Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das oberbegrifflich Beanspruchte und demgemäß darauf, wie bei Überwachungskameras eine ungewollte Veränderung eines überwachten Bereichs vermieden werden kann.

Überwachungskameras dienen häufig dazu, einen festen Bereich zu überwachen, der bei der anfänglichen Kameramontage vor Überwachung festgelegt und danach möglichst nicht mehr geändert werden soll. Dies gilt sowohl für Überwachungskameras, die während der Überwachung absolut fest ausgerichtet bleiben sollen, als auch für Kameras, die während einer Überwachung hin- und hergeschwenkt werden sollen, um den überstrichenen Sichtbereich wiederholt zu überwachen.

Nach einer anfänglichen, korrekten Ausrichtung sind Änderungen durch bewusste Sabotage oder Eingriff Dritter möglich, aber auch durch zufällige Ereignisse wie starken Wind, auf der Kamera landende und von dieser wieder abfliegende Vögel und dergleichen; derartige zufällige Ereignisse erweisen sich insbesondere dann als störend, wenn die Kamera bei ihrer Montage nicht in optimaler Weise fixiert wurde, etwa weil ein Benutzer einstellungsfixierende Schrauben nicht hinreichend stark angezogen hat.

Prinzipiell ist es möglich, eine Verstellung durch Bildbetrachtung oder auch automatisierte Bildauswertung zu erfassen. Dies stößt jedoch zum Beispiel dann an seine Grenzen, wenn die Änderungen nur gering sind, aber die Überwachung auch der Randbereiche von besonderer Bedeutung ist. Dies kann beispielsweise bei Bahnsteigen der Fall sein. Überdies treten Probleme auf, wenn eine Bilderkennung unter wechselnden Umgebungsbedingungen oder in Plätzen erforderlich ist, bei denen die Bilderkennung erschwert ist, etwa weil wenig horizontale oder vertikale Linien im Bild vorhanden sind, etwa bei großen Plätzen und/oder weil durch stark wechselnden Publikumsverkehr relevante Linien häufig verdeckt sind.

Es ist bereits bekannt, die Neigung von Kameras zu überwachen, indem Neigungsschalter in Kameragehäuse integriert werden. Die bekannten Neigungsschalter sind relativ unempfindlich und verhindern zudem ein Verschwenken des Gehäuses nicht, so dass Manipulationen nicht ausgeschlossen werden können.

Aus der US 6,011,925 ist eine Kamera bekannt, bei welcher Bildinformation aus einem optischen System in ein elektrisches Signal gewandelt und das elektrische Signal ausgegeben wird,, wobei ein Schwenkkopf einen Steuermechanismus für zumindest zwei Achsen aufweist, ein Sensor die Ausrichtung der Kamera erfasst und der Schwenkkopf auf Basis der Ausrichtung der Kamera gesteuert wird.

Aus der DE 10 2005 037 534 A1 ist ein Überwachungskamerasystem bekannt, in dem ein von einer zum Schwenken/Neigen angesteuerten Überwachungskamera aufgenommenes Bild auf einem Bildschirm dargestellt wird und auf den Kopf umgekehrt und beidseitig symmetriert wird, wenn ein Neigungswinkel gleich oder größer als ein vorbestimmter Umkehr-Neigungswinkel relativ zu einer Referenzposition ist, wobei weiter vorgesehen sein soll ein Neigungswinkel-Detektor, der einen Neigungswinkel der Überwachungskamera erfasst, ein Umkehr-Neigungswinkel-Speicher, der Daten einer Vielzahl von vorbestimmten Umkehr-Neigungswinkeln speichert, eine Umkehr-Neigungswinkel-Stelleinheit, die einen der im Umkehr-Neigungswinkel-Speicher gespeicherten Umkehr-Neigungswinkel auswählt und einstellt, eine Neigungswinkel-Vergleichseinheit, die den von dem Neigungswinkel-Detektor erfassten Neigungswinkel mit dem von der Umkehr-Neigungswinkel-Stelleinheit eingestellten Umkehr-Neigungswinkel vergleicht, und eine Bildumkehr-Verarbeitungseinheit, die als ein Ergebnis des Vergleichs der Neigungswinkel-Vergleichseinheit den Prozess zum Umkehren und beidseitigen Symmetrieren des von der Überwachungskamera erhaltenen Bildes ausführt, wenn der Neigungswinkel gleich oder größer als der Umkehr-Neigungswinkel ist.

