CN105635665B - 监视系统、数据传输方法和数据传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种监视系统、数据传输方法和数据传输方法，该监视系统包括：拍摄监视对象的摄像单元；分析从摄像单元发送来的图像的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；接收从摄像单元发送来的图像并接收从图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；和接收来自DVR主板的信息的服务器，在要将对摄像单元拍摄的图像进行分析的结果发送至服务器时，图像分析单元的控制处理模块向DVR主板的控制模块发送指令，使得图像分析单元和DVR主板在相同时间取得摄像单元的图像，图像分析单元分析完图像后将分析结果发送至DVR主板，DVR主板将其自身取得的图像和分析结果一起发送至服务器。

Description

监视系统、数据传输方法和数据传输装置

技术领域

本发明涉及一种监视系统、数据传输方法和数据传输装置。

背景技术

随着社会的发展，智能交通日益为人们重视，视频监控和智能识别及分析已经有了越来越重要的作用。在社会安全和社会基础设施资源调度等很多领域，都需要对视频进行采集和监控。公共交通领域就是典型的应用之一。

随着城市经济的迅速发展，城市规模不断扩大，机动车拥有量及道路交通流量急剧增加，公共交通车辆内属于人员密集且空间封闭的场所，其治安状况比较复杂，全国各地公交客运除受不断的乘运纠纷和运营管理困扰外，公交车上时有发生盗窃等案件，另外乘客逃票和司乘人员窃取票款的行为也时有发生，这一直困扰着公交管理人员和公共安全部门，严重干扰了社会安定团结。传统公交行业没有采用视频监控系统，不能有效解决公交车内治安监控以及乘客逃票和司乘人员窃取票款行为的取证，且中心调度人员不能实时掌握前端运行情况。传统公交调度采用纸质路单人工调度管理，存在众多弊端。公交车辆调度处于“看不见、听不着”落后现状。目前各大城市都在推广“低碳出行、公交优先”的发展战略，如何确保公交车辆运营安全、高效调度有限的公交车辆资源已成为困扰公交系统管理人员的一大难题。所以公交车上的视频监控的DVR装置和进行图像分析以进行人员密度分析，人数统计的分析装置的一体机是一个迫切的需求。

在现有的专利中，欧洲专利WO 2012/056477 A2公开了一种DVR装置与图像分析装置的一体机，该设备是在一台嵌入式主板上实现了所有功能。然而，在实际应用中会发现，CPU资源严重不足，同时主板上的SPI等高速数据通道也不能同时支持DVR数据流和图像分析数据流。

发明内容

为了解决在一台嵌入式主板上实现了所有功能而导致的CPU资源严重不足且主板上的SPI等高速数据通道也不能同时支持DVR数据流和图像分析数据流的问题，可以考虑采用两块主板的方案。

但是，现有的主板存在以下3种情况而导致采用两块主板存在困难：

(1)主板上的SPI等高速数据通道不足。主板上的高速数据通道被用于DVR数据流，没有多余的高速数据通道用于图像分析数据流。

(2)主板上有多余的高速数据通道，但是多余的高速数据通道在出厂时被设定为固定用于某种用途，无法用于图像分析数据流。

(3)主板上有多余的高速数据通道能够用于图像分析数据流，但是用户希望将其预留用于其它用途。这种主板存在成本较高的问题。

本发明提供一种监视系统、数据传输方法和数据传输装置，该监视系统使用两块嵌入式主板来分别实现DVR功能和图像分析功能，并且能够使用成本低的嵌入式主板，利用其低速数据通道实现同时支持DVR数据流和图像分析数据流。

本发明的第一方面的监视系统，其特征在于，包括：拍摄监视对象的摄像单元；对从所述摄像单元发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；接收从所述摄像单元发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；和服务器，其接收来自DVR主板的信息，在要将对摄像单元拍摄的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送指令，使得所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得来自所述摄像单元的图像，所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板，所述DVR主板将其自身取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

本发明的第二方面的监视系统，其在第一方面的监视系统中，所述摄像单元拍摄的是动态图像，所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得的来自所述摄像单元的图像是对动态图像截取的静态图像。

本发明的第三方面的监视系统，其其在第一或第二方面的监视系统中，所述DVR主板还能够取得所述监视对象的位置信息、运动速度信息和时间信息，在所述DVR主板要将其自身从所述摄像单元取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果发送至所述服务器时，将所述监视对象的位置信息、监视对象的运动速度信息、时间信息、所述DVR主板从所述摄像单元取得的图像和所述DVR主板从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

本发明的第四方面的监视系统，其在第一或第二方面的监视系统中，在要将对所述图像采集模块采集的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元通知所述DVR主板取得所述摄像单元的规定的摄像头的图像。

