CN106060465A - 基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法 - Google Patents

Abstract

基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法，涉及电子地图、视频监控领域。解决现有视频监控辅助治安方式的不足，所述系统包括：控制中心模块、目标设定模块、电子地图模块、监控调用模块、图像分析模块和指挥模块；动态生成和调整3个以上追踪圈，判断和追踪目标行动路径，调用管理其余各模块，实现各模块功能；电子地图模块：根据追踪目标位置和追踪圈半径，自动绘制追踪圈，并在地图上画出的追踪目标行动路线；监控调用模块：读取所选追踪圈范围内所有监控镜头信息，并将镜头符号显示在所述电子地图上；充分利用电子地图、监控视频和图像分析技术，可实现对追踪目标的实时跟踪，提高了维护社会治安的工作效率。

Description

基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法

技术领域

本发明涉及电子地图、视频监控，具体涉及将视频监控与电子地图进行综合管理的追踪系统和追踪方法领域。

背景技术

视频监控和网络传输技术的快速发展，在各级城市的街道、路口、车站、重要建筑物普遍安装视频监控系统。通过人工方式分析监控视频，获取事故或案件的线索，已经成为维护社会治安的一种有效的辅助手段。

在物联网互联互通的背景下，在一个区域控制中心，有可能对本区域所有监控镜头进行实时调用和分析，结合目前成熟的电子地图系统，急需发明一种实时高效的动态目标跟踪方法和系统，用于取代当前落后的监控视频事后分析方式。

发明内容

为解决现有视频监控辅助治安方式的不足，本发明提出一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：

一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于所述系统包括：控制中心模块、目标设定模块、电子地图模块、监控调用模块、图像分析模块和指挥模块；

控制中心模块：用于实现人机交互，根据人工输入的数据和指令，动态生成和调整3个以上追踪圈，判断和追踪目标行动路径，调用管理其余各模块，实现各模块功能；

目标设定模块：接收突发事件消息，设定追踪目标的特征信息；

电子地图模块：根据所述控制中心模块发出的追踪目标位置和追踪圈半径，自动绘制追踪圈，并在地图上画出的追踪目标行动路线；

监控调用模块：根据所述控制中心模块发出的3个以上追踪圈，读取所选追踪圈范围内所有监控镜头信息，并将镜头符号显示在所述电子地图上；根据控制中心模块发出的读取指令，单个读取监控镜头视频，或者读取两个以上监控镜头视频，将读取的监控视频每秒截取若干帧图像，发送到图像分析模块；

图像分析模块：用于对追踪目标图像和监控调用模块的图像进行特征信息匹配；将所有与追踪目标相符的图像，设置为追踪目标图像组；图像分析模块每次发现新的匹配图像，向控制中心模块发出对该图像的处理提示，由人工确认是否为追踪目标图像；

指挥模块：用于根据控制中心模块发出的指令，向参与追踪的工作人员携带的移动终端发出所述电子地图模块标注的追踪目标外形图像以及追踪目标下一步可能的若干路线图。

作为对发明追踪系统作进一步限定的技术方案包括有：

设定追踪目标的特征信息包括外形、交通方式和图片；外形包括追踪目标的人数、每个人的性别、年龄、身高、着装、口音、面部特征和行动特征；交通方式包括出行方式、车辆、车牌和颜色。

如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的突发事件描述信息，截取监控镜头相关的追踪目标画面作为设定追踪目标的特征信息。

电子地图模块根据电子地图所标注的道路，画出追踪目标下一步可能的若干路线图。

指挥模块还包括与参与追踪的工作人员携带的移动终端进行语音、视频实时通信的实时通讯模块。

应用所述系统的追踪方法，其特征在于：在一个区域的电子地图上，对突发事件定义一个动态目标，在电子地图上沿时间轴绘制若干个时间节点的圆形预测网，实时调用每个圆形预测网内安装的监控镜头，捕捉相关时间段内的视频，由对所获视频的分析，发现动态目标的当前位置，划出追踪目标未来可能的行进方向和行进路线，并在持续的跟踪过程中，对所述动态目标做出清晰的特征描述；步骤如下：

步骤1：接收突发事件

在控制中心以电话、移动终端接收突发事件，确认所述突发事件的时间、详细位置、事件、追踪目标的描述信息，并存储上述信息；

步骤2：确认追踪目标

根据接收到的事件描述，分析追踪目标的特征信息，包括事件初始位置，目标的外形和行动方式；

步骤3：设定追踪地图

步骤3包括两部分，第一部分是打开一个设定中心位置的电子地图，默认的中心是事件初始位置，追踪过程中，则以发现追踪目标的位置为中心；第二部分是以所述的中心位置为圆心，自动绘制出未来3个以上时间节点的追踪圈，并显示追踪圈内所有可调用的监控镜头；

