CN107018359A - 一种具有智能画面识别的移动车载监控系统 - Google Patents

一种具有智能画面识别的移动车载监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,实现实时智能监控、智能存储,可用于户外各种天气状况的移动监控。系统包括智能监控车载球机、远程服务器和客户端。智能监控车载球机包括:机械结构部分:一体式外壳,完全封闭式防水设计,可抽插式SD卡、SIM卡;功能模块:网络机芯可以采集监控视频数据、存储模块实现SD卡和硬盘智能存储;其他模块:GPS模块实现监控点的实时定位。通过RTSP/RTP协议采集网络机芯的视频流,传输到远程服务器,实现任意地点的客户端实时监控,采用智能监控存储,通过算法植入分辨行人等关键视频画面,达到智能存储的目的。本发明采用智能分析和云服务器的方法实现实时监控和智能存储,为用户提供了一套便于管理的智能监控系统。

Description

一种具有智能画面识别的移动车载监控系统
技术领域
[0001] 本发明涉及车载实时监控和存储视频监控领域,尤其涉及一种带行人识别智能算 法、GPS、云服务器等技术的智能车载布控球。
背景技术
[0002] 近年来,随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高,以及各种视频信 息处理技术的出现,全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显,其高度的开放性、 集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件,同时也为整个 安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间,崭新的应用模式和市场机遇不断涌现,而智 能视频监控则是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。
[0003] 智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础,但又有别于一般的网络化视频 监控,它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体,发现监控 画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加 有效的协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象。在世界反恐斗争日趋 严峻的今天,智能视频监控显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工 具。此外,智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相 关的场景,以提高用户的投资回报。
[0004] 目前,机场、银行、地铁和车站等公共场所都装有大量的监控摄像机器,但这些摄 像机器的作用多仅限于拍摄和存储监控视频,往往只在非正常事件发生后再由相关负责人 员对录像进行查看,同时耗费大量人力。而智能视频监控技术改变了这一现状:该技术生成 的系统能够在非正常事件发生时第一时间发出警告并采取相应措施,能够在保证实时性的 同时大大降低了对人工的依赖。在交通、公众商业、军事、突发事件等方面,智能视频监控系 统各显神通。如检测交通情况流量,排查高速公路上交通事故;对商场和娱乐场所人群密度 和人数进行统计,防止人群拥塞和踩踏事故的发生;监控军事基地及国防边境,保障国防安 全;第一时间发现监控场景中可疑的不法分子行为并报警,在突发性的天灾、人祸时,进行 救援或阻止犯罪等恶性事件发生。能够良好的针对视频图像场景中的运动目标进行检测、 跟踪、行为等分析,都是视频智能监控系统需要解决的核心问题。
发明内容
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种具有智能画面识别的移动车载 监控系统,实现实时监控,智能存储,报警提示,GPS定位,运动控制,局域网内点对点监控等 功能,有利于监控设备统一管理,更智能地实现监控。
[0006]为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种具有智能画面识别的移动车载 监控系统,包括智能监控车载球机、远程服务器和客户端;所述智能监控车载球机包括外壳 和底盖,外壳和底盖形成封闭空间;所述外壳表面设置防水镜头,内部设置网络球机、硬盘、 嵌入式系统主板、蓄电池、SIM卡、SD卡、4G模块、GPS模块、控制电路板和水平转动轴;所述网 络球机包括电机、网络机芯、竖向固定壳和水平固定板。所述智能监控车载球机的控制电路 板控制电机,通过水平转动轴传动实现球机的PTZ运动,并且可以通过串口与外界通信。所 述SIM卡、4G模块、GPS模块、硬盘、SD卡均与嵌入式系统主板连接,嵌入式系统主板采用 MT7620主芯片,运行嵌入式系统,嵌入式系统驱动与其相连的模块,实现视频数据的获取和 转发。嵌入式系统采用WIFI或是4G网络通信传输视频数据到远程服务器。GPS模块可以获取 实时的位置信息。硬盘和SD卡实现智能监控车载球机内实时智能视频信息存储。所述底盖 包括密封垫圈、SIM卡槽、SD卡槽和底座固定磁铁,底座固定磁铁的强力将球机固定,底部SD 卡槽和S頂卡槽可以方便卡的抽插。
