CN104796667A - 一种校园夜视三维虚拟监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种校园夜视三维虚拟监控系统，包括信息采集模块、信息处理模块、管理模块、监控模块和存储模块；信息采集模块包括监控设备和拾音器，信息处理模块包括移动对象检测模块、移动对象参数提取模块、移动对象定位模块、预警信息提取模块和预警模块，管理模块包括三维建模模块、三维模型导入模块、区域安全级别设定模块、监控点位布置模块、监控点位信息设定模块，监控模块包括预警显示模块、实况查询模块和虚拟对象生成模块。本发明打破传统视频监控模式，拓宽了音视频监控的应用领域，并通过反馈的虚拟对象实时信息，有效避开了夜间图像模糊且细节信息缺乏的弊端，实现了有效报警、有效预判，从而及时处理，避免事故的发生。

Description

一种校园夜视三维虚拟监控系统及方法

技术领域

本发明属于安防监控领域，具体涉及一种校园夜视三维虚拟监控系统及方法。

背景技术

随着GIS技术的广泛应用，集成二维地图等空间位置信息的视频监控系统解决方案在视频监控领域正逐步成为热点。与传统的视频监控系统相比，集成了空间位置信息的三维视频监控系统更能有效预防安全隐患。近年来高等院校正在大力推行创建“平安校园”工作，但尚缺少针对校园突发事件的有效防范体系，尤其是夜间防范。现有校园监控系统更多的是基于单纯视频监控技术，其分辨率低且应用范围局限性大，夜间监控只是通过简单的红外探头来进行侦测，弊端众多。

当前由于高校学生心理问题突显，而导致的学生跳楼事件，群架事件等都为平安校园带来了重大隐患，夜间防范更是安全隐患最大环节，建立高效可靠的校园夜间安防体系是实现对校园安全有效管理和排除隐患的重中之重。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种校园夜视三维虚拟监控系统及方法，本发明能够通过三维实景校园夜间模拟表现方式，实时反馈安全隐患最多的场景现状，为提出突发性事件的初步应急方案提供依据。

本发明提供的一种校园夜视三维虚拟监控系统，包括信息采集模块、信息处理模块、管理模块、监控模块和存储模块；所述信息采集模块包括监控设备和拾音器，所述信息处理模块包括移动对象检测模块、移动对象参数提取模块、移动对象定位模块、预警信息提取模块和预警模块，所述管理模块包括三维建模模块、三维模型导入模块、区域安全级别设定模块、监控点位布置模块、监控点位信息设定模块，所述监控模块包括预警显示模块、实况查询模块和虚拟对象生成模块；