如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的描述信息；如果没有监控镜头，则根据接收到的描述信息初步设定目标特征；

步骤4：调取追踪圈内的监控镜头进行图像分析

如果在上述步骤3，有提取到追踪目标的特征图像A，则调取第一追踪圈内的所有监控镜头，每秒获取若干帧图像B，用计算机图像分析方法，寻找包含图像A信息的监控镜头画面；如果从当前追踪圈内不能发现匹配的图像，则转下一个追踪圈；如果找到与图像A匹配的监控镜头画面，则在突发事件的发生位置和该监控镜头之间路径连线，存储该镜头所获取的若干帧图像；如果从匹配的图像中确认追踪目标，并且追踪目标仍然在追踪圈内，则转步骤5；如果从匹配的图像中确认追踪目标，但追踪目标不在追踪圈内，则转上述步骤3，以发现追踪目标的位置为圆心，重新设定追踪地图；

如果在上述步骤3，没有提取的特征图像，则需人工方式观察第一追踪圈内的所有监控镜头，寻找追踪目标特征的监控镜头画面；如果找到符合追踪目标特征的监控镜头画面，则重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在第一追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第二追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在第一、二追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第三追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在所有追踪圈内都没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，应采取以下三个步骤：

如果上述各追踪圈存在明显的监控镜头数量不足，则应沿监控镜头不足的道路方向，重新设定追踪圈；

考虑到追踪目标中途变换特征信息的可能，则可以重设追踪圈；

还存在一种可能，即追踪目标就地隐匿，隐藏到地下商场或人流中，此时应按步行速度重设追踪圈半径，调用地下商场或附近步行街的监控镜头分析；

步骤5：持续识别追踪目标并画出路线；

步骤6：将追踪目标未来可能的走向通知到追踪人员，从追踪目标可能去的目标道路反向围堵，控制中心将追踪目标的动态路线和追踪目标的外形图像实时通知到追踪人员。

作为对发明追踪系统作进一步限定的技术方案包括有：

电子地图将比例尺设为200米刻度，使所有街道和路线清楚可见。

根据上述追踪目标的出行方式分析，设定追踪目标的行动速度，按3个未来时间节点，以速度乘以时间做半径，分别绘制3个追踪圈，第一个时间节点的长度，应大于所述突发事件发生至当前的时间段，使追踪目标以较大的概率位于第一个追踪圈内。

有益效果：

本发明所提出的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法，充分利用电子地图、监控视频和图像分析技术，可实现对追踪目标的实时跟踪，提高了维护社会治安的工作效率。

附图说明

附图1：一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪方法

附图2：一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统结构图

附图3：一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统实例图

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明所提出的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统及追踪方法。

本发明基于电子地图和视频监控的动态目标追踪方法是在本发明基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统的基础上实现。

如图1所示，一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪方法包括以下步骤：

步骤11：接收突发事件

在控制中心以电话、移动终端接收突发事件，确认所述突发事件的时间、详细位置、事件、追踪目标的描述等信息，并存储上述信息。

步骤12：确认追踪目标

根据接收到的事件描述，分析追踪目标的特征信息，包括事件初始位置，目标的外形和行动方式，外形包括追踪目标的人数、每个人的性别、年龄、身高、着装、口音、面部特征、行动特征等；行动方式包括出行方式、车辆、车牌、颜色等。

步骤13：设定追踪地图

步骤13包括两部分，第一部分是打开一个设定中心位置的电子地图，默认的中心是事件初始位置。追踪过程中，则以发现追踪目标的位置为中心。第二部分是以所述的中心位置为圆心，自动绘制出未来3个时间节点的追踪圈，并显示追踪圈内所有可调用的监控镜头。

特别的，上述电子地图一般将比例尺设为200米刻度，使所有街道和路线清楚可见。

如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的描述信息。如果没有监控镜头，则根据接收到的描述信息初步设定目标特征，尤其是出行方式。

进一步，根据上述追踪目标的出行方式分析，设定追踪目标的行动速度。跑步速度设为20Km/小时、自行车60Km/小时、摩托车80Km/小时、其他机动车120Km/小时。按3个未来时间节点，如15分钟、30分钟、1小时，以速度乘以时间做半径，以事发位置或追踪目标当前位置为圆心，分别绘制3个追踪圈。按3个未来时间节点，以速度乘以时间做半径，分别绘制3个追踪圈。第一个时间节点的长度，应大于所述突发事件发生至当前的时间段，使追踪目标以较大的概率位于第一个追踪圈内。