Wünschenswert ist es, einen Schutz gegen Verstellung angeben zu können, der zu einer Erhöhung der Sicherheit von Überwachungskameras beiträgt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerblich Anwendung bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Die Erfindung schlägt somit eine Überwachungskameraanordnung mit zumindest einer Einstellachse zur Einstellung eines Überwachungsbereiches und einem Kippdetektor, um Veränderungen des Überwachungsbereiches erfassen und signalisieren zu können, vor, wobei die Einstellachse nach Montage eine zur Einstellung einer allgemein horizontalen Blickrichtung nichtlotrechte Achse ist und der Kippdetektor dazu ausgebildet ist, im Ansprechen auf erfasste Kippveränderungen eine Veränderung des horizontalen Überwachungsbereiches signalisieren zu können.

Es wird also zunächst vorgeschlagen, unabhängig von einem Überwachungsbild die Verkippung der Kamera zu detektieren, um eine Verschwenkung zu erfassen. Dazu wird die Kameraanordnung so ausgebildet, dass die (allgemein horizontale) Schwenkachse bei üblicher Montage leicht geneigt ist. Jede Schwenkbewegung führt dann zu einer - wenn auch geringen - Verkippung, die mit Neigedetektoren ohne weiteres nachweisbar ist. Durch bloßes Erfassen einer Neigung der Schwenkachse lässt sich somit ein Verschwenken besonders leicht erfassen. Es führt dann eine Verstellung um die Schwenkachse zwar nicht mehr zu einer Verstellung der Blickrichtung exakt entlang des Horizonts, die Anordnung ist aber insoweit besonders vorteilhaft, als nunmehr eine Verstellung der Schwenkrichtung zu einer Veränderung der Neigung führt, was sich unabhängig vom Überwachungsbild gut durch einen Kippdetektor als Kippveränderung erfassen lässt.

Dies trägt dazu bei, dass ohne komplexe Bildauswertung schnell und zuverlässig Änderungen einer ursprünglichen Einstellung sicher erfasst werden können. Durch die Verwendung von Kippdetektoren wird es zugleich möglich, auch allmähliche Veränderungen noch sicher erfassen zu können.

Es ist besonders bevorzugt, die Erfindung bei Überwachungskameraanordnungen zu verwenden, bei welchen eine Einstellung in zwei Richtungen möglich ist, also eine Neige- und/oder eine Schwenkbewegung vorgesehen sind. Die Erfindung ist damit keinesfalls auf Kamerabewegungen in einer Drehrichtung beschränkt.

Wenn die Kamera neigbar ist, wird bevorzugt das Neigegelenk zwischen Schwenkachse und Kamera angeordnet; dies hat bauliche Vorteile. Die Schwenkachse wird dabei als jene Achse verstanden, um welche die Kamera zur Einstellung einer Blickrichtung allgemein entlang des Horizonts zu verändern ist; diese Einstellung wird nicht exakt horizontal erfolgen, weil die entsprechende Achse geneigt ist.

Die Einstellachse ist eine Schwenkachse, die im Montagezustand gegen die Lotrechte geneigt oder windschief zu dieser ist, was dadurch erreicht werden kann, dass die Einstellachse nichtorthogonal vom Kameragehäuse absteht bzw. nichtorthogonal an einer Befestigungsebenen wie einer Wand angeordnet wird.

Um zu gewährleisten, dass die Einstellachse hinreichend stark gegen die Lotrechte, also die Lotlinie geneigt und/oder hinreichend windschief zu dieser ist, kann eine Montageplatte zur Anbringung der Kamera vorgesehen werden, von welcher die Schwenkachse absteht, wobei die Schwenkachse bewusst schief gegen die Rückseite der Montageplatte angeordnet wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich die erfindungsgemäße Ausbildung wie gewünscht ergibt.

