
conmutación de video para que sean dicha segunda salida de video
mientras los medios de basculación no desplazan dicho mecanismo de
cámara; y
(e) medios de control programables (50) para
controlar dicho mecanismo de cámara y dichos medios de basculación,
teniendo dichos medios de control una serie de posiciones de visión
preseleccionadas programablemente; siendo sensibles dichos medios de
zum a dichos medios de control; poseyendo cada una de dicha serie
de posiciones de visión preseleccionadas un ajuste de amplificación
de zum preseleccionado de dichos medios de zum asociados con las
mismas; y mientras dicho mecanismo de cámara se desplaza de una
primera posición de visionado de dicha serie de posiciones de
visionado preseleccionadas a una segunda posición de visión de
dicha serie de posiciones de visión preseleccionadas, dichos medios
de control provocan que los medios de zum cambien de un primer
ajuste de ampliación de zum asociada con dicha primera posición de
visionado a un segundo ajuste de ampliación de zum asociado con
dicha segunda posición.
2. El primer aparato mencionado en la
reivindicación 1, en el que dicha segunda cámara comprende además
medios (36) de alarma de detección de movimiento para determinar una
señal (38) de alarma de movimiento cuando se detecta movimiento en
una escena visionada por dicha segunda cámara y dicho primer
aparato comprende además unos medios de emisión de alarma (64, 66)
para determinar una señal de alarma (62) solamente cuando se ha
evaluado dicha señal de alarma de movimiento y el mecanismo de
cámara no se encuentra en movimiento.
3. El primer aparato mencionado en la
reivindicación 2, en el que una de dicha serie de posiciones de
visionado preseleccionadas tiene un periodo de retardo de visión
preseleccionado asociado con el mismo durante el cual dichos medios
de control provocan que dichos medios de basculación hagan una
pausa en cada una de dichas posiciones de visión preseleccionadas; y
si dicha señal de alarma es determinada durante dicho periodo de
retardo de visión preseleccionado predeterminado, entonces dichos
medios de control provocan que dichos medios de basculación
establezcan una pausa en su posición de visión actual para un
periodo de retardo de visión adicional.
4. Sistema que comprende el primer aparato,
según la reivindicación 3, y también un segundo aparato basculante
programable, de cámara múltiples, (20') que tiene la misma
estructura indicada en la reivindicación 3 para dicho primer
aparato, en el que dicho sistema comprende además medios de
conmutación de alarma (70) que reciben dicha tercera señal de salida
de video y dicha señal de alarma emitida desde dicho primer aparato
y desde dicho segundo aparato y que es sensible a dichas señales de
alarma emitidas y recibidas procedentes de dicho primer aparato y
dicho segundo aparato, para escoger selectivamente una de dichas
terceras salidas de video para que sea una cuarta salida de video
(72) después de la determinación de una de dichas señales de alarma
emitidas recibidas, siendo seleccionada dicha cuarta señal de video
por dichos medios de conmutación de video para que sea dicha tercera
salida de video desde el mismo aparato desde el cual se ha recibido
dicha señal determinada de dichas señales de alarma emitidas y
recibidas.
5. Aparato, según la reivindicación 1, en el que
dichos medios de basculación emiten un cierto ruido solamente
mientras dicho mecanismo de basculación está desplazando dicho
mecanismo de la cámara y dichos medios de conmutación de video
comprenden medios de micrófono (80) sensibles a dicho ruido
determinado, para detectar dicho ruido determinado y generar una
señal eléctrica (82) representativa del mismo; provocando
operativamente dicha señal eléctrica que dichos medios de
conmutación de video sean dicha primera salida de video, mientras
que dicho ruido determinado es detectado por el micrófono y dicha
señal eléctrica que provoca que los medios de video sean dicha
segunda señal de video mientras que dicho ruido determinado no es
detectado por dicho micrófono.
6. Aparato, según la reivindicación 5, en el que
dichos medios de conmutación de video comprenden además unos medios
(92) de filtro de paso banda para separar por filtrado de paso
banda dichos ruidos de señales eléctricas que son distintos de dicho
ruido determinado.
7. Aparato, según la reivindicación 5, en el que
dichos medios de conmutación de video comprenden además medios de
retardo (100) para provocar que dichos medios de conmutación de
video sean dicha primera salida de video, mientras que dicho ruido
determinado es detectado por dicho micrófono y para un cierto
periodo de retardo posterior.
8. Aparato, según la reivindicación 1, en el que
dichos medios de basculación emiten un cierto ruido solamente
mientras dichos medios de basculación desplazan dicho mecanismo de
la cámara y dichos medios de conmutación de video comprenden medios
de micrófono (80), sensibles a dicho ruido determinado, para
detectar dicho ruido determinado y para generar una señal eléctrica
(82) representativa del mismo; provocando operativamente dicha señal
eléctrica que dichos medios de conmutación de video sean dicha
primera salida de video, mientras que dicho ruido determinado es
detectado por dichos medios de micrófono y provocando dicha señal
eléctrica que dichos medios de conmutación de video sean dicha
segunda señal de video mientras que dicho ruido determinado no es
detectado por dichos medios de micrófono; y dichos medios de
conmutación de video comprenden además unos medios de retardo (100)
para provocar que dichos medios de conmutación de video sean dicha
primera salida de video mientras que dicho ruido determinado es
detectado por dichos medios de micrófono y durante un determinado
periodo de retardo posterior.
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