所述信息采集模块用于对视频和声音的采集；

所述移动对象检测模块用于检测是否存在移动对象；

所述移动对象参数提取模块用于确定移动对象的数量和面积大小；

所述移动对象定位模块用于确定移动对象位置信息；

所述预警信息提取模块用于提取发出预警信号监控设备的地址信息和预警区域实况信息；

所述预警模块用于发出预警信号，所述预警信号包括预警区域对应的监控设备信号灯的闪烁和三维模型中预警区域的闪烁；

所述三维建模模块用于对实际建筑、基础设施、监控设备和虚拟对象进行建模；

所述三维模型导入模块用于导入三维模型；

所述区域安全级别设定模块用于在三维模型中设定区域安全级别；

所述监控点位布置模块用于依据校园实际监控设备和拾音器点位的布控情况，在三维模型中进行对应点位的设置；

所述监控点位信息设定模块用于对监控点位进行应监控设备参数及安全级别的设定；

所述预警显示模块用于三维模型的显示、三维模型报警区域的提示和三维模型中报警监控设备的提示；

所述实况查询模块用于监控人员查看预警实况信息和指定拾音器通讯功能；

所述虚拟对象生成模块用于在三维模型生成虚拟对象；

所述存储模块可以用来存储所述三维模型、所述信息采集模块采集的信息及虚拟对象生成数据。

进一步的，所述监控设备采用红外网络相机，所述监控设备设有ID信息用于实现对每一个监控点位的唯一定位。

进一步的，所述监控模块可位于移动客户端中。

本发明还提供了一种校园夜视三维虚拟监控方法，包括管理员操作方法和监控员操作方法；

所述管理员操作方法包括如下步骤：

初次使用时进入管理模块，以管理员的身份进入管理员操作界面；

在管理员操作界面下选中所要实施监控的学校，通过三维模型导入模块导入其对应的平面区域图和三维模型；

管理员通过区域安全级别设置模块并依据所述平面区域图划分区域安全级别；

管理员依据给定的三维模型，参照实际监控设备和拾音器布控位置，通过监控点位布置模块在三维模型中进行监控点位的布控设置；

管理员通过监控点位信息设定模块对所有设置过的所述监控点位进行对应监控设备参数及安全级别的设定；

保存全部管理员操作设置内容；

所述监控员操作方法包括如下步骤：

以监控员的身份进行监控员操作界面，观测校园平面区域图。

当有异常检测出现时，监控员操作界面下的预警显示模块中校园平面图所对应的区域就会闪烁并发出对应级别的警报，依据区域安全级别，报警区域显示的颜色有所差异；

在监控员操作界面下的预警显示模块中点击该闪烁的区域，会出现对应的三维建模区域，对应报警监控设备也会不断闪烁，依据监控设备安全级别，闪烁颜色有所差异。

在监控员操作界面下在实况查询模块中可点击报警监控设备，则会直接跳出该相机的实况画面；

如果单纯画面观察不够，在监控员操作界面下的虚拟对象生成模块中还可点击虚拟对象生成功能键，会在三维模型中对应预警区域生成当前检测对象的虚拟信息；

当画面全部生成后，如果需要进行语音通话时，在监控员操作界面下可点击对应的拾音器，便可进行点对点语音通信；

依据音频与视频信息可以做出对夜间突发事件的预处理，还可将信息采集模块采集的音频和视频信息传输到移动客户端中，可直接在路上观测预警实况图像；

突发事件处理后，在存储模块中保存监控设备采集的图像内容与虚拟对象生成内容，保存音频内容，撤销该报警监控设备的报警提示，系统恢复初始状态，回到校园平面图区域画面。

本发明的有益效果在于，本发明打破传统视频监控模式，提出校园夜间三维虚拟监控方案，拓宽了音视频监控的应用领域，并通过反馈的虚拟对象实时信息，有效避开了夜间图像模糊且细节信息缺乏的弊端，实现了有效报警、有效预判，从而及时处理，避免事故的发生。

附图说明

图1所示为本发明校园夜视三维虚拟监控系统结构示意图。

图2所示为本发明管理员操作方法流程图。

图3所示为本发明监控员操作方法流程图。

具体实施方式

下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。

如图1所示，本发明提供的一种校园夜视三维虚拟监控系统，包括信息采集模块10、信息处理模块20、管理模块40、监控模块30和存储模块50；信息采集模块10包括监控设备11和拾音器12，信息处理模块20包括移动对象检测模块21、移动对象参数提取模块22、移动对象定位模块23、预警信息提取模块24和预警模块25，管理模块40包括三维建模模块41、三维模型导入模块42、区域安全级别设定模块43、监控点位布置模块44、监控点位信息设定模块45，监控模块30包括预警显示模块31、实况查询模块32和虚拟对象生成模块33；

信息采集模块10用于对视频和声音的采集；

移动对象检测模块21用于检测是否存在移动对象；

移动对象参数提取模块22用于确定移动对象的数量和面积大小；

移动对象定位模块23用于确定移动对象位置信息；

预警信息提取模块24用于提取发出预警信号监控设备11的地址信息和预警区域实况信息；

预警模块25用于发出预警信号，预警信号包括预警区域对应的监控设备11信号灯的闪烁和三维模型中预警区域的闪烁；

三维建模模块41用于对实际建筑、基础设施、监控设备11和虚拟对象进行建模；

三维模型导入模块42用于导入三维模型；

区域安全级别设定模块43用于在三维模型中设定区域安全级别；

监控点位布置模块44用于依据校园实际监控设备11和拾音器12点位的布控情况，在三维模型中进行对应点位的设置；

监控点位信息设定模块45用于对监控点位进行应监控设备11参数及安全级别的设定；

预警显示模块31用于三维模型的显示、三维模型报警区域的提示和三维模型中报警监控设备11的提示；

实况查询模块32用于监控人员查看预警实况信息和指定拾音器12通讯功能；

虚拟对象生成模块33用于在三维模型生成虚拟对象；

存储模块50可以用来存储三维模型、信息采集模块10采集的信息及虚拟对象生成数据。

监控设备11采用红外网络相机，监控设备11设有ID信息用于实现对每一个监控点位的唯一定位。

拾音器12采用集成拾音器。

监控模块30可位于移动客户端中，该移动客户端包括智能手机和平板电脑，利用该移动客户端可实时查看音频与视频信息。

本发明拟采用Sketchup三维建模软件实现校园的三维模型构建，且该模型将被嵌入于互联网Google Earth软件之中，便于后续防范系统的联网设计。通过Sketchup建模出的校园三维模型，不仅能够全视角观测校园地貌，而且还可以方便地构建三维监控体系，使音频点与视频点被明确地标注在3D校园之中，确保在夜间可以实时反馈校园安全隐患场景的现状，并及时做出预警。

