CN106375640B - 基于多功能智慧灯柱的反恐智能化监控系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于多功能智慧灯柱的反恐智能化监控系统及工作方法，本反恐智能化监控系统包括：灯柱上分别安装有与一控制模块相连的视频监控装置和灯柱无线通讯模块；视频监控装置适于通过灯柱无线通讯模块将视频图像发送至云计算平台；以及灯柱的供电单元包括：灯柱上设有的垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件，灯柱的底部设有储能锂电池；垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件通过风光互补系统对储能锂电池进行充电；本发明拓展了传统灯柱的功能，将风力和光伏发电装置与视频监控相结合，提供位于灯柱上的视频监控装置24小时不间断供电，以及各灯柱拍摄的视频图像发送至位于云端的云计算平台进行分析和处理，实现防恐、防暴的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于多功能智慧灯柱的智能化监控系统及工作方法。
背景技术
目前视频监控系统，特别是室外视频监控系统覆盖率越来越高，将视频监控系统与防恐相结合，能够通过视频图像等手段捕捉侦查线索、查货嫌疑人的犯罪证据，能够使监控摄像机主动识别、预报、揭露、证实犯罪，变被动录像为主动报警，能帮助侦查人员在海量视频资料中快速、准确的定位线索，缩短案件侦破时间、提升案件侦破效率，并可节约用于视频监控管理约 80%的警力。主动预防“恶势力”的破坏捣乱。从而最大限度地把暴恐活动遏制在萌芽状态，遏制恐怖势力发挥重要作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能化监控系统及其工作方法，在灯柱上加装风力和光伏发电装置，提供位于灯柱上的视频监控装置24小时不间断供电，保证了视频监控装置的稳定运行。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能化监控系统，包括：分布于街区的若干灯柱；灯柱上分别安装有与一控制模块相连的视频监控装置和灯柱无线通讯模块；所述视频监控装置适于通过灯柱无线通讯模块将视频图像发送至云计算平台；以及所述灯柱的供电单元包括：灯柱上设有的垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件，所述灯柱的中上部、顶部或底部设有电池（电池可以设置在灯柱内或外侧）；所述垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件通过风光互补系统对电池（可以是镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池、铁锂电池，优选储能锂电池、镍氢电池）进行充电。
进一步，所述视频监控装置中摄像头通过云台控制转向；所述云计算平台适于对各视频监控装置拍摄的视频图像进行目标识别，并通过控制模块控制云台转向进行跟踪；所述云计算平台还适于设定相应视频监控装置所采集的视频图像的拌线和感兴趣区域，当有物体进入拌线和感兴趣区域时，所述摄像头通过控制模块控制云台转向进行跟踪拍摄。
进一步，所述灯柱上还设有用于停放无人机的停机坞，且该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；所述无人机控制系统适于将拍摄的视频图像通过机载无线通讯模块与灯柱无线通讯模块通讯，以发送至云计算平台；当某一灯柱上的视频监控装置被遮挡，或故障，或丢失目标后，云计算平台启动无人机对目标进行跟踪监控。
所述停机坞上设有用于无线充电的能量发送装置，无人机上安装有用于无线充电的能量接收装置，能量发送装置的电源输入端与所述电池相连，能量接收装置用于对无人机上的机载电池进行充电。采用的无线充电装置，可以是电磁感应式、磁场共振式或无线电波式。采用无线电波式无线充电装置时，能量发送装置为微波发射装置，能量接收装置为微波接收装置。采用的无线充电标准有四种：Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Alliance for Wireless Power(A4WP)标准、iNPOFi技术。
机载处理器模块控制能量接收装置的工作。
进一步，当一处灯柱的视频监控装置拍摄到一目标，且该目标正远离该灯柱的监控区时，所述云计算平台根据目标的位置，指派无人机对该目标进行跟踪监控；所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统；所述路径优化系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得目标位置后，所述路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目标位置的最优路径；所述路径优化系统包括：与机载处理器模块相连的地图存储模块、GPS模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪；其中所述飞机动力系统包括：由机载处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由机载处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速；并且，所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，且将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态进行视频图像采集；并且，若侧风的风向和风速有助于飞行，则降低垂直螺旋桨和/或水平螺旋桨的转速。