本发明的第五方面的监视系统的数据传输方法，所述监视系统包括拍摄监视对象的摄像单元；对从所述摄像单元发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；接收从所述摄像单元发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；和服务器，所述监视系统的数据传输方法的特征在于，包括：所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送在相同时间取得来自所述摄像单元的图像的指令的步骤；所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得来自所述摄像单元的图像的步骤；所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板的步骤；和所述DVR主板将其自身取得的来自所述摄像单元的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器的步骤。

本发明的第六方面的监视系统的数据传输方法，其在第五方面的监视系统的数据传输方法中，所述摄像单元拍摄的是动态图像，所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得的来自所述摄像单元的图像是对动态图像截取的静态图像。

本发明的第七方面的监视系统的数据传输方法，其在第五或第六方面的监视系统的数据传输方法中，所述DVR主板还能够取得所述监视对象的位置信息、运动速度信息和时间信息，在所述DVR主板要将其自身从所述图像采集模块取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果发送至所述服务器时，将所述监视对象的位置信息、监视对象的运动速度信息、时间信息、所述DVR主板从所述图像采集模块取得的图像和所述DVR主板从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

本发明的第八方面的数据传输方法，其在第五或第六方面的监视系统的数据传输方法中，在要将对所述图像采集模块采集的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元通知所述DVR主板取得规定的摄像头的图像。

本发明的第九方面的数据传输装置，其特征在于，包括：对发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；和接收发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送指令，使得所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得图像，所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板。

本发明的第十方面的数据传输装置，其在第九方面的数据传输装置中：所述数据传输装置与外部服务器连接，所述DVR主板在接收到来自所述图像分析单元的分析结果后，将其自身取得的图像和所述分析结果一起发送至所述外部服务器。

采用本发明的监视系统、数据传输方法和数据传输装置，使用两块嵌入式主板来分别实现DVR功能和图像分析功能，解决了使用一块嵌入式主板时CPU资源紧张的问题。并且能够使用高速数据通道少的低成本嵌入式主板，利用其低速数据通道实现同时支持DVR数据流和图像分析数据流。在使用有富余的高速数据通道的嵌入式主板的情况下，能够将高速数据通道留作它用，提高主板的扩展性。

附图说明

图1是本发明的监视系统的结构框图。

图2是本发明的图像分析单元和DVR主板的连接示意图。

图3是图像分析单元与DVR主板之间同步流程的示意图。

图4是图像分析单元与DVR主板之间同步流程的流程图。

图5是本发明应用于公交车的示意图。

具体实施方式

本发明的监视系统、数据传输方法和数据传输装置，主要用于公共交通领域。本发明所述的公共交通车辆包括公交车、旅游大巴、地铁、城际列车、火车等需要视频监控和人数统计分析的公共交通车辆。

并且，本发明的监视系统、数据传输方法和数据传输装置不限于应用在公共交通领域，只要是需要在传输图像的同时进行图像数据的分析并传输分析结果的情况，都能够适用本发明的技术方案，这是不言而喻的。

图像分析单元本发明的监视系统中的DVR主板和图像分析单元分别通过两块嵌入式主板实现，保证了DVR主板采集图像和图像分析单元的进行分析时的CPU资源，同时，两板之间共用其他外围模块，例如摄像头、2G/3G、wifi、存储模块、GPS等，两板之间通过低速数据通讯接口进行数据通讯。

以下参照附图说明本发明的监视系统。

图1是本发明的监视系统的结构框图，其中1表示摄像头，摄像头至少有一个，可以为多个。2表示图像接入模块，其将摄像头采集的图像(视频)接入到后述的DVR主板和图像分析单元。这些摄像头和图像接入模块构成摄像单元。3表示图像分析单元，其为一块主板，对摄像头采集的图像进行规定的分析，其中包括CPU(即图1中的控制处理模块)。4表示DVR(Digital Video Recorder：数字视频录像机)主板，其为一块主板，其中除了DVR主板所具有的视频记录模块和存储模块之外还包括CPU(即图1中的控制模块)。5表示服务器，其通过有线或者无线的方式与DVR主板4连接，接收来自DVR主板4的数据。

此系统包含了两个重要部分，图像分析单元3和DVR主板4。图像分析单元3对接入的视频(图像)进行处理，例如根据规定的算法计算公交车辆内的人流密度、统计上下门的人数等。DVR主板4对公交车辆上的情况进行视频录入，实时监控，同时图像分析单元3不跟服务器5直接通信，而是通过DVR主板4与服务器5交换数据。图像分析单元3相当于一个计算模块，只对视频进行分析计算，将结果返回。而DVR主板对计算的时间、位置、图像等信息进行统合，然后跟服务器5进行交互。

