[發明專利]一種基于3DGIS和視頻相結合的智能監控系統

有效

• 申請號: 201611090729.8
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106791613B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 周斌;田飛;徐嘯峰;王金怡;田娟;謝壽峰;王建翔
• 申請（專利權）人: 中通服咨詢設計研究院有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06K9/00;G01C21/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

1.一種基于3DGIS和視頻相結合的智能監控系統，其特征在于，包括前端采集設備、后端存儲與數據接口、監控顯示設備和嵌入式視頻服務器；

所述前端采集設備與互聯網連接，用于獲取監控過程中的視頻和圖像，并感知視頻中物體的當前位置，前端采集設備的種類包括固定攝像機、車載移動攝像機及遙控無人機攝像機；

所述后端存儲與數據接口通過分級存儲管理的方式將不經常訪問的數據按制定策略自動遷移到帶庫、盤庫的離線介質中，在RAID磁盤陣列中保留熱門數據；

所述監控顯示設備采用前端采集設備及中控設備進行控制顯示，包括對圖像、聲音信號進行記錄、對畫面分割切換，以及對云臺、鏡頭控制；

所述嵌入式視頻服務器通過壓縮、處理視音頻數據，將數據進行編碼并完成網絡傳輸；

系統執行如下步驟：

步驟1-1，通過組合的前端采集設備獲取待監控區域的視頻、圖像及空間點云數據；

步驟1-2，將空間點云數據通過激光雷達數據處理軟件進行航跡解算、數據生成，建立3DGIS數據模型；

步驟1-3，通過基于無人攝像機采集設備開發的視頻數據提取及生成模塊，提取道路網絡、房屋模型、水系范圍、視頻范圍內的人及車輛的監控信息，并將其按圖層形式添加至3DGIS數據模型之中；

步驟1-4，將目前監控區域的監控視頻及提取信息的進行壓縮，快速上傳至嵌入式視頻服務器；

步驟1-5，將監控視頻數據與3DGIS數據模型進行融合顯示；

步驟1-6，提取監控視頻特征信息，實現對視頻內容進行輔助檢索的功能；

所述前端采集設備將視頻監控和地理信息進行融合，在目標位置、3DGIS數據模型以及視頻時間之間建立映射關系，并以數據接口的形式呈現在3DGIS數據模型之中；

所述監控顯示設備中包括智能監控定位程序模塊，智能監控定位程序模塊控制遙控無人機攝像機、車載移動攝像機根據固定攝像機中的坐標信息對視頻中目標的位置進行定位，包括如下步驟：

步驟2-1，采集區域內所有的運動圖像序列，并對目標檢測區域提取監控區域內的運動前景目標影像、運動前景目標時空坐標及3D背景模型；

步驟2-2，通過改進自適應的背景相減模型提取出兩臺攝像機的視頻幀內差，確定視頻像素坐標，其中改進自適應的背景相減模型的公式描述如下：

其中，B(x1,y1)為重建的背景圖像，x1和y1為視頻像素的縱橫向坐標，f_k+i(x1,y1)為第k+i幀圖像，k為起始運算幀號，i＝0,1,2,…,m-1，m為重建背景模型所使用的圖像序列幀數，背景畫面中每個像素點的值就是該點在這m幀圖像畫面值的均值B(x1,y1)；

步驟2-3，根據目標、兩臺及以上攝像機的方位角、距離，采用前方交會測量方法計算目標當前的位置，并將坐標的表空間、數字文件和控制文件存儲至空間數據庫；

步驟2-4，結合3DGIS數據模型，對視頻內的空間實體進行可視化表達和空間分析；

所述嵌入式視頻服務器執行如下步驟：

步驟3-1，采集監控區域內所有攝像機的工作狀態信息及視頻信息，工作狀態信息包括攝像機本身位置參數、姿態信息，視頻信息包括人、車、場景目標的信息；

步驟3-2，根據兩個及以上的視頻檢測得到監控區域內目標信號，采用攝影測量技術公式對目標進行定位；

像點a在像空間坐標系中的坐標為(x2，y2，-f)，此處的x2，y2分別為該相片橫縱向坐標，f為攝影相機的焦距，而在像空間輔助坐標系中的坐標為(X，Y，Z)，其中R是一個3*3的正交矩陣，φ、ω、к為相片主軸分別與X、Y、Z的夾角；

步驟3-3，將獲取的定位的信息形成的定位坐標及軌跡作為輸入信息，將目標特征與視頻中的位置及其軌跡進行匹配；若匹配成功，表示已經確定目標的定位信息，用濾波算法對目標的軌跡進行跟蹤，并將識別進行記錄至嵌入式視頻服務器中，執行步驟3-4；若匹配失敗，表示視頻中沒有目標，目標進入了視頻監控的盲區，返回步驟3-1，繼續監測目標的位置軌跡信息；

步驟3-4，在3DGIS數據模型中顯示所有攝像機的點位信息。