步骤14：调取追踪圈内的监控镜头进行图像分析

如果在上述步骤13，有提取到追踪目标的特征图像A，则调取第一追踪圈内的所有监控镜头，每秒获取若干帧图像B，用计算机图像分析方法，寻找包含图像A信息的监控镜头画面。如果从当前追踪圈内不能发现匹配的图像，则转下一个追踪圈。如果找到与图像A匹配的监控镜头画面，则在突发事件的发生位置和该监控镜头之间路径连线，存储该镜头所获取的若干帧图像。如果从匹配的图像中确认追踪目标，并且追踪目标仍然在追踪圈内，则转步骤15；如果从匹配的图像中确认追踪目标，但追踪目标不在追踪圈内，则转上述步骤13，以发现追踪目标的位置为圆心，重新设定追踪地图。

如果在上述步骤13，没有提取的特征图像，则需人工方式观察第一追踪圈内的所有监控镜头，寻找追踪目标特征的监控镜头画面。如果找到符合追踪目标特征的的监控镜头画面，则重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析。

如果在第一追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第二追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在第一、二追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第三追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在3个追踪圈内都没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，应采取以下三个步骤：

如果上述3个追踪圈存在明显的监控镜头数量不足，则应沿监控镜头不足的道路方向，重新设定追踪圈；

考虑到追踪目标中途变换特征信息的可能，比如更换交通工具，则可以重设追踪圈；

还存在一种可能，即追踪目标就地隐匿，隐藏到地下商场或人流中，此时应按步行速度重设追踪圈半径，调用地下商场或附近步行街的监控镜头分析。

步骤15：持续识别追踪目标并画出路线

步骤16：将追踪目标未来可能的走向通知到追踪人员，从追踪目标可能去的目标道路反向围堵，控制中心将追踪目标的动态路线和追踪目标的外形图像实时通知到追踪人员。

如图2所示，本发明一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统包括以下模块：

控制中心模块：

用于实现人机交互，根据人工输入的数据和指令，动态生成和调整3个追踪圈，判断和追踪目标行动路径。调用其他模块，实现各模块功能。

目标设定模块：接收突发事件消息，设定追踪目标的特征信息。定追踪目标的特征信息包括外形、交通方式、图片等。外形包括追踪目标的人数、每个人的性别、年龄、身高、着装、口音、面部特征、行动特征等；交通方式包括出行方式、车辆、车牌、颜色等。如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的突发事件描述信息，截取监控镜头相关的追踪目标画面。

电子地图模块：根据所述控制中心模块发出的追踪目标位置、追踪圈半径，自动绘制追踪圈，并在地图上画出的追踪目标行动路线。特别的，可以根据电子地图所标注的道路，可以画出追踪目标下一步可能的若干路线图。

监控调用模块：根据所述控制中心模块发出的3个追踪圈，读取所选范围内所有监控镜头信息，并将镜头符号显示在所述电子地图上。根据控制中心模块发出的读取指令，可以单个读取监控镜头视频，也可全部读取，将读取的监控视频每秒截取若干帧图像，发送到图像分析模块。

图像分析模块：用于对追踪目标图像和监控调用模块的图像进行特征信息匹配。所有与追踪目标相符的图像，可以设置为追踪目标图像组。图像分析模块每次发现新的匹配图像，向控制中心模块发出对该图像的处理提示，是否设为追踪目标图像。

指挥模块：用于根据控制中心模块发出的指令，向移动终端发出所述电子地图模块标注的追踪目标下一步可能的若干路线图，以及追踪目标的外形图像，以便于参与追踪的工作人员，从追踪目标可能去的目标道路反向围堵。指挥模块还包括语音、视频等实时通信功能。

图3是一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统的实施例。

Claims (8)

1.一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于所述系统包括：控制中心模块、目标设定模块、电子地图模块、监控调用模块、图像分析模块和指挥模块；

控制中心模块：用于实现人机交互，根据人工输入的数据和指令，动态生成和调整3个以上追踪圈，判断和追踪目标行动路径，调用管理其余各模块，实现各模块功能；

目标设定模块：接收突发事件消息，设定追踪目标的特征信息；

电子地图模块：根据所述控制中心模块发出的追踪目标位置和追踪圈半径，自动绘制追踪圈，并在地图上画出的追踪目标行动路线；

监控调用模块：根据所述控制中心模块发出的3个以上追踪圈，读取所选追踪圈范围内所有监控镜头信息，并将镜头符号显示在所述电子地图上；根据控制中心模块发出的读取指令，单个读取监控镜头视频，或者读取两个以上监控镜头视频，将读取的监控视频每秒截取若干帧图像，发送到图像分析模块；

图像分析模块：用于对追踪目标图像和监控调用模块的图像进行特征信息匹配；将所有与追踪目标相符的图像，设置为追踪目标图像组；图像分析模块每次发现新的匹配图像，向控制中心模块发出对该图像的处理提示，由人工确认是否为追踪目标图像；