图2是本发明的图像分析单元3和DVR主板4的连接示意图。DVR主板4是该装置的主要CPU主板，进行DVR的录入，同时是图像分析单元3和服务器5的通信的桥梁。图像分析单元3通过摄像头获取到车内图像，然后进行计算，得到分析后的结果后，需要把得到的数据上传到服务器5。但是，DVR主板4上的高速数据接口已被DVR占用，所以只有低速接口，比如RS232。而DVR主板4与图像分析单元3的主板之间RS232以非常高的频率传输图片又会非常慢，而且容易出错。所以本发明采用了图3所示的同步做法解决了高速数据资源紧缺的问题。

图3是图像分析单元3与DVR主板4之间的同步流程的示意图。在要对摄像头拍摄的图像进行分析而将分析结果发送给服务器5的情况下，图像分析单元3(以下称为B1)发送命令，通知DVR主板4(以下称为B2)准备截图，并将截图的通道号(即摄像头编号)告之B2。接下来，B1，B2两主板对同样的摄像头通道几乎同步截图，从而保证两主板得到的图像几乎一样，对于人数分析或密度分析等，可以认为是没有影响的。接下来，B1对B1获得的图片进行分析计算，得到计算结果，返回给B2，此时不会将B1得到的图片返回，而是将B2得到的图片认为是B1计算时所用的图片(因为这两组图片是同时截取的，认为是没有差异的)；B2将B1的计算结果、B2获得的图片数据，还可以包括GPS数据、站点数据、时间数据等作为一组数据上传到服务器5。此方法在高速数据接口资源不足的情况下，利用低速数据接口，采用同步的方法实现了两板之间照片的同步，节约了嵌入式设备上的高速数据接口资源，从而节约了成本。

图4是图像分析单元3与DVR主板4之间同步流程的流程图。在要对摄像头拍摄的图像进行分析而将分析结果发送给服务器5的情况下，即步骤401，图像分析单元3(B1)开始动作，在步骤402中发送命令通知DVR主板4(B2)准备截图，然后在步骤403中对约定通道进行拍照获得图像，接下来在步骤404中对所获得的图像进行分析计算，得到人流密度数据或其它数据，最后在步骤405中将结果返回给DVR主板4。对于DVR主板4(B2)，其在B1开始动作之前一直等待B1的命令(步骤411)，当在步骤412中接收到B1的通知后，B2向B1发送响应，并在步骤413中，在约定的摄像头通道截图，截图后保存等待。当在步骤414中B1发来计算结果数据时，B2接收计算结果，并在步骤415中将计算结果与B2自己在约定通道上拍的照片、GPS、时间、站点等信息组合打包发送给服务器5，完成图片同步过程415。

下面说明本发明的实施例。

本发明的监视系统、数据传输方法和数据传输装置的典型的应用场景之一是用在公交车上，进行公交车上人流密度分析、上下门人数统计以及DVR对公交上的视频监控。具体示意如图5所示。

每一辆公交车在上车门处和下车门处分别安装了一个摄像头，其能够拍摄用于分析车上人流密度、上下门人数统计和实时监控的图像。图像分析单元和DVR主板都安装在每一辆公交车上。服务器安装在公交总站，总站的工作人员能够通过服务器获得每一辆公交车的车上人流密度、上下门人数统计等数据用于对线路进行调整，也能够通过DVR主板的实时监控来对每一辆公交车进行跟踪监视，及时处理公交车在路上时的各种情况。

例如公交总站需要知道线路3是否过于拥挤，是否有必要加派车辆用于运营。这时公交总站的工作人员可以要求线路3的各公交车发送人流密度信息给服务器。

线路3的各辆公交车上的图像分析单元向DVR主板发送命令，通知DVR主板截取上车门处的摄像头的图像。此时，图像分析单元和DVR主板分别同时截取了上车门处的摄像头的图像。

图像分析单元通过规定的算法对截取的图像进行分析，计算得出了人流密度信息，并将该计算出的人流密度信息发送给DVR主板。

而DVR主板在图像分析单元进行计算的期间一直等待图像分析单元发送计算结果。当接收到来自图像分析单元的分析结果后，DVR主板将它接收到图像分析单元的命令而截取的图像和来自图像分析单元的计算结果打包并经由无线网络发送给公交总站的服务器。当然，在DVR主板发送给服务器的数据中，也可以包括由DVR主板自行取得的GPS(位置)、时间、站点等信息，使得公交总站能够知道人流密度采集的时间和位置。