进一步，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述视频拍摄模块适于拍摄建筑物全景，并通过云计算平台识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。
进一步，所述机载处理器模块还与无人机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至机载处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述机载处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述机载处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角。
又一方面，本发明还提供了一种所述的智能化监控系统的工作方法，以实现对目标的全程跟踪。
所述智能化监控系统的工作方法包括：通过云计算平台对各视频监控装置的视频图像中的目标进行跟踪。
进一步，通过云计算平台对各视频监控装置的视频图像中的目标进行跟踪前，需对目标进行识别，且识别方法包括：
所述云计算平台适于通过斗殴特征数据库识别视频图像中发生斗殴事件；所述斗殴特征数据库包括：人体手脚的运动频率特征值、运动方向凌乱程度特征值；若视频图像中人体手脚的运动频率和运动方向凌乱程度与特征数据库中相应特征值相匹配，则判定该视频图像中发生斗殴行为；所述云计算平台还适于检测人群聚集异常，即所述云计算平台适于提取出图像中的人群面积及人群中的人数，以计算出人均面积，若人均面积低于预设值时，判定该人群拥挤；所述云计算平台还适于设定相应视频监控装置所采集的视频图像的拌线和感兴趣区域，当有物体进入拌线和感兴趣区域时，通过摄像头进行对该物体进行跟踪拍摄；所述云计算平台还适于计算视频画面中的运动轨迹，以判定视频画面中是否出现逆向行进；所述云计算平台还适于记录静止视频图像中各特征，当该视频图像中出现其他特征时，对上述特征进行识别。
进一步，所述灯柱上还设有用于停放无人机的停机坞，且该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；所述无人机控制系统适于将拍摄的视频图像通过机载无线通讯模块与灯柱无线通讯模块通讯，以发送至云计算平台；当某一灯柱上的视频监控装置被遮挡，或故障，或丢失目标后，云计算平台启动无人机对目标进行跟踪监控。
进一步，当一处灯柱的视频监控装置拍摄到一目标，且该目标正远离该灯柱的监控区时，所述云计算平台根据目标的位置，指派无人机对该目标进行跟踪监控；无人机通过路径优化系统对无人机飞至该目标位置的若干路径进行选择，以获得最优路径。
本发明的有益效果是，本智能化监控系统及其工作方法充分利用灯柱，拓展了传统灯柱的功能，将风力和光伏发电装置与视频监控相结合，提供位于灯柱上的视频监控装置24小时不间断供电，保证了视频监控装置的稳定运行；以及各灯柱拍摄的视频图像发送至位于云端的云计算平台进行分析和处理，实现防恐、防暴的目的，从而最大限度地把暴恐活动遏制在萌芽状态，遏制恐怖势力发挥重要作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的智能化监控系统的原理框图；
图2是本发明灯柱的结构示意图；
图3是本发明的无人机控制原理框图；
图4是本发明的无人机的结构示意图；
图5是本发明的路径优化系统所规划的无人机飞行轨迹示意图。
图中：视频监控装置1、停机坞2、无人机3、水平动力机构31、水平螺旋桨311、垂直动力机构32、垂直螺旋桨321、微型电机322、机翼33、悬挂装置34、第一角度微调电机341、第二角度微调电机342、机身35、光伏电池36、垂直式磁悬浮风力发电机4、太阳能光伏组件5。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1至图5所示，本发明的一种智能化监控系统，包括：分布于街区的若干灯柱；灯柱上分别安装有与一控制模块相连的视频监控装置和灯柱无线通讯模块；所述视频监控装置适于通过灯柱无线通讯模块将视频图像发送至云计算平台；以及所述灯柱的供电单元包括：灯柱上设有的垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件，所述灯柱的底部设有储能锂电池；所述垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件通过风光互补系统对储能锂电池进行充电。
具体的，如图1所示，由垂直式磁悬浮风力发电机、太阳能光伏组件、储能锂电池和风光互补系统构成的灯柱供电单元给灯柱控制单元供电，其中灯柱控制单元的具体模块将在以下实施例中进行描述。
本智能化监控系统充分利用灯柱，拓展灯柱的功能，即将垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件融入传统灯柱中，使各灯柱能够自主供电、独立运行，不受外电网波动的影响，并且能保证视频监控装置1和灯柱无线通讯模块以及灯柱内的相关控制电路稳定、持续运行。
所述垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件采用现有的风力发电机和太阳能光伏组件，以及风光互补系统的具体结构和工作方式在现有技术中也有相关论述。
所述视频监控装置中摄像头通过云台控制转向；所述云计算平台适于对各视频监控装置拍摄的视频图像进行目标识别，并通过云台转向进行跟踪；所述云计算平台还适于设定相应视频监控装置所采集的视频图像的拌线和感兴趣区域，当有物体进入拌线和感兴趣区域时，所述摄像头通过云台转向进行跟踪拍摄。
所述灯柱上还设有用于停放无人机的停机坞，且该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；所述无人机控制系统适于将拍摄的视频图像通过机载无线通讯模块与灯柱无线通讯模块通讯，以发送至云计算平台；当某一灯柱上的视频监控装置被遮挡，或故障，或丢失目标后，云计算平台启动无人机对目标进行跟踪监控。