Die Verwendung einer entsprechenden Montageplatte ist besonders bevorzugt, weil so auf einfachste Weise eine bevorzugte Montage gewährleistet ist. In einer besonders bevorzugten Variante wird die Neigung der Schwenkachse gegen die Lotrechte über 3°, bevorzugt über 5° betragen, jedoch weniger als 15°, bevorzugt nicht mehr als 10°, wobei diese Angaben sich auf eine geneigte Schwenkachse beziehen und den Winkel der Schwenkachse zur Lotrechten in einer Ebene angeben, die sowohl die Schwenkachse als auch die Lotrechte enthält. Die angegebenen Größen sind bevorzugt, weil einerseits die Neigung nicht zu gering sein darf, weil andernfalls bei einer nicht hinreichend exakt gerade ausgerichteten Grundfläche die erfindungsgemäß bevorzugte Neigung der Schwenkachse trotz Montageplatte nicht mehr erreicht werden kann. Ist hingegen die Neigung der Schwenkachse zu groß, ist die Einstellung erschwert, weil dann eine Änderung um die Schwenkachse zugleich eine starke Bildverkippung beziehungsweise -neigung zur Folge hat. Solange die Schwenkachsenneigung nicht zu groß ist, treten diese Effekte zwar gleichfalls auf, sind aber tolerierbar. Diese Betrachtungen lassen auch erkennen, wie groß bei windschief zur Lotrechten liegender Schwenkachse die Neigung sein soll.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Kamera ein Korrekturmittel zur Korrektur auf verkippt aufgenommene Bilder umfasst. Mit anderen Worten kann, wenn durch die Schräglage der Schwenkachse ein schief stehendes Bild auf einem gerade stehenden Monitor angezeigt würde, eine Drehung des Bildes vorgesehen werden. Dies kann elektronisch bereits in der Kamera vorgenommen werden, damit unabhängig von einer Beobachtungsstelle stets senkrecht stehende Bilder ausgegeben werden, was für Überwachungszwecke wesentlich angenehmer ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass dort, wo die Kamera wiederholt einen Überwachungsbereich überstreicht, indem sie hin- und hergeschwenkt beziehungsweise -geneigt wird, der Kippdetektor dazu ausgebildet sein kann, eine aufgetretene Veränderung der Verkippung bei einem gegebenen Überstreichwinkel, beispielsweise der Mittellage, zu bestimmen. Dies kann auf einfache Weise durch einen Mittelschalter oder Messen der Überstreichdauer zwischen zwei Extrema und Halbieren des Wertes geschehen, so dass nicht zwingend ein Winkelmesser erforderlich ist. Es sei darauf hingewiesen, dass bei Vorhandensein eines Korrekturmittels zur Korrektur auf verkippt aufgenommene Bilder die Korrekturmittel dazu ausgebildet sein können, die sich während einer Überstreichbewegung ändernde Verkippung zu korrigieren.

Der Kippdetektor kann als elektromechanisches Bauelement ausgebildet sein. Insbesondere kann er als elektronisch wirkende Wasserwaage beziehungsweise Libelle ausgebildet werden. In einer bevorzugten Variante sind zwei Kippdetektoren vorgesehen, die zueinander nichtparallele, bevorzugt orthogonal aufeinanderstehende Verkippungen erfassen. Besonders bevorzugt sind drei Kippdetektoren vorgesehen, die bevorzugt paarweise nichtparallel zueinander sind und bevorzugt ein karthesisches Koordinatensystem aufspannen. Dies vereinfacht die Detektorsignalauswertung.

Es ist möglich, den Verlauf eines Kippdetektorsignals zu bewerten. So wird eine geringfügige, aber dauerhafte Verkippung kritischer zu beurteilen sein als etwa kurzfristige Vibrationen aufgrund von Wind oder Hagel. Es ist im übrigen möglich, den Kippdetektorsignalverlauf abzugleichen gegen den Signalverlauf eines Detektors, der ortsfest bei der Kameraanbringung befestigt ist, also bei einer Schwenk- oder Neigebewegung der Kamera nicht mitbewegt wird. Dies ist dort besonders vorteilhaft, wo die Kamera insgesamt stark bewegt wird und durch diese Bewegung Neigungen ausgesetzt sein kann, beispielsweise auf Schiffen, wo Laderäume zu überwachen sind. Hier kann durch Abgleich der Kippdetektorsignale zwischen Schiffsrumpf und Kamera festgestellt werden, ob sich die Kamera gemeinsam mit dem Schiffsrumpf aufgrund der Schiffsbewegung neigt oder ob eine Neigung relativ zum Schiff erfolgt. Ähnliches gilt für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge und Flugzeuge.

Es ist möglich, vorhandene Kameras erfindungsgemäß nachzurüsten. Dazu können Montagesets mit einer eine Schwenkachsenneigung bewirkenden Grundplatte und Kippdetektoren vorgesehen werden. Zur Nachrüstung geeignete Kippdetektoren können zum Beispiel ihre Signale über geeignete Schnittstellen an die nachzurüstende Kamera selbst oder unmittelbar auf eine auch von der Kamera angesprochene Datenleitung speisen.

Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch:

Fig. 1

eine Überwachungskameraanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2

Veranschaulichungen der Einstellung eines Kamerasichtpunktes im Sichtfeld der Überwachungskameraanordnung von Fig. 1.

