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用外，加上智能軟件，還可用來預報各種災害，因而可在平安城市中作為各種災害的智能化的探測、識別與預/報警而廣泛應用。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、火災、風/沙/霧災、雪災、地震災、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/報警而在平安城市中的應用。
文/雷玉堂 楊中東 周宇翔

隨著光電等高新科學技術的發(fā)展，計算機視覺、圖像網(wǎng)絡傳輸、圖像測量等技術均得到了蓬勃的發(fā)展，CCD與CMOS固體圖像傳感器及應用也迅速地發(fā)展起來。由于用這種固體圖像傳感器所構成的攝像機在各領域的應用已十分廣泛，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用。目前，根據(jù)平安城市建設與地震、水利等部門的需要，該公司又在原有的基礎上，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用外(參見本文后的參考文獻)，加上智能軟件，還可用來預報各種災害，因而可在平安城市中作為各種災害的智能化的探測、識別與預/報警而廣泛應用。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、火災、風/沙/霧災、雪災、地震災、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/報警而在平安城市中的應用，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先所設置的智能刻度時，即被智能識別，除輸出信號自動啟動后續(xù)的錄像設備并顯示外，還立即進行聲、光預/報警。顯然，這將可免除一些災害，或使一些災害損失減到最小。

十字標尺智能攝像機在平安城市中的應用

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用外，這種十字標尺智能攝像機還可使其應用更上一層樓。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/報警的幾種災害。

雨水/旱災的探測、識別與預/報警
一般，發(fā)生過雨水災害的城市，在歷史上都有一個危險水位的記錄，如武漢市在武漢關的長江邊就專門設有一列水位標記。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。如設置在＋6刻度為雨水災危險水位，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/報警，并自動啟動錄像設備與顯示設備，以提示城市主管單位作雨水災的準備；同樣，若如設置在－6刻度為旱災危險水位，當水位下落到十字標尺垂直絲的－6刻度時，并結(jié)合氣象臺的預報，也為旱災自動預/報警，以提示作旱災的準備等。

火災的探測、識別與預/報警
眾所周知，火災發(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/報警，并自動啟動錄像設備與顯示設備外，還智能結(jié)合與復核煙霧等火災報警器的信號后，自動向消防隊報警，以便即時撲滅火災，保護人民生命與財產(chǎn)的安全。

雪災的探測、識別與預/報警
大家都不會忘記，2008年春節(jié)前的雪災，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，并事先能智能化地預/報警，則可使這場雪災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。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/報警，并由網(wǎng)絡自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關部門盡快采取措施，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/霧災的探測、識別與預/報警
一般，大風、沙石災來臨前，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/報警，并由網(wǎng)絡自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關部門盡快采取措施。如在公路上檢測的是霧災，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。

地震災的探測、識別與預/報警
關于地震災害的探測與識別，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，而自動預報地震的級別和方向，并立即自動啟動錄像、顯示，由網(wǎng)絡自動傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心，以通知各有關部門采取相應的措施。

建筑物倒塌與橋梁斷裂災害的探測、識別與預/報警
大家從廣播電視與報紙上知道，常常有報導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/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/報警，以盡快疏散人員與采取相應的措施。

山石崩地陷災害的探測、識別與預/報警
關于山石崩地陷災害的探測、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定的某一刻度時，就會立即自動啟動錄像、顯示，并預/報警，以盡快采取相應的措施而排除事故。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定的刻度值，也會立即自動啟動錄像、顯示，并預/報警，以盡快通知道路工程人員采取相應的措施修復。

下水道蓋被盜打開等災害的探測、識別與預/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，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/報警，并進行下水道蓋的自動跟蹤，以盡快采取相應的措施。

結(jié)語

由上看出，利用十字標尺智能攝像機在室內(nèi)對各種可能的災害進行監(jiān)視、檢測、識別后，即可事前預/報警，使各種災害損失減到最小。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)，還可廣泛應用在平安城市中預報各種災害，所以這種攝像機也是建設平安城市大型智能網(wǎng)絡安防監(jiān)控系統(tǒng)必不可少的。

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