CN106937077A - 一种自动跟踪全景云台监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动跟踪全景云台监控系统，包括数据采集单元、数据分析单元、数据处理单元和报警装置，该数据采集单元由预警监测摄像机组和跟踪示警摄像机组成，该预警监测摄像机组由多个长焦摄像机和一个广角摄像机组成，报警装置由前端示警单元和后端报警单元组成，该监控系统通过多个视频采集单元采集视频图像，数据分析单元分析视频图像内的运动目标，数据处理单元控制系统对运动目标进行跟踪视频采集、音频采集、光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个预警视频和跟踪视频进行存储并传输至显示设备。

Description

一种自动跟踪全景云台监控系统及方法

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别涉及一种自动跟踪全景云台监控系统及方法。

背景技术

岗位执勤是为了防范安全隐患，及时的发现和处理突发事故，这就决定了岗位执勤的重要性。随着“重点区域”(如车站广场、监狱、学校、机关部门)安全防范问题的不断递增和加剧，以及各项防控设施的老化，固定目标执勤的压力越来越大，执勤隐患和风险也逐年增加。部分哨兵警惕性和防范意识不强，也是导致执勤事故时有发生的一个很重要原因。

目前哨兵监控有四种模式：一是采用固定镜头摄像机，缺点是只能显示大概的轮廓不能特写放大显示；二是采用云台摄像机，缺点是需要人工操作不能自动放大特写显示；三是采用跟踪型摄像机，缺点是跟踪范围太小、夜晚不能用、目标容易跟丢；四是用报警模式加球形云台预置位模式，缺点是预置位会偏移，需要人工定期校准。以上哨兵监控系统还存在一个共性问题：仅能实现人工值守监视，事后检索取证，无法做到及时报警。

另外，目前已有哨兵监控系统，如专利号CN 201320664875.2一种哨兵监控系统，包括探测器模块、单片机控制模块和摄像机，所述单片机控制模块的输出端连接摄像机的串口输入端，所述单片机控制模块的输入端连接探测器模块的输出端，所述摄像机的输出端连接到单片机控制模块的输入端。该哨兵监控系统用来跟踪巡逻哨兵，实时掌控哨兵状况，即时响应快速处置，方便哨兵执勤，该技术方案只针对巡逻哨兵进行跟踪，并没有实现真正的“电子哨兵”，来取代真人巡逻哨兵。因此现有哨兵监控系统并不能缓解执勤压力、解决执行隐患和风险的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种自动跟踪全景云台监控系统，该监控装置即使在夜晚仍能监控范围较大的全景区域，本监控装置通过对多个方向进行预警视频采集，直接检测多个预警视频图像内的动态，从而确定运动目标的位置信息，进而对运动目标进行跟踪视频采集、音频采集、光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个预警视频和跟踪视频进行存储并传输至视频监控系统的显示设备。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种自动跟踪全景云台监控系统，包括数据采集装置、数据分析单元、数据处理单元和报警装置，该数据采集装置由预警监测摄像机组、跟踪示警摄像机、光照检测单元和辅助照明单元组成，报警装置由前端示警单元和后端报警单元组成，该监控系统通过多个视频采集单元采集视频图像，数据分析单元分析视频图像内的运动目标，数据处理单元控制系统对运动目标进行跟踪视频采集、音频采集、光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个预警视频和跟踪视频进行存储并传输至显示设备。

所述，该预警监测摄像机组由多个长焦摄像机和一个广角摄像机组成，多个长焦摄像机用来采集水平方向的视频图像，广角摄像机用来采集垂直下方的视频图像；

所述，光照检测单元检测监控区域的光照强度，并将检测值传输至数据处理单元，由数据处理单元控制辅助照明单元对监控区域进行辅助照明；

所述辅助照明单元采用红外灯、激光器、可见光照明设备其中之一或两种以上的组合；

所述，数据分析单元用来接收预警监测摄像机组和跟踪示警摄像机的视频图像，分析视频图像内运动目标的动态信息，并向数据处理单元发送控制指令；

所述，前端示警单元由音频采集器、报警器和示警灯组成。

所述，后端报警单元由报警器和警灯组成。

本发明实现：

本发明数据采集单元的预警监测摄像机组内的多个长焦摄像机用来采集水平方向的视频图像，一个广角摄像机用来采集垂直下方的视频图像，两者视频采集区域构成(除垂直上方)的大区域全景图像，并同步汇总传至数据分析单元，数据分析单元进行视频图像合作，分析，对合成的全景视频图像内的目标进行动态显示和位置定位，在数据分析单元内设置运动目标检测方法和预警区域，若分析检测到目标后，将目标信息传至数据处理单元；本发明数据采集单元的跟踪示警摄像机用来采集、跟踪和示警预警监测摄像机组内检测到的运动目标，其本地由数据处理单元进行指令控制，同时支持后端远程控制。