指挥模块：用于根据控制中心模块发出的指令，向参与追踪的工作人员携带的移动终端发出所述电子地图模块标注的追踪目标外形图像以及追踪目标下一步可能的若干路线图。

2.根据权利要求1所述的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于：设定追踪目标的特征信息包括外形、交通方式和图片；外形包括追踪目标的人数、每个人的性别、年龄、身高、着装、口音、面部特征和行动特征；交通方式包括出行方式、车辆、车牌和颜色。

3.根据权利要求2所述的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于：如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的突发事件描述信息，截取监控镜头相关的追踪目标画面作为设定追踪目标的特征信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于：电子地图模块根据电子地图所标注的道路，画出追踪目标下一步可能的若干路线图。

5.根据权利要求1所述的一种基于电子地图和视频监控的动态目标追踪系统，其特征在于：指挥模块还包括与参与追踪的工作人员携带的移动终端进行语音、视频实时通信的实时通讯模块。

6.应用权利要求1至5任一项所述系统的追踪方法，其特征在于：在一个区域的电子地图上，对突发事件定义一个动态目标，在电子地图上沿时间轴绘制若干个时间节点的圆形预测网，实时调用每个圆形预测网内安装的监控镜头，捕捉相关时间段内的视频，由对所获视频的分析，发现动态目标的当前位置，划出动态目标的行进路线和未来可能的行进方向，并在持续的跟踪过程中，对所述动态目标做出清晰的特征描述；步骤如下：

步骤1：接收突发事件

在控制中心以电话、移动终端接收突发事件，确认所述突发事件的时间、详细位置、事件、追踪目标的描述信息，并存储上述信息；

步骤2：确认追踪目标

根据接收到的事件描述，分析追踪目标的特征信息，包括事件初始位置，目标的外形和行动方式；

步骤3：设定追踪地图

步骤3包括两部分，第一部分是打开一个设定中心位置的电子地图，默认的中心是事件初始位置，在追踪过程中，则以发现追踪目标的位置为中心；第二部分是以所述的中心位置为圆心，自动绘制出未来3个以上时间节点的追踪圈，并显示追踪圈内所有可调用的监控镜头；

如果突发事件的位置有监控镜头，则调取该镜头的视频，比对接收到的描述信息；如果没有监控镜头，则根据接收到的描述信息初步设定目标特征；

步骤4：调取追踪圈内的监控镜头进行图像分析

如果在上述步骤3，有提取到追踪目标的特征图像A，则调取第一追踪圈内的所有监控镜头，每秒获取若干帧图像B，用计算机图像分析方法，寻找包含图像A信息的监控镜头画面；如果从当前追踪圈内不能发现匹配的图像，则转下一个追踪圈；如果找到与图像A匹配的监控镜头画面，则在突发事件的发生位置和该监控镜头之间路径连线，存储该镜头所获取的若干帧图像；如果从匹配的图像中确认追踪目标，并且追踪目标仍然在追踪圈内，则转步骤5；如果从匹配的图像中确认追踪目标，但追踪目标不在追踪圈内，则转上述步骤3，以发现追踪目标的位置为圆心，重新设定追踪地图；

如果在上述步骤3，没有提取的特征图像，则需人工方式观察第一追踪圈内的所有监控镜头，寻找追踪目标特征的监控镜头画面；如果找到符合追踪目标特征的监控镜头画面，则重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在第一追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第二追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在第一、二追踪圈内没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，则调取第三追踪圈内的所有监控镜头，重复本步骤所述的监控视频调取和图像分析；

如果在所有追踪圈内都没有发现符合追踪目标特征的监控镜头画面，应采取以下三个步骤：

如果上述各追踪圈存在明显的监控镜头数量不足，则应沿监控镜头不足的道路方向，重新设定追踪圈；

考虑到追踪目标中途变换特征信息的可能，则可以重设追踪圈；

还存在一种可能，即追踪目标就地隐匿，隐藏到地下商场或人流中，此时应按步行速度重设追踪圈半径，调用地下商场或附近步行街的监控镜头分析；

步骤5：持续识别追踪目标并画出路线；

步骤6：将追踪目标未来可能的走向通知到追踪人员，从追踪目标可能去的目标道路反向围堵，控制中心将追踪目标的外形图像和追踪目标的动态路线实时通知到追踪人员。

7.根据权利要求5所述的追踪方法，其特征在于：电子地图将比例尺设为200米刻度，使所有街道和路线清楚可见。

8.根据权利要求5所述的追踪方法，其特征在于：根据上述追踪目标的出行方式分析，设定追踪目标的行动速度，按3个未来时间节点，以速度乘以时间做半径，分别绘制3个追踪圈，第一个时间节点的长度，应大于所述突发事件发生至当前的时间段，使追踪目标以较大的概率位于第一个追踪圈内。