Nach Fig. 1 umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete Überwachungskameraanordnung zumindest eine Einstellachse 2 zur Einstellung eines Überwachungsbereiches 3 und ein Erfassungsmittel 4, um Veränderungen des Überwachungsbereiches erfassen und signalisieren zu können, wobei das Erfassungsmittel 4 mindestens einen überwachungsbildunabhängigen Kippdetektor 4a umfasst, um im Ansprechen auf erfasste Kippveränderungen eine Überwachungsbereichsveränderung signalisieren zu können.

Die Überwachungskameraanordnung 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine fest installierte Überwachungskamera, die an einer allgemein waagerechten Gebäudedecke 5 mit einer Montageplatte 6 montiert ist. Die Überwachungskameraanordnung 1 ist über eine Datenleitung mit einer entfernt liegenden Zentrale zur Lieferung von Bildern verbunden, um eine permanente Überwachung des Überwachungsbereiches 3, der hier bewusst aus Gründen der Anschaulichkeit extrem verkleinert dargestellt ist, gewährleisten zu können. Die Überwachungskameraanordnung umfasst dazu geeignete Signalübertragungsmittel, beispielsweise eine TCP/IP-Schnittstelle oder dergleichen, über welche auch Kippdetektorsignale, vergleiche 4b1, 4b2, übertragen werden können.

Die Schwenkachse 2 dient dazu, die Kamera zu schwenken, also etwa längs der Linie A-A von Fig. 2 zu bewegen. Die Schwenkachse 2 hat dazu entsprechende Gelenkverbindungen 2a an der Montageplatte. Die Schwenkachse 2 ist nun gegen die Lotrechte 7 um einen Winkel α geneigt. Dies wird auf einfach Weise dadurch erreicht, dass die Achse nichtlotrecht auf die Montageplatte 6 steht. In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird dazu eine keilförmige Montageplatte verwendet, die auch zweiteilig gebildet sein kann; es ist dann möglich, ein keilförmiges Unterstück zu verwenden, das unter einer herkömmlichen Montageplatte (mit senkrecht davon abstehender Schwenkachse) montiert wird, um insgesamt eine nichtorthogonal auf eine Decke stehende Schwenkachse zu erhalten.

Bei Drehung der Kamera um die Schwenkachse 2 um einen Winkel ϕ wird sich, wie in Fig. 2 veranschaulicht, der Sichtbereich 3 der Kamera demgemäß nicht entlang der horizontalen Linie A-A, sondern entlang der gekrümmten Linie ϕ-ϕ bewegen.

Beabstandet von der Montageplatte 6 ist an der Schwenkachse ein Neigegelenk 8 angeordnet, so dass die Kamera 1b der Überwachungskameraanordnung 1 nicht nur entlang der Linie ϕ-ϕ geschwenkt, sondern auch entlang der Linie ψ-ψ geneigt werden kann.

Die Kippdetektoren 4a1 und 4a2 sind im Gehäuse der Kamera 1b angeordnet und machen somit jede Bewegung des Kameragehäuses 1b mit. Sie sind lediglich aus Gründen der Veranschaulichung in Fig. 1 herausgezeichnet. Dabei ist schematisch dargestellt, dass die Kippdetektoren als Wasserwaagenanordnung verbildlicht sind, und zwar aus zwei orthogonal zueinander stehenden Wasserwaagen 4a1 und 4a2.

Eine praktische Realisierung der als Wasserwaagen dargestellten Kippdetektoren kann durch Beschleunigungssensoren üblicher Bauart erreicht werden. Diese Beschleunigungssensoren sprechen nämlich in der Regel nicht nur dann an, wenn sich ihr Bewegungszustand merklich ändert, sondern sind empfindlich genug, die mit Veränderungen ihrer Schräglage einhergehenden Unterschiede in der Einwirkung des Erdgravitationsfeldes zu erfassen. Die Verwendung von Beschleunigungssensoren ist im Übrigen auch deshalb bevorzugt, weil mit diesen kurze, harte Stöße, Schläge usw. nachweisbar sind; dies hilft, bei der Überwachung der Kamerafunktion nicht nur Manipulationen vorzubeugen, sondern auch Defekte durch - eine Einstellung nicht verändernde - Schläge zu erkennen usw.

