十字標尺攝像機即帶有十字絲刻度的攝像機，這種攝像機除在軍事與測量等方面的廣泛應(yīng)用外，加上智能軟件，還可用來預(yù)報各種災(zāi)害，因而可在平安城市中作為各種災(zāi)害的智能化的探測、識別與預(yù)/報警而廣泛應(yīng)用。本文介紹這種十字標尺智能攝像機的組成原理，以及作為雨水/旱災(zāi)、火災(zāi)、風/沙/霧災(zāi)、雪災(zāi)、地震災(zāi)、建筑物倒塌與橋梁斷裂、山石崩地陷與下水道蓋被盜打開等的智能化的探測、識別與預(yù)/報警而在平安城市中的應(yīng)用。
文/雷玉堂 楊中東 周宇翔

隨著光電等高新科學技術(shù)的發(fā)展，計算機視覺、圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸、圖像測量等技術(shù)均得到了蓬勃的發(fā)展，CCD與CMOS固體圖像傳感器及應(yīng)用也迅速地發(fā)展起來。由于用這種固體圖像傳感器所構(gòu)成的攝像機在各領(lǐng)域的應(yīng)用已十分廣泛，并且客戶對攝像機的功能要求也越來越高。如有黑白型、彩色型、超低照度型、彩色日夜轉(zhuǎn)換型、紅外夜視型、自動聚焦型、無線移動型、網(wǎng)絡(luò)型、高清測量型、高速球型，以及各種超小型與隱蔽型等等。

但為了滿足圖像測量與目標瞄準等的需要，市場上原已推出了一種帶十字絲的黑白攝像機，但還不能滿足軍事與測量方面的客戶需求。為滿足客戶更高的需求，某公司在2005年底研制而推出了一種性能優(yōu)越的高、中清晰度的帶刻度與不帶刻度兩種十字絲的黑白與彩色攝像機，但還不能賦予其智能化的應(yīng)用。目前，根據(jù)平安城市建設(shè)與地震、水利等部門的需要，該公司又在原有的基礎(chǔ)上，新研發(fā)與推出了一種十字標尺智能攝像機。

十字標尺攝像機即帶有十字絲刻度的攝像機，這種攝像機除在軍事與測量等方面的廣泛應(yīng)用外(參見本文后的參考文獻)，加上智能軟件，還可用來預(yù)報各種災(zāi)害，因而可在平安城市中作為各種災(zāi)害的智能化的探測、識別與預(yù)/報警而廣泛應(yīng)用。這里就介紹一下這種十字標尺智能攝像機的組成原理，以及作為雨水/旱災(zāi)、火災(zāi)、風/沙/霧災(zāi)、雪災(zāi)、地震災(zāi)、建筑物倒塌與橋梁斷裂、山石崩地陷以及下水道蓋被盜打開等的智能化的探測、識別與預(yù)/報警而在平安城市中的應(yīng)用，以供各個安防工程公司選用參考。
十字標尺智能攝像機的組成及原理

十字標尺智能攝像機的組成及工作原理框圖，如圖1所示。
由圖1可看出，這種攝像機除由一般攝像機的CCD或CMOS固體圖像傳感器部分、定時脈沖驅(qū)動及同步信號產(chǎn)生部分、視頻信號處理（含預(yù)處理、切割、壓縮、校正、混消隱、ＡＧＣ、視頻放大與輸出等）部分、鏡頭與電源等五大組成部分外，還加有十字標尺攝像機的十字標尺形成與十字標尺視頻信號部分，以及形成十字標尺智能攝像機的智能刻度設(shè)置、檢測與識別部分等。

由此看出，普通攝像機加上十字標尺形成十字標尺視頻信號部分，即可形成十字標尺攝像機。十字標尺攝像機加上智能刻度設(shè)置、檢測與識別部分，即可形成十字標尺智能攝像機。正是由于有了這一智能部分，當所檢測的視頻信號達到預(yù)先所設(shè)置的智能刻度時，即被智能識別，除輸出信號自動啟動后續(xù)的錄像設(shè)備并顯示外，還立即進行聲、光預(yù)/報警。顯然，這將可免除一些災(zāi)害，或使一些災(zāi)害損失減到最小。