系统中音视频安防监控点位设计将在校园三维模型基础之上进行，参照国家安防设计标准GB 50348-2004《安全防范工程技术规范》执行，该环节的设计主要包括音频点与视频点的设置、选型与统计，最终绘制校园音视频监控方案点位平面图，便于后期在三维模型中进行点位参数布控。

本发明还提供了一种校园夜视三维虚拟监控方法，包括管理员操作方法和监控员操作方法。

如图2所示，管理员操作方法包括如下步骤：

步骤S1：初次使用时进入管理模块40，以管理员的身份进入管理员操作界面；

步骤S2：在管理员操作界面下选中所要实施监控的学校，通过三维模型导入模块42导入其对应的平面区域图和三维模型；

步骤S3：管理员通过区域安全级别设置模块并依据平面区域图划分区域安全级别；

在校园三维模型基础之上首先进行安防区域级别的划分，对于学校不同的区域需按照安全级别进行划分，如宿舍楼区域划定为1级重点监控区域，区域级别等级可根据需要进行设定，分为1级、2级、3级等不同的级别。

步骤S4：管理员依据给定的三维模型，参照实际监控设备11和拾音器12布控位置，通过监控点位布置模块44在三维模型中进行监控点位的布控设置；

对不同级别区域中建筑进行音频点与视频点的设置，安全级别越高，所设置音频点与视频点的数量就会越多，主要设置在一些存在安全隐患的建筑物外表面。如宿舍楼的楼顶、侧立面墙(监测窗户)等。通常情况下，重点防范的区域需要实现音、视频双点位设置，对于安全防范级别较低的可只设置视频点位。

当音视频点位设置完毕后，需要根据具体实际情况进行设备选型(即产品品牌型号的选择)，如网络夜视摄像头的选型需考虑有线或无线型、红外光照距离等。

步骤S5：管理员通过监控点位信息设定模块45对所有设置过的监控点位进行对应监控设备11参数及安全级别的设定；

步骤S6：保存全部管理员操作设置内容。

如图3所示，监控员的操作方法包括如下步骤：

步骤S7：以监控员的身份进行监控员操作界面，观测校园平面区域图；

步骤S8：当有异常检测出现时，监控员操作界面下的预警显示模块31中校园平面图所对应的区域就会闪烁并发出对应级别的警报，依据区域安全级别，报警区域显示的颜色有所差异；

步骤S9：在监控员操作界面下的预警显示模块31中点击该闪烁的区域，会出现对应的三维建模区域，对应报警监控设备11也会不断闪烁，依据监控设备11安全级别，闪烁颜色有所差异。

步骤S10：在监控员操作界面下在实况查询模块32中可点击报警监控设备11，则会直接跳出该相机的实况画面；

步骤S11：如果单纯画面观察不够，在监控员操作界面下的虚拟对象生成模块33中还可点击虚拟对象生成功能键，会在三维模型中对应预警区域生成当前检测对象的虚拟信息；

步骤S12：当画面全部生成后，如果需要进行语音通话时，在监控员操作界面下可点击对应的拾音器12，便可进行点对点语音通信；

步骤S13：依据音频与视频信息可以做出对夜间突发事件的预处理，信息采集模块10采集的音频和视频信息传输到移动客户端中，可直接在路上观测预警实况图像；

步骤S14：突发事件处理后，在存储模块50中保存监控设备11采集的图像内容与虚拟对象生成内容，保存音频数据，撤销该报警监控设备11的报警提示，系统恢复初始状态，回到校园平面图区域画面。

当某一安防区域有检测到安全隐患问题时，该区域便会变色预警，同时突显隐患点位的监控设备，此时可点击监控设备实时观测场景实况。对于不同安全级别的预防区域设定的预警颜色有所不同；对于不同安全级别的监控点位所设定的报警优先次序也会不同。

管理员操作内容主要包括有三维模型构建、三维模型的导入、区域安全级别划分、监控点位的布控、监控设备参数级别设定和监控设备安全级别的设定等；监控员操作内容主要包括依据区域报警信息可点击查看对应三维虚拟监控场景，既可点击报警监控设备观测实况，又可点击软件功能键实现虚拟场景生成画面，将实际移动对象在模拟三维场景中生成虚拟对象，同时还可以通过拾音器对现场进行预警处理及报警信息核实。