本发明的监视系统包含了图像分析单元和数字视频记录DVR主板，其中数字视频记录DVR主板是公交安防的重要组成部分，实现服务器端对公交的实时监控。而图像分析单元对接入的视频进行处理，并根据规定的算法计算公交车内的人流密度以及统计上下门的人数，并将数据实时上传给服务器，公交总站就能够了解到每一条线路的人员拥挤情况，从而对公交调度以及分配起到指导作用。同时，该信息还可以通过服务器下发给手机客户端，让乘客实时了解公交车的拥挤情况，以及所等待公交的地理位置等信息。

在公交车上安装由两块主板(图像分析单元的主板和DVR主板)构成的监视系统，能够解决整个系统CPU资源不足的问题。并且，通过本发明的监视系统的数据传输方法，能够用两块主板的低速数据接口实现两块主板之间的连接，使得采用高速数据接口少的低成本主板成为可能。或者，如果采用高速数据接口有富余的主板，也能够将更多的高速数据接口用于其它用途，提高了系统的扩展性。

对于公交车以外的公共交通车辆，例如火车、城际列车、长途洗车等也能够同样地应用本发明的监视系统及其数据传输方法。

此外，本发明的监视系统、数据传输方法和数据传输装置不限于应用在公共交通领域，只要是需要在传输图像的同时进行图像数据的分析并传输分析结果的情况，都能够适用本发明的技术方案，这是不言而喻的。在应用于其它领域的情况下，同样能够获得与应用于公共交通领域时同样的技术效果。

Claims (10)

1.一种监视系统，其特征在于，包括：

拍摄监视对象的摄像单元；

对从所述摄像单元发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；

接收从所述摄像单元发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；和

服务器，其接收来自DVR主板的信息，

在要将对摄像单元拍摄的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送指令，使得所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得来自所述摄像单元的图像，所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板，所述DVR主板将其自身取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

2.如权利要求1所述的监视系统，其特征在于：

所述摄像单元拍摄的是动态图像，

所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得的来自所述摄像单元的图像是对动态图像截取的静态图像。

3.如权利要求1或2所述的监视系统，其特征在于：

所述DVR主板还能够取得所述监视对象的位置信息、运动速度信息和时间信息，

在所述DVR主板要将其自身从所述摄像单元取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果发送至所述服务器时，将所述监视对象的位置信息、监视对象的运动速度信息、时间信息、所述DVR主板从所述摄像单元取得的图像和所述DVR主板从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

4.如权利要求1或2所述的监视系统，其特征在于：

在要将对所述图像采集模块采集的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元通知所述DVR主板取得所述摄像单元的规定的摄像头的图像。

5.一种监视系统的数据传输方法，所述监视系统包括拍摄监视对象的摄像单元；对从所述摄像单元发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；接收从所述摄像单元发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；和服务器，所述监视系统的数据传输方法的特征在于，包括：

所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送在相同时间取得来自所述摄像单元的图像的指令的步骤；

所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得来自所述摄像单元的图像的步骤；

所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板的步骤；和

所述DVR主板将其自身取得的来自所述摄像单元的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器的步骤。

6.如权利要求5所述的监视系统的数据传输方法，其特征在于：

所述摄像单元拍摄的是动态图像，

所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得的来自所述摄像单元的图像是对动态图像截取的静态图像。

7.如权利要求5或6所述的监视系统的数据传输方法，其特征在于：

所述DVR主板还能够取得所述监视对象的位置信息、运动速度信息和时间信息，

在所述DVR主板要将其自身从所述图像采集模块取得的图像和从所述图像分析单元获得的分析结果发送至所述服务器时，将所述监视对象的位置信息、监视对象的运动速度信息、时间信息、所述DVR主板从所述图像采集模块取得的图像和所述DVR主板从所述图像分析单元获得的分析结果一起发送至所述服务器。

8.如权利要求5或6所述的数据传输方法，其特征在于：

在要将对所述图像采集模块采集的图像进行分析的结果发送至所述服务器时，所述图像分析单元通知所述DVR主板取得规定的摄像头的图像。

9.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

对发送来的图像进行分析的图像分析单元，其包括控制该图像分析单元的工作的控制处理模块；和

接收发送来的图像并接收从所述图像分析单元发送来的分析图像的结果的DVR主板，其包括控制该DVR主板的工作的控制模块；

所述图像分析单元的控制处理模块向所述DVR主板的控制模块发送指令，使得所述图像分析单元和所述DVR主板在相同时间取得图像，所述图像分析单元分析完取得的图像后将分析结果发送至所述DVR主板。

10.如权利要求9所述的数据传输装置，其特征在于：

所述数据传输装置与外部服务器连接，

所述DVR主板在接收到来自所述图像分析单元的分析结果后，将其自身取得的图像和所述分析结果一起发送至所述外部服务器。