所述停机坞的上盖在无人机垂直起降时可以打开；具体的，若无人机飞回，则停机坞的上盖打开，待无人机停机后，上盖再闭合；所述上盖的一端设有转轴，该转轴由一驱动电机带动转动，所述驱动电机由控制模块控制，当云计算平台发出无人机飞行指令后，所述控制模块控制控制驱动电机使上盖打开。所述控制模块例如但不限于采用嵌入式处理器及电机驱动电路构成。
进一步，为了满足通讯的多样性，所述灯柱无线通讯模块包括但不限于3G模块、4G模块、CDMA模块、WiFi模块、Zigbee模块等，上述模块均可以通过串口与嵌入式芯片相连，所述嵌入式芯片例如但不限于采用S5PV210处理器、STM32F103ZET6处理器等。
当一处灯柱的视频监控装置拍摄到一目标，且该目标正远离该灯柱的监控区时，所述云计算平台根据目标的位置，指派无人机对该目标进行跟踪监控；所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统；所述路径优化系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得目标位置后，所述路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目标位置的最优路径。所述云计算平台获得目标位置的方法例如但不限于通过该拍摄目标的安装视频监控装置的灯柱的具体位置进行大体定位，并根据视频监控装置拍摄的角度或距离进行进一步精确定位。
在实际中并不需要每个灯柱均配备无人机，可以在设定一个区域配置一架无人机，该无人机适于跟踪本区域视频监控装置所拍摄的目标。
通过路径优化系统获得无人机飞往目标位置的最优路径，充分利用各楼间风道中楼间风的风向，提高了飞行速度，降低了飞行能耗。
具体的，各楼间风的实时数据例如但不限于通过分布于各高楼间的风道数据采集节点获得，所述风道数据采集节点包括：安装于楼宇间的用于检测楼间风风速的风速传感器和楼间风风向的风向传感器，并且与该风速传感器和风向传感器相连的节点处理器和无线模块，即将风速、风向数据通过无线方式发送至无人机，以通过路径优化系统进行数据分析，进而建立城市楼间风道。
无人机在获得飞行目标位置后，分析飞行路径所经历的城市相应楼间风道，并规划出最合理的飞行路线，即为最优路径。
具体的，城市楼间风道网以各楼间风道的交点为节点，并且根据相邻两节点之间的楼间风道的风速、风向数据进行路径选择，即选取风向与飞行路径相匹配的相应楼间风道作为最优路径的选择路段，使无人机尽可能的在顺风的情况下到达目标位置，以达到提高飞行速度，降低燃料消耗的目的；或者选择虽逆风、但风速小、路程短的路段。具体可以通过设定相应限定值，例如逆风状态时，将具体的风速级别进行数字化，如1级、2级等，路程也可以设置10米、20米或30米等，例如设定路段选择条件为不大于风速2级，路程不超过20米时，可以选择该路段，则在最优路径规划过程中，若某一路段满足上述条件，则可以选择该路段加入至最优路径。
如图3所示，获得无人机从起始位置A到目标位置E的多条路径，且根据各路径所相关的楼间风道的风向对路径进行筛选，使无人机尽量在顺风的楼间风道中飞行，例如A到B、B到C、C到D、D到E，且各空心箭头分别表示相应楼间风道的风向。
优选的，所述路径优化系统包括：与机载处理器模块相连的地图存储模块、GPS模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪；具体的，所述无人机内的机载处理器模块还连接有地图存储模块，机载处理器模块适于将接收的最优路径与地图信息相匹配，以使无人机按照最优路径进行飞行，在飞行过程中通过GPS模块和陀螺仪对飞行路径、飞行姿态进行修正，以提高控制拍摄的稳定性。
其中所述飞机动力系统包括：由机载处理器模块控制的水平动力机构31和垂直动力机构32；其中所述水平动力机构31位于机身35处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构32包括：对称设于左、右机翼33处的垂直螺旋桨321机构；所述垂直螺旋桨321机构包括至少一垂直螺旋桨321，用于将垂直螺旋桨321机构悬挂于机翼33下方的悬挂装置34，所述垂直螺旋桨321适于通过相应微型电机322驱动转动；所述悬挂装置34包括：适于使垂直螺旋桨321向前或向后倾斜的第一角度微调电机341（如图5中F1方向），以及使垂直螺旋桨321向左或向右倾斜的第二角度微调电机342（如图5中F2方向）；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机322均由机载处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直螺旋桨321的转速，适合高空悬停或者保持相应飞行姿态控制，进而提高图像拍摄清晰度。
图5中一垂直螺旋桨321包括两个垂直螺旋桨321，且前后对称设置，因此，也同样包括两个第二角度微调电机342，该两个第二角度微调电机342由机载处理器模块控制适于同步转动。
所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态。
若无人机在城市中楼间飞行，则侧风属于楼间风的一种。
具体的，所述风向传感器和风速传感器用于测得无人机在飞行过程中实际获得的侧风的风向和风速数据，进而通过垂直螺旋桨321的倾角，即前或后，左或右调节，并结合垂直、水平螺旋桨的转速，以起到稳定飞行姿态的效果，并且若侧风有利于飞行，则还可以适当降低水平螺旋桨的转速，以节约电能。
例如无人机从东往西飞行，若遇到西南方向的侧风，则机载处理器模块适于调节垂直螺旋桨321的倾角，即向西南方向倾斜，以抵消西南方向的侧风对无人机飞行路线的影响；并且，根据风速大小，改变垂直螺旋桨321的转速。无人机保持稳定的悬停姿态，以近距离贴近高层，实现对可以楼层的监控，降低无人机碰撞几率。