Jeder der hier als elektromechanisch ausgebildete Wasserwaage gezeichneten Kippdetektoren kann in einer Soll-Position, in welcher die Kamera einmal eingerichtet worden ist, eingenullt werden, das heißt so eingestellt, dass kein Verkippsignal erzeugt wird, sondern die Mittellage erkannt wird. Die elektromechanischen Wasserwaagen beziehungsweise Kippdetektoren sind so präzise, dass störende Auslenkungen des Kameragehäuses erfasst werden können. Den Kippdetektoren 4a1 und 4a2 ist eine Signalkonditionierung 4c zugeordnet, um die Signale 4b1 beziehungsweise 4b2 der Kippdetektoren zu konditionieren und im Ansprechen auf mit den Kippdetektoren erfasste Veränderungen des Kippgrades ein Warnsignal 4d an eine Warneinheit 4e auszugeben, was über eine TCP/IP- oder eine andere Schnittstelle geschehen kann, über welche die Kamera zum Beispiel auch Bilder überträgt. Die eigentliche Warnung erfolgt dann in der Auswertezentrale, kann alternativ aber auch auf andere Weise geschehen, wie durch die Benachrichtigung eines Administrators durch SMS oder dergleichen.

Im Betrieb wird nun zunächst eine Soll-Position 3', vergleiche Fig. 2, des Blickbereiches eingestellt und beide Kippdetektoren 4a1 und 4a2 werden so eingestellt, dass sie bei der sich ergebenden Kipplage (vergleiche insbesondere Gerade B-B in Fig. 2 für die Veranschaulichung der Schräglage von Kippdetektor 4a2) nicht ansprechen, also "genullt" sind. Dies kann beispielsweise auf mechanische Art geschehen oder auch auf elektronische Weise. Bei Beschleunigungssensoren, die bevorzugt verwendet werden, kann etwa die aktuelle g-Wertkomponente in der Soll-Position gespeichert werden.

Solange nun keine Veränderung der Einstellung erfolgt, wird auch der Kippdetektor 4a2 nicht ansprechen. Wird jedoch die Kamera um die Achse 2 verdreht, so ändert sich zugleich die Schräglage des Kippdetektors 4a2, der beispielsweise aus seiner eingestellten Position zu einer Position 3 " auf Linie ϕ-ϕ von Fig. 2 bewegt wird und damit eine Neigung c entsprechend Linie C-C aufweist. Dies ist ohne weiteres detektierbar in der Kippdetektorsignalauswertestufe 4c, so dass ein Kippsignal über Leitung 4d an die Warneinheit 4e ausgegeben werden kann.

Auf diese Weise kann eine Verstellung der Schwenkrichtung ohne weiteres detektiert werden. Auch bei leicht geneigtem oder unebenem Deckenuntergrund 5 wird dabei durch die hinreichend große Neigung α der Schwenkachse 2 gegen die Lotrechte 7 stets ein hinreichend starkes Kippsignal mit dem Detektor 4a2 zu erfassen sein.

Es sei auch darauf hingewiesen, dass, obwohl vorstehend nicht beschrieben, eine elektronische, das heißt softwaretechnische Kompensierung einer anfänglichen Bildschräglage in Position 3' vorgenommen werden kann. Sofern diese, was bevorzugt ist, bei der Montage eingestellt wird, ändert sich diese Voreinstellung nicht mehr durch das - unerwünschte und gegebenenfalls durch Sabotage bedingte - Verschwenken des Kameragehäuses 1b um die Schwenkachse 2 aus dem Blickbereich 3' in den Blickbereich 3" mit. Damit lässt sich die unerwünschte Schräglage auch optisch besonders gut erfassen, weil ein zuvor gerade dargestellter Horizont jetzt verkippt erscheint.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Kippsignalauswertestufe 4c kurzfristige Verkippungen, etwa vibrationsbedingte Schwankungen der Mittellage ignorieren kann oder aber allenfalls eine Warnung ausgibt, die Probleme bei der Befestigung anzeigen, was vor zukünftigen bleibenden Veränderungen des Sichtbereiches frühzeitig warnt.

Es sei im Übrigen erwähnt, dass die Anordnung der Kippdetektoren auch benutzt werden kann, um bei insbesondere elektromotorisch schwenk- und/oder neigbaren Kameras eine aktuelle Ausrichtung bestimmen zu können. Damit ist eine Unabhängigkeit von Winkelgebern beziehungsweise des (Schritt-)Motors der Kameraverstellung möglich; dies wird als für sich vorteilhaft und erfinderisch angesehen, auch wenn zum Beispiel eine entsprechende Schwenkachse lotrecht angeordnet ist.