上述采集单元各摄像机上放置光照检测单元和辅助照明单元，通过光照检测单元检测监控区域环境照度信息，并将信息传至数据处理单元，数据处理单元控制辅助照明单元对各摄像机进行摄像补光，以满足夜视监控需求；

本发明预警定位自动跟踪步骤：

步骤1、划定预警监测区域，在由预警监测摄像机组3组成的全景监控区域内通过系统菜单划定预警区域；

步骤2、自动监测运动目标并定位，通过预警监测摄像机组3的各摄像机智能图像分析模块进行运动目标跟踪，并在多路摄像机建立的坐标系中定位运动目标的位置；

步骤3、选定跟踪示警策略，选择最早出现的或者最大的有效跟踪目标作为跟踪示警机的跟踪目标，跟踪策略选择巡航跟踪方式：当对多个有效跟踪目标出现在有效跟踪区域时，跟踪示警机对每个有效跟踪目标进行一段时间的连续跟踪，当运动目标丢失或者达到跟踪时间时，跟踪示警机会选择下一个有效跟踪目标进行跟踪；

步骤4、多路视频图像合成并报警叠加输出，通过数据分析单元对预警摄像机组3和跟踪示警机的多路视频图像进行拼接合成，并将拼接合成的视频图像传至数据处理单元，再由数据处理单元将报警信号叠加到拼接合成的视频图像上，最终一同传输至后端控制系统进行显示。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用水平方向和垂直下方的预警监测摄像机组采集大范围全景视频图像，和跟踪示警摄像机采集、跟踪和示警预警监测摄像机组内检测到的运动目标，由此，能够解决现有哨兵监控系统监控范围小的问题。

(2)由于本发明采用了辅助光源部件，因此解决现有哨兵监控系统不能在夜间或低照度情况下使用的问题；即使在夜间或低照度情况下，本监控装置仍可对监控区域内的运动目标进行准确可靠的预警定位跟踪。

(3)由于本发明采用与跟踪采集装置同步运动的声光示警装置，在跟踪运动目标的同时，本装置采取主动示警方式对运动目标进行声光示警，解决了现有哨兵监控系统仅能实现人工值守监视，事后检索取证，无法做到及时报警的问题。

附图说明

图1是本发明自动跟踪全景云台监控系统的原理示意图。

图2是本发明自动跟踪全景云台监控系统的预警跟踪监控流程图。

图中：1.跟踪示警摄像机；2.数据分析单元；3.预警监测摄像机组；301.长焦摄像机1；302.长焦摄像机2；30n.长焦摄像机n；311.广角摄像机；4.前端示警单元；5.数据处理单元；6.辅助照明单元；7.光源检测单元；8.后端报警单元；9.后端控制系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对依据本发明详述如下：

如图1所示，为自动跟踪全景云台监控系统的原理示意图，其包括数据采集装置、数据分析单元2、数据处理单元5和报警装置，该数据采集装置由预警监测摄像机组3、跟踪示警摄像机1、光照检测单元7和辅助照明单元6组成，报警装置由前端示警单元4和后端报警单元8组成，其中所述预警监测摄像机组3由长焦摄像机1(301)、长焦摄像机2(302)、长焦摄像机n(30n)和广角摄像机311组成。

本发明数据采集装置的预警监测摄像机组3内的长焦摄像机1(301)、长焦摄像机2(302)和长焦摄像机n(30n)用来采集水平方向的视频图像，广角摄像机311用来采集垂直下方的视频图像，两者视频采集区域构成(除垂直上方)的大区域全景图像，采集的多个视频图像同步传至数据分析单元2，数据分析单元2进行视频图像合成，分析，并对合成的全景视频图像内的目标进行动态显示和位置定位，在数据分析单元2内拷入运动目标检测方法和自定义划定预警区域，若在全景视频图像内分析检测到目标后，将目标信息传至数据处理单元5，由数据处理单元5来控制跟踪示警摄像机1跟踪采集运动目标的实时图像，同时数据采集单元5控制前端报警单元4，对跟踪的运动目标进行声光示警，同时向后端传输控制指令，触发后端报警单元8启动，支持后端控制系统9远程控制。

另外在夜晚或低照度监测条件下，通过光源检测单元7检测监控区域光照值，并将数据传至数据处理单元5，由数据处理单元5控制辅助照明单元6对跟踪示警摄像机1和预警监测摄像机组3进行摄像补光，满足夜视或低照度条件下的监控需求。

如图2所示，是本发明自动跟踪全景云台监控系统的预警跟踪监控流程图。

步骤1划定预警监测区域，在由预警监测摄像机组3组成的全景监控区域内通过系统菜单划定预警区域，对有效区域内的运动目标实行跟踪，预警区域的设置可在预警监测摄像机组3的各摄像机的视频图像上标定，根据运动目标在视频图像的位置信息判断目标是否出现在预警区域内。