其中，所述机载处理器模块例如但不限于采用具有DSP和ARM的双核架构的处理器，也可以采用DSP处理器和ARM处理器协同工作的方式。
优选的，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。
进一步，所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述视频拍摄模块适于拍摄建筑物全景，并通过云计算平台识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。
优选的，所述机载处理器模块还与无人机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至机载处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述机载处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述机载处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角，以获得最大风力，提高风力发电效率。具体的，所述充放电控制模块适于将风力和太阳能所产生电能进行互补后对机载电池进行充电，所述充放电控制模块可以通过现有技术的相应风光互补模块实现。
实施例2
在实施例1基础上，本发明还提供了一种智能化监控系统的工作方法，即通过云计算平台对各视频监控装置的视频图像中的目标进行跟踪。
通过云计算平台对各视频监控装置的视频图像中的目标进行跟踪前，需对目标进行识别，对目标进行图像识别的方法可以通过关于图像处理的现有技术来实现。优选的，对于识别，本实施例中还提供了一种优选的识别方法，即
所述云计算平台适于通过斗殴特征数据库识别视频图像中发生斗殴事件；
所述斗殴特征数据库包括：人体手脚的运动频率特征值、运动方向凌乱程度特征值；
若视频图像中人体手脚的运动频率和运动方向凌乱程度与特征数据库中相应特征值相匹配，则判定该视频图像中发生斗殴行为；
具体的，通过现有技术中的视频识别技术识别出视频图像中的人的手脚，运动频率特征值具体为手脚的运动频率，例如一分钟摆动次数；运动方向凌乱程度特征值具体为手脚摆动的轨迹和幅度，例如轨迹没有规律且幅度偏大，则判断发生斗殴行为。
优选的，还可以通过现有技术中的视频识别技术识别出视频图像中的人的脸部、胸部和腿部，并且根据手脚与脸部、胸部和腿部的碰撞出现率判断是否存在斗殴行为。
所述云计算平台还适于检测人群聚集异常，即所述云计算平台适于提取出图像中的人群面积及人群中的人数，以计算出人均面积，若人均面积低于预设值时，判定该人群拥挤。
所述云计算平台还适于设定相应视频监控装置所采集的视频图像的拌线和感兴趣区域，当有物体进入拌线和感兴趣区域时，通过摄像头进行对该物体进行跟踪拍摄。
所述云计算平台还适于计算视频画面中的运动轨迹，以判定视频画面中是否出现逆向行进；具体的，云计算平台根据道路的箭头指示判断视频画面中的人是否逆行，或者根据交通规则靠右行驶判断该路段的正常行驶方向，再通过视频画面中的人的行驶轨迹判断人是否逆行。
所述云计算平台还适于记录静止视频图像中各特征，当该视频图像中出现其他特征时，对上述特征进行识别；具体的，记录静止视频图像中各特征具体为视频图像画面中的物体，摆放位置等，若其他物体进入视频画面中时，云计算平台快速捕捉，对其进行识别和标定，提醒警示，必要时发出报警。
所述灯柱上还设有用于停放无人机的停机坞，且该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；所述无人机控制系统适于将拍摄的视频图像通过机载无线通讯模块与灯柱无线通讯模块通讯，以发送至云计算平台；当某一灯柱上的视频监控装置被遮挡，或故障，或丢失目标后，云计算平台启动无人机对目标进行跟踪监控。
当一处灯柱的视频监控装置拍摄到一目标，且该目标正远离该灯柱的监控区时，所述云计算平台根据目标的位置，指派无人机对该目标进行跟踪监控；无人机通过路径优化系统对无人机飞至该目标位置的若干路径进行选择，以获得最优路径。
进一步，无人机通过路径优化系统对无人机飞至目标位置的若干路径进行选择，以获得最优路径的方法包括：
获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得目标位置后，无人机内的机载处理器模块通过路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目标位置的最优路径。
所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度；所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。其中实时光照数据可以通过在风道数据采集节点内放置光敏传感器，以获得楼间的实时光照强度。
所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；其中，所述云层数据适于通过气象卫星获得，或通过当地的多个气象观察哨实时获取。
所述机载处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪，可以提高拍摄效果和使图像稳定成像。
所述工作方法还包括：根据飞行姿态调节垂直螺旋桨321的倾角和转速的方法包括：所述机载处理器模块适于控制第一角度微调电机341带动垂直螺旋桨321向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度。
所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态进行视频图像采集。