十字標尺智能攝像機在平安城市中的應(yīng)用

除本文參考文獻所述的十字標尺攝像機在軍事與測量等方面的應(yīng)用外，這種十字標尺智能攝像機還可使其應(yīng)用更上一層樓。本文下面僅介紹，它在平安城市中能用來智能探測、識別與預(yù)/報警的幾種災(zāi)害。

雨水/旱災(zāi)的探測、識別與預(yù)/報警
一般，發(fā)生過雨水災(zāi)害的城市，在歷史上都有一個危險水位的記錄，如武漢市在武漢關(guān)的長江邊就專門設(shè)有一列水位標記。若將帶十字標尺的智能攝像機對準監(jiān)視這水位標記，就不用人到室外去監(jiān)視，而在室內(nèi)就可自動監(jiān)視。當水漲水落時，在攝像機的十字標尺垂直絲上將有刻度顯示在監(jiān)視器上。如設(shè)置在＋6刻度為雨水災(zāi)危險水位，當水位上漲到十字標尺垂直絲的＋6刻度時，就自動向監(jiān)控中心預(yù)/報警，并自動啟動錄像設(shè)備與顯示設(shè)備，以提示城市主管單位作雨水災(zāi)的準備；同樣，若如設(shè)置在－6刻度為旱災(zāi)危險水位，當水位下落到十字標尺垂直絲的－6刻度時，并結(jié)合氣象臺的預(yù)報，也為旱災(zāi)自動預(yù)/報警，以提示作旱災(zāi)的準備等。

火災(zāi)的探測、識別與預(yù)/報警
眾所周知，火災(zāi)發(fā)生前都會有煙霧冒出，并且越來越濃，到最后才有火光出來。因此，可利用十字標尺智能攝像機對煙霧進行檢測。如當濃煙幾乎遮蓋了垂直與水平十字絲的±9刻度時，除立即向監(jiān)控中心預(yù)/報警，并自動啟動錄像設(shè)備與顯示設(shè)備外，還智能結(jié)合與復(fù)核煙霧等火災(zāi)報警器的信號后，自動向消防隊報警，以便即時撲滅火災(zāi)，保護人民生命與財產(chǎn)的安全。

雪災(zāi)的探測、識別與預(yù)/報警
大家都不會忘記，2008年春節(jié)前的雪災(zāi)，給人民生命與財產(chǎn)造成了極大的損失。如果能夠監(jiān)視檢測雪災(zāi)，并事先能智能化地預(yù)/報警，則可使這場雪災(zāi)造成的損失減到最小。而利用十字標尺智能攝像機進行監(jiān)視與檢測，即可完成這一任務(wù)。因為當所監(jiān)視的屋頂、道路旁的雪的厚度達到十字標尺上的某一刻度時(該厚度根據(jù)該市歷年經(jīng)驗而得)，則立即啟動錄像、顯示與預(yù)/報警，并由網(wǎng)絡(luò)自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關(guān)部門盡快采取措施，如在鐵路與公路等通道上派鏟雪車清理道路，使交通盡量能照常運行等。

風/沙/霧災(zāi)的探測、識別與預(yù)/報警
一般，大風、沙石災(zāi)來臨前，樹枝來回拼命幌動，碎砂石與紙屑飄飛，天空暗淡彌漫無光，使攝像機所監(jiān)控的圖像灰暗而模糊不清。若進行監(jiān)視與檢測的是十字標尺智能攝像機，則可結(jié)合氣象臺的數(shù)據(jù)，根據(jù)樹枝來回幌動達到正負某一刻度以及圖像的某種模糊程度，立即自動啟動錄像、顯示與預(yù)/報警，并由網(wǎng)絡(luò)自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關(guān)部門盡快采取措施。如在公路上檢測的是霧災(zāi)，便立即啟動有線與無線廣播，告誡汽車限速與開后燈(不開前燈)等，以保障交通安全與有序地運行。

