[發(fā)明專利]一種多模式警戒分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310299389.X
• 申請(qǐng)日: 2013-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN103414870A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)軍;張興國;王思寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18;G01C15/00;G06T17/05
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多模式警戒分析方法，具體地說，是一種能夠在單一攝像機(jī)中靈活設(shè)定多種警戒規(guī)則，實(shí)現(xiàn)按需警戒的多模式警戒分析方法，克服了當(dāng)前警戒設(shè)定的單一性及無地理空間參考的缺點(diǎn)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類活動(dòng)日益頻繁，因安防缺失造成財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡的事故屢見不鮮。因此，在重要場(chǎng)所布設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備，設(shè)置警戒規(guī)則進(jìn)行實(shí)時(shí)警戒是區(qū)域安全管理的重要手段，實(shí)時(shí)、多樣、靈活的警戒方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前，警戒分析方法相對(duì)單一，缺乏靈活性。通常一個(gè)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)一種警戒分析方法，如果要同時(shí)進(jìn)行另一種警戒分析就需要架設(shè)另一監(jiān)控探頭。各個(gè)監(jiān)控探頭分工明確，如入侵檢測(cè)、遺棄物檢測(cè)、物品搬移檢測(cè)、徘徊檢測(cè)4模塊各自獨(dú)立。而在實(shí)際的視頻監(jiān)控中，警戒需求具有靈活性，需要單一監(jiān)控場(chǎng)景中能夠設(shè)定多種警戒規(guī)則，并隨著時(shí)間的推移靈活更改，從而達(dá)到“一機(jī)多用”。那么，對(duì)現(xiàn)有所有的警戒功能模塊進(jìn)行抽象，直接提供統(tǒng)一的靈活的規(guī)則設(shè)定界面將會(huì)滿足用戶靈活、多樣的警戒需求。

同時(shí)，監(jiān)控視頻缺乏地理空間參考，大場(chǎng)景下警戒規(guī)則設(shè)定相對(duì)繁瑣。當(dāng)面對(duì)幾個(gè)監(jiān)控探頭警戒規(guī)則設(shè)置時(shí)，安防人員能夠快速完成。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，監(jiān)控探頭呈現(xiàn)出密集化的特征。警戒規(guī)則仍按傳統(tǒng)方式逐一設(shè)定將會(huì)非常繁瑣，如果缺乏對(duì)整個(gè)區(qū)域地理環(huán)境的了解就很容易出錯(cuò)。GIS賦予空間數(shù)據(jù)明確的空間參考，可以將大場(chǎng)景內(nèi)詳細(xì)的地物地貌展現(xiàn)于地圖中。因此，將GIS引入到警戒分析中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻與2D地理空間數(shù)據(jù)的融合，將使警戒規(guī)則的設(shè)定便捷化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵問題是克服視頻監(jiān)控中警戒規(guī)則設(shè)定的單一性，構(gòu)建地理空間數(shù)據(jù)與監(jiān)控視頻的互映射模型，實(shí)現(xiàn)多模式警戒分析，從而使警戒分析從傳統(tǒng)的單一警戒設(shè)置階段走向靈活、多模式的警戒設(shè)置階段，從無地理空間參考階段走向GIS主導(dǎo)下的適合于大場(chǎng)景、密集化視頻監(jiān)控的警戒規(guī)則設(shè)置階段。因此，本發(fā)明提出了多模式警戒分析方法。

本發(fā)明的基本思路：實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)與監(jiān)控視頻的互映射，使監(jiān)控視頻擁有明確的地理空間參考；以地理空間數(shù)據(jù)為主，設(shè)定警戒規(guī)則，并將其映射至各相關(guān)監(jiān)控視頻中；各相關(guān)攝像機(jī)執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤，依照警戒規(guī)則實(shí)時(shí)警戒。

本發(fā)明一種多模式警戒分析方法的基本步驟為：

第一步、獲取區(qū)域內(nèi)監(jiān)控視頻、大比例尺地圖和高清遙感影像，根據(jù)映射矩陣，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻與2D地理空間數(shù)據(jù)的互映射；

第二步、GIS下警戒區(qū)域設(shè)定：根據(jù)警戒需求，基于地圖和遙感影像在GIS平臺(tái)中繪制警戒線和面，構(gòu)成警戒區(qū)域集合；

第三步、GIS下警戒規(guī)則設(shè)定：基于第二步中繪制的警戒區(qū)域集合，靈活設(shè)定運(yùn)動(dòng)方向、速度和時(shí)間參數(shù)，從而構(gòu)多模式建警戒規(guī)則庫；其中，若用戶指定一個(gè)允許方向，在警戒時(shí)需要設(shè)定構(gòu)成折線和多邊形的各條選段的方向，根據(jù)允許方向及警戒區(qū)域繪制方向計(jì)算所有線段的方向；警戒規(guī)則設(shè)置好后，基于第一步的映射矩陣，將這些警戒規(guī)則映射到各個(gè)相關(guān)的監(jiān)控視頻中；

第四步、實(shí)時(shí)警戒：借助前景檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤獲取動(dòng)態(tài)目標(biāo)的位置、方向及GIS映射下的實(shí)際運(yùn)動(dòng)參數(shù)；實(shí)時(shí)判斷動(dòng)態(tài)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否違反多模式警戒規(guī)則庫；當(dāng)有違反警戒規(guī)則的事件發(fā)生時(shí)，GIS系統(tǒng)中以突出的圖形或警報(bào)音頻進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。

所述第一步中實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻與2D地理空間數(shù)據(jù)的互映射，其具體步驟為：

（a）獲取各個(gè)攝像機(jī)的高度、傾角、水平視角和方位角，基于這4個(gè)參數(shù)計(jì)算各個(gè)監(jiān)控探頭的地面監(jiān)控區(qū)域，即各個(gè)監(jiān)控探頭對(duì)應(yīng)的梯形監(jiān)控區(qū)域；

（b）根據(jù)攝像機(jī)的位置，將各個(gè)梯形監(jiān)控區(qū)域的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至所處2D地圖或遙感影像的坐標(biāo)，并構(gòu)成監(jiān)控區(qū)域圖層；

（c）根據(jù)梯形的地理坐標(biāo)及梯形各點(diǎn)相應(yīng)的圖像坐標(biāo)，解算單應(yīng)矩陣，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻圖像與2D地理空間數(shù)據(jù)的互映射。

本發(fā)明的一種多模式警戒分析方法是基于監(jiān)控視頻與地理空間數(shù)據(jù)的互映射方法，用戶繪制警戒線和面具備明確空間參考，警戒設(shè)置可以在統(tǒng)一的界面下完成，克服了傳統(tǒng)警戒設(shè)置單一、缺乏地理空間參考、不便于區(qū)域警戒分析的缺點(diǎn)，大大提高了區(qū)域警戒的靈活性、整體性。

附圖說明

圖1是攝像機(jī)監(jiān)控區(qū)域示意圖，（a）是局部坐標(biāo)系中攝像機(jī)監(jiān)控區(qū)域示意圖；（b）是投影坐標(biāo)系中攝像機(jī)監(jiān)控區(qū)域示意圖；

圖2是梯形監(jiān)控區(qū)域圖層示意圖；

圖3監(jiān)控視域與圖像坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；

圖4（a）是在遙感影像上繪制警戒線及允許方向示意圖；（b）是在遙感影像上繪制警戒多邊形示意圖；