[0007] 进一步地,所述网络球机还包括齿轮、皮带转轴传动部分,通过水平转动轴和底盖 相连,实现整个球机的水平和竖直运动。
[0008] 进一步地,所述硬盘、嵌入式系统主板、SIM卡、SD卡和4G模块共同组成嵌入式主机 系统。嵌入式系统主板由主芯片MT760和DDR的RAM组成,主要功能:与H264网络机芯通信获 取视频信息;实现高清视频本地硬盘或是SD卡存储;与远程服务器通信传输视频和控制信 肩、。
[0009] 进一步地,网络球机的网络机芯获取视频,并以网络视频流RTP/H264的方式输出, 嵌入式系统主板通过RTSP获取视频流,传输到远程服务器。远程服务器运行基于H0G特征的 智能分析模块,智能分析模块通过分析视频画面内容,识别行人和车辆等主要目标,并将信 息反馈到智能监控车载球机,车载球机的主机系统实现智能存储或是紧急情况下开启相应 动作,最终实现监控系统的智能化。
[0010] 进一步地,所述智能分析模块:在服务器中引入基于H0G特征的目标识别算法,对 车辆和行人等主要目标进行画面识别分析。对H0G特征进行改进,通过H0G+LBP特征结合的 方式,提高遮挡下的检测效率,同时对H0G+LBP联合特征进行PCA (主成分分析降维),提高检 测速度。
[0011] 在行人和车辆等目标检测过程中,在图像获取的时候,将摄像机的镜头放大倍数 作为一个参数采集,在摄像机固定的情况下,根据此时镜头变倍倍数和缩放比例的乘积确 定之后检测图片的缩放比例,以获取合适的放缩尺寸,提高检测效率和准确率,并引入基于 感知哈希相似度比较的场景自适应检测方案,方案具体为:
[0012] (1)初始行样本采用INRIA行人库和车辆识别库,选择采用PCA+LBP降维改进的H0G 特征,通过训练分类器得到初始检测器。
[0013] (2)在蹲守场景监控设备的使用的过程中,使用初始分类器完成粗检,检测过程中 可以不断获取检测样本,然后再人工花费少量时间,挑选不正确的检测结果。
[0014] (3)通过计算新样本和就样本相似度来刷新检测样本,当新样本比例超过旧样本 一定比例后,重新训练分类器。相似度比较的方法采用基于DCT的哈希感知相似度的方法计 算。
[0015] 进一步地,主处理器控制间隔定时启动GPS模块,GPS模块获取车载球机定位数据 传送到主处理器,主处理器将定位数据经4G通信网络或是WIFI发送到主站系统;并结合GPS 模块通过4G通信网络向主站系统发送报警信号和定位数据。
[0016] 进一步地,蓄电池提供长时间有效供电,并且带有电源检测模块,监控电池剩余电 量,并采用串口输出电源低电量报警,方便及时充电。
[0017]进一步地,该系统还包括设置在外壳表面的红外摄像机,红外摄像机采取主动红 外成像方式,照射红外光能拍黑夜或是暗光环境的视频信息。
[0018]本发明的有益效果在于:本发明采用红外夜视技术、视频图像处理技术、GPS定位 技术、wif i和4G无线技术、定位查询、视频传输技术、HOG特征检测算法,实现了视频的实时 监控,GPS定位、智能存储、远程云存储、紧急报警等功能,可用于户外各种天气状况的移动 监控。
附图说明
[0019]图丨为本发明实施例中车载球机结构示意图(正视图);
[0020]图2为本发明实施例中车载球机内部结构示意图(侧视图);
[0021]图3为本发明实施例中车载球机剖视图;
[0022]图4为本发明实施例中底盖结构示意图;
[0023]图5为本发明实施例中功能模块示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本发明的实施方案进行详细说明。可以理解的是,此处所描述 的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于 描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0025]本发明提供的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,包括智能监控车载球 机、远程服务器和客户端;如图1所示,所述智能监控车载球机包括外壳1和底盖2,所述外壳 1采用塑料外壳,具有防尘防水易散热的特点,能在户外连续48小时工作,外壳1和底盖2形 成封闭空间,可以在恶劣环境下正常使用;如图2所示,所述外壳1表面设置防水镜头4,保证 摄像机在水雾环境下正常工作,内部设置网络球机5、硬盘6、嵌入式系统主板7、蓄电池8、 S頂卡10、SD卡11、4G模块12、GPS模块、控制电路板13和水平转动轴14;如图3所示,所述网络 球机5包括电机15、H2M网络机芯16、竖向固定壳17和水平固定板18。所述智能监控车载球 机的控制电路板13控制电机15,通过水平转动轴14传动实现球机的PTZ运动,并且可以通过 串口与外界通信。所述SIM卡10、4G模块12、GPS模块、硬盘6、SD卡11均与嵌入式系统主板7连 接,嵌入式系统主板7采用MT762〇主芯片,运行嵌入式系统,嵌入式系统驱动与其相连的模 块,实现视频数据的获取和转发。嵌入式系统采用WIFI或是4G网络通信传输视频数据到远 程服务器。云端服务器实现远程视频接收和转发,并运行视频识别算法程序和进行远程云 端视频存储。GPS模块可以获取实时的位置信息。硬盘6和SD卡11实现智能监控车载球机内 实时智能视频信息存储。如图4所示,所述底盖2包括密封垫圈20、SIM卡槽21、SD卡槽22和底 座固定磁铁I9,底座固定磁铁19的强力将球机固定,底部SD卡槽22和SIM卡槽21可以方便卡 的抽插。