地震災(zāi)的探測、識別與預(yù)/報警
關(guān)于地震災(zāi)害的探測與識別，要結(jié)合各城市地震監(jiān)測站進行，以保證各級地震前預(yù)報的準確度。同樣，可利用十字標尺智能攝像機在室內(nèi)進行監(jiān)視與檢測。因為可根據(jù)地震監(jiān)測物位移偏離到十字標尺的刻度和方向，而自動預(yù)報地震的級別和方向，并立即自動啟動錄像、顯示，由網(wǎng)絡(luò)自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關(guān)部門采取相應(yīng)的措施。

建筑物倒塌與橋梁斷裂災(zāi)害的探測、識別與預(yù)/報警
大家從廣播電視與報紙上知道，常常有報導(dǎo)建筑物倒塌與橋梁斷裂等死傷人的事件。但是，如果利用十字標尺智能攝像機在室內(nèi)進行監(jiān)視與檢測，即可事前預(yù)/報警，使損失減到最小。因為當所監(jiān)視與檢測的高樓大廈、高大煙囪、寶塔、古文物建筑、可疑危房、橋梁等建筑物在十字標尺上傾斜達到預(yù)定的某一角度或裂縫達到某一刻度時，就立即自動啟動錄像、顯示，并預(yù)/報警，以盡快疏散人員與采取相應(yīng)的措施。

山石崩地陷災(zāi)害的探測、識別與預(yù)/報警
關(guān)于山石崩地陷災(zāi)害的探測、識別，主要是對鐵路與高速公路等道路旁及路面的檢測。因為大風大雨常常會沖擊道路旁的石頭與泥土，使之發(fā)生傾斜與移位，如不及時檢測、修理與清除，常會發(fā)生事故。因此，若在這些較危險的地段設(shè)置十字標尺智能攝像機在室內(nèi)進行監(jiān)視與檢測，即可在山石與泥土位移到十字標尺上預(yù)定的某一刻度時，就會立即自動啟動錄像、顯示，并預(yù)/報警，以盡快采取相應(yīng)的措施而排除事故。此外，當監(jiān)視某一原水塘填取的可疑危險路段路面時，如路面被雨水沖洗而發(fā)生地面下陷時，若下陷寬度達到十字標尺某一預(yù)定的刻度值，也會立即自動啟動錄像、顯示，并預(yù)/報警，以盡快通知道路工程人員采取相應(yīng)的措施修復(fù)。

下水道蓋被盜打開等災(zāi)害的探測、識別與預(yù)/報警
眾所周知，城市中道路上的下水道蓋經(jīng)常被維修人員打開而忘記關(guān)，或被人盜走。這樣，常在夜晚或下雨時發(fā)生傷亡事故。但如果利用十字標尺智能攝像機在室內(nèi)進行監(jiān)視與檢測，則可避免這一事故。因為下水道蓋在十字標尺智能攝像機所監(jiān)視的二刻度間，當檢測到打開時，則這二刻度間的圖像為一黑洞，經(jīng)攝像機智能識別后，就會立即自動啟動錄像、顯示、預(yù)/報警，并進行下水道蓋的自動跟蹤，以盡快采取相應(yīng)的措施。

結(jié)語

由上看出，利用十字標尺智能攝像機在室內(nèi)對各種可能的災(zāi)害進行監(jiān)視、檢測、識別后，即可事前預(yù)/報警，使各種災(zāi)害損失減到最小。因此，這種帶刻度十字絲的攝像機不僅可廣泛應(yīng)用于軍事與民用測量上(詳情可參閱本文的參考文獻)，還可廣泛應(yīng)用在平安城市中預(yù)報各種災(zāi)害，所以這種攝像機也是建設(shè)平安城市大型智能網(wǎng)絡(luò)安防監(jiān)控系統(tǒng)必不可少的。

顯然，文中所介紹的應(yīng)用也只是初步的，如再配合其它一些相關(guān)裝置，將可使這種攝像機的應(yīng)用更加廣泛。歡迎使用單位提供更多的應(yīng)用實例，歡迎有興趣的讀者咨詢、討論與批評。