本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (4)

1.一种校园夜视三维虚拟监控系统，其特征在于，包括信息采集模块、信息处理模块、管理模块、监控模块和存储模块；所述信息采集模块包括监控设备和拾音器，所述信息处理模块包括移动对象检测模块、移动对象参数提取模块、移动对象定位模块、预警信息提取模块和预警模块，所述管理模块包括三维建模模块、三维模型导入模块、区域安全级别设定模块、监控点位布置模块、监控点位信息设定模块，所述监控模块包括预警显示模块、实况查询模块和虚拟对象生成模块；

所述信息采集模块用于对视频和声音的采集；

所述移动对象检测模块用于检测是否存在移动对象；

所述移动对象参数提取模块用于确定移动对象的数量和面积大小；

所述移动对象定位模块用于确定移动对象位置信息；

所述预警信息提取模块用于提取发出预警信号监控设备的地址信息和预警区域实况信息；

所述预警模块用于发出预警信号，所述预警信号包括预警区域对应的监控设备信号灯的闪烁和三维模型中预警区域的闪烁；

所述三维建模模块用于对实际建筑、基础设施、监控设备和虚拟对象进行建模；

所述三维模型导入模块用于导入三维模型；

所述区域安全级别设定模块用于在三维模型中设定区域安全级别；

所述监控点位布置模块用于依据校园实际监控设备和拾音器点位的布控情况，在三维模型中进行对应点位的设置；

所述监控点位信息设定模块用于对监控点位进行应监控设备参数及安全级别的设定；

所述预警显示模块用于三维模型的显示、三维模型报警区域的提示和三维模型中报警监控设备的提示；

所述实况查询模块用于监控人员查看预警实况信息和指定拾音器通讯功能；

所述虚拟对象生成模块用于在三维模型生成虚拟对象；

所述存储模块可以用来存储所述三维模型、所述信息采集模块采集的信息及虚拟对象生成数据。

2.如权利要求1所述的一种校园夜视三维虚拟监控系统，其特征在于，所述监控设备采用红外网络相机，所述监控设备设有ID信息用于实现对每一个监控点位的唯一定位。

3.如权利要求1所述的一种校园夜视三维虚拟监控系统，其特征在于，所述监控模块可位于移动客户端中。

4.一种校园夜视三维虚拟监控方法，其特征在于，包括管理员操作方法和监控员操作方法；

所述管理员操作方法包括如下步骤：

初次使用时进入管理模块，以管理员的身份进入管理员操作界面；

在管理员操作界面下选中所要实施监控的学校，通过三维模型导入模块导入其对应的平面区域图和三维模型；

管理员通过区域安全级别设置模块并依据所述平面区域图划分区域安全级别；

管理员依据给定的三维模型，参照实际监控设备和拾音器布控位置，通过监控点位布置模块在三维模型中进行监控点位的布控设置；

管理员通过监控点位信息设定模块对所有设置过的所述监控点位进行对应监控设备参数及安全级别的设定；

保存全部管理员操作设置内容；

所述监控员操作方法包括如下步骤：

以监控员的身份进行监控员操作界面，观测校园平面区域图。

当有异常检测出现时，监控员操作界面下的预警显示模块中校园平面图所对应的区域就会闪烁并发出对应级别的警报，依据区域安全级别，报警区域显示的颜色有所差异；

在监控员操作界面下的预警显示模块中点击该闪烁的区域，会出现对应的三维建模区域，对应报警监控设备也会不断闪烁，依据监控设备安全级别，闪烁颜色有所差异。

在监控员操作界面下的实况查询模块中可点击报警监控设备，则会直接跳出该相机的实况画面；

如果单纯画面观察不够，在监控员操作界面下的虚拟对象生成模块中还可点击虚拟对象生成功能键，会在三维模型中对应预警区域生成当前检测对象的虚拟信息；

当画面全部生成后，如果需要进行语音通话时，在监控员操作界面下可点击对应的拾音器，便可进行点对点语音通信；

依据音频与视频信息可以做出对夜间突发事件的预处理，还可将信息采集模块采集的音频和视频信息传输到移动客户端中，可直接在路上观测预警实况图像；

突发事件处理后，在存储模块中保存监控设备采集的图像内容与虚拟对象生成内容，保存音频内容，撤销该报警监控设备的报警提示，系统恢复初始状态，回到校园平面图区域画面。