步骤2自动监测运动目标并定位；

哨位预警监控系统通过预警监测机组3长焦摄像机和广角摄像机等多路视频图像的采集，并通过数据分析单元2进行多路视频图像运动检测及定位处理，将多路摄像机拍摄的画面中所有移动目标提取出来，并通过相对空间定位算法，将目标相对于跟踪示警机的位置计算出来。在统一的相对于跟踪示警机1的空间坐标下，进行目标合并(合并同时出现在两个摄像机画面中的目标)，仲裁哪些目标属于进入预警区域的目标，并控制跟踪示警机对入侵预警区域的运动目标进行跟踪，同时，根据现场情况及用户配置，进行爆闪灯、喇叭等报警信号输出。

步骤3选定跟踪示警策略；

跟踪策略的制定是为满足多运动目标进入预警区域时为跟踪示警机1选择一个有效的跟踪目标。跟踪策略可实现为自动跟踪方式，即选择最早出现的或者最大的有效跟踪目标作为跟踪示警机的跟踪目标。当目标不在跟踪区域时选择下一个最早出现的有效跟踪目标作为跟踪示警机1的跟踪目标。优选地，跟踪策略可选择巡航跟踪方式，即当多个有效跟踪目标出现在有效跟踪区域时，跟踪示警机对每个有效跟踪目标进行一段时间的连续跟踪，当运动目标丢失或者达到跟踪时间时，跟踪示警机会选择下一个有效跟踪目标进行跟踪。

步骤4多路视频图像合成并报警叠加输出，通过数据分析单元3对预警摄像机组3和跟踪示警机1的多路视频图像进行拼接合成，并将拼接合成的视频图像传至数据处理单元，再由数据处理单元5将报警信号叠加到拼接合成的视频图像上，最终一同传输至后端控制系统9进行显示。

上述参照各实施例对该自动跟踪全景云台监控系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动跟踪全景云台监控系统，包括数据采集单元、数据分析单元、数据处理单元和报警装置，其特征在于：该数据采集单元由预警监测摄像机组和跟踪示警摄像机组成，报警装置由前端示警单元和后端报警单元组成，该监控系统通过多个视频采集单元采集视频图像，数据分析单元分析视频图像内的运动目标，数据处理单元控制系统对运动目标进行跟踪视频采集、音频采集、光照示警和声音示警，同时，还在相应视频图像中添加报警信号，并通过回传指令控制主控设备产生报警动作，最终将多个预警视频和跟踪视频进行存储并传输至显示设备。

2.根据权利要求1所述的自动跟踪全景云台监控系统，其特征在于：该预警监测摄像机组由多个长焦摄像机和一个广角摄像机组成，多个长焦摄像机用来采集水平方向的视频图像，广角摄像机用来采集垂直下方的视频图像。

3.根据权利要求1所述的自动跟踪全景云台监控系统，其特征在于：所述辅助照明单元采用红外灯、激光器、可见光照明设备其中之一或两种以上的组合，其光照检测单元用来检测监控区域环境照度，并将数值传至数据处理单元，数据处理单元控制辅助照明单元进行摄像补光。

4.根据权利要求1所述的自动跟踪全景云台监控系统，其特征在于：所述前端示警单元由音频采集器、报警器和示警灯组成，后端报警单元由报警器和警灯组成。

5.根据权利要求1所述的自动跟踪全景云台监控系统，其特征在于：所述数据分析单元用来接收、合成和分析预警监测摄像机组和跟踪示警摄像机的视频图像，检测视频图像内运动目标的动态信息，并向数据处理单元发送控制指令。

6.根据权利要求1所述的自动跟踪全景云台监控系统，其特征在于：所述数据处理单元用来接收数据分析单元的控制指令，控制跟踪示警机和报警装置执行动作。

7.一种自动跟踪全景云台监控系统的预警定位自动跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、划定预警监测区域，在由预警监测摄像机组3组成的全景监控区域内通过系统菜单划定预警区域；

步骤2、自动监测运动目标并定位，通过预警监测摄像机组3的各摄像机智能图像分析模块进行运动目标跟踪，并在多路摄像机建立的坐标系中定位运动目标的位置；

步骤3、选定跟踪示警策略，选择最早出现的或者最大的有效跟踪目标作为跟踪示警机的跟踪目标，跟踪策略选择巡航跟踪方式，当对多个有效跟踪目标出现在有效跟踪区域时，跟踪示警机对每个有效跟踪目标进行一段时间的连续跟踪，当运动目标丢失或者达到跟踪时间时，跟踪示警机会选择下一个有效跟踪目标进行跟踪；

步骤4、多路视频图像合成并报警叠加输出，通过数据分析单元对预警摄像机组3和跟踪示警机的多路视频图像进行拼接合成，并将拼接合成的视频图像传至数据处理单元，再由数据处理单元将报警信号叠加到拼接合成的视频图像上，最终一同传输至后端控制系统进行显示。