具体的，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态进行视频图像采集的方法包括：若无人机在空中悬停，则水平螺旋桨停止工作，且垂直螺旋桨321工作，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨321的倾角和转速，以稳定悬停姿态；若无人机巡航，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨321的倾角和转速，以保持巡航高度。
具体实施过程：若无人机在控制悬停，若遇到从东往西的侧风，则垂直螺旋桨321的倾角对应侧风方向，以抵消侧风对无人机飞行姿态的影响，并且根据侧风的风速调节垂直螺旋桨321的转速。
所述机载处理器模块适于判断侧风的风向和风速是否有助于飞行，若有助于飞行，则降低垂直螺旋桨321和/或水平螺旋桨311的转速，节约电能，提高无人机的巡航里程。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种智能化监控系统，其特征在于，包括：分布于街区的若干灯柱；
灯柱上分别安装有与一控制模块相连的视频监控装置和灯柱无线通讯模块；
所述视频监控装置适于通过灯柱无线通讯模块将视频图像发送至云计算平台；以及
所述灯柱的供电单元包括：灯柱上设有的垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件，所述灯柱上设有电池；所述垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件对电池进行充电；
所述视频监控装置中摄像头通过云台控制转向；
所述云计算平台适于对各视频监控装置拍摄的视频图像进行目标识别，并通过控制模块控制云台转向进行跟踪；
所述云计算平台还适于设定相应视频监控装置所采集的视频图像的拌线和感兴趣区域，当有物体进入拌线和感兴趣区域时，所述摄像头通过控制模块控制云台转向进行跟踪拍摄；
所述灯柱上还设有用于停放无人机的停机坞，且该无人机上安装有无人机控制系统；
所述停机坞上设有用于无线充电的能量发送装置，无人机上安装有用于无线充电的能量接收装置，能量发送装置的电源输入端与所述电池相连，能量接收装置用于对无人机上的机载电池进行充电；
所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；
所述无人机控制系统适于将拍摄的视频图像通过机载无线通讯模块与灯柱无线通讯模块通讯，以发送至云计算平台；
当某一灯柱上的视频监控装置被遮挡，或故障，或丢失目标后，云计算平台启动无人机对目标进行跟踪监控；
当一处灯柱的视频监控装置拍摄到一目标，且该目标正远离该灯柱的监控区时，所述云计算平台根据目标的位置，指派无人机对该目标进行跟踪监控；
所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统；
所述路径优化系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得目标位置后，所述路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目标位置的最优路径；
所述路径优化系统包括：与机载处理器模块相连的地图存储模块、GPS模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪；其中
所述飞机动力系统包括：由机载处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中
所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；
所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；
所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；
所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中
所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由机载处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速；
并且，所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，且将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；
所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态进行视频图像采集；
并且，若侧风的风向和风速有助于飞行，则降低垂直螺旋桨和/或水平螺旋桨的转速。
2.根据权利要求1所述的智能化监控系统，其特征在于，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度；
所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；
所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及
所述视频拍摄模块适于拍摄建筑物全景，并通过云计算平台识别该建筑物的高度；
当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择，并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610788290.XA CN106375640B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 基于多功能智慧灯柱的反恐智能化监控系统及工作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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