[0026] 进一步地,所述网络球机5还包括齿轮、皮带转轴传动部分,通过水平转动轴14和 底盖2相连,实现整个球机的水平和竖直运动。
[0027] 进一步地,所述硬盘6、嵌入式系统主板7、SM卡10、SD卡11和4G模块12共同组成嵌 入式主机系统。嵌入式系统主板7由主芯片MT760和DDR的RAM组成,主要功能:与H264网络机 芯16通信获取视频信息;实现高清视频本地硬盘或是SD卡存储;与远程服务器通信传输视 频和控制信息。
[0028]进一步地,主处理器控制间隔定时启动GPS模块,GPS模块获取车载球机定位数据 传送到主处理器,主处理器将定位数据经4G通信网络或是WIFI发送到主站系统;并结合GPS 模块通过4G通信网络向主站系统发送报警信号和定位数据。
[0029]进一步地,蓄电池8提供长时间有效供电,并且带有电源检测模块,监控电池剩余 电量,并采用串口输出电源低电量报警,方便及时充电。
[0030] 进一步地,该系统还包括设置在外壳1表面的红外摄像机3,红外摄像机3包括红外 灯电路板、LED红外发光二极管、镜头、红外滤光片和CMOS图像传感器,红外灯电路板为环绕 在镜头的环形板,红外灯电路板上沿圆周间隔设有多个LED红外发光二极管,镜头的输出面 经红外滤光片连接CMOS图像传感器。红外摄像机3采取主动红外成像方式,照射红外光能拍 黑夜或是暗光环境的视频信息。
[0031] 一方面,智能监控车载球机的网络球机5的H264网络机芯16获取视频,并以网络视 频流RTP/H264的方式输出,嵌入式系统主板7通过RTSP获取视频流,存储于硬盘中,并且传 输到远程服务器。客户端可以发出PTZ的控制指令,嵌入式主机收到指令与网络机芯16通过 Onvif协议通信,网络机芯16通过串口发送到控制电路板实现电机控制运动。
[0032]另一方面,远程服务器运行基于H0G特征的智能分析模块,智能分析模块通过分析 视频画面内容,识别行人和车辆等主要目标,并将信息反馈到智能监控车载球机,车载球机 的主机系统实现智能存储或是紧急情况下开启相应动作,最终实现监控系统的智能化。 [0033]智能分析模块:在服务器端和前端嵌入式主机系统中引入智能监控算法。在服务 器中引入基于H0G特征的目标识别算法,对车辆和行人等主要目标进行画面识别分析。HOG 特征目标识别具有识别率高,但是计算复杂,并且在遮挡的情况容易误检和漏检,因此对 H0G特征进行改进。通过H0G+LBP特征结合的方式,提高遮挡下的检测效率,同时对H0G+LBP 联合特征进行PCA (主成分分析降维),提高检测速度。
[0034] 在行人和车辆等目标检测过程中,图片的合适缩放尺寸对检测准确率和检测时间 的影响是巨大的,图片过大会严重影响检测效率,可能导致误检和漏检的情况,针对检测图 片放缩提出根据网络机芯变倍倍数的放缩方法,在图像获取的时候,将摄像机的镜头放大 倍数作为一个参数采集,在摄像机固定的情况下,根据此时镜头变倍倍数和缩放比例的乘 积确定之后检测图片的缩放比例,以获取合适的放缩尺寸,提高检测效率和准确率。由于视 频监控的背景环境是变化的,无法针对任意监控背景的准确检测,因此针对长时间监控应 用,系统创新性的引入基于感知哈希相似度比较的场景自适应检测方案。方案:
[0035] (1)初始行样本采用INRIA行人库和车辆识别库,系统选择采用PCA+LBP降维改进 的HOG特征,通过训练分类器得到初始检测器。
[0036] (2)在蹲守场景监控设备的使用的过程中,使用初始分类器完成粗检,检测过程中 可以不断获取检测样本,然后再人工花费少量时间,挑选不正确的检测结果。
[0037] (3)通过计算新样本和就样本相似度来刷新检测样本,当新样本比例超过旧样本 一定比例后,重新训练分类器。相似度比较的方法采用基于DCT的哈希感知相似度的方法计 算。
[0038] 通过相似度计算的方式更新样本库,降低新样本筛选和剪裁的成本,这样既可以 减轻训练负担又可以提高分类器的识别性能,实现检测场景的自适应。
[0039]由此,本发明实现了视频实时监控和智能存储、紧急报警,技术效果显著,为实时 掌握监控场景提供了技术手段,为监控回放提供有效数据支持,及时通知工作人员紧急情 况的出现,利于远程监控的集中化信息化管理。
[0040]以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之 权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:包括智能监控车载球机、 远程服务器和客户端;所述智能监控车载球机包括外壳(1)和底盖(2),外壳(1)和底盖(2) 形成封闭空间;所述外壳⑴表面设置防水镜头⑷,内部设置网络球机(5)、硬盘(6)、嵌入 式系统主板(7)、蓄电池⑻、SIM卡(10)、SD卡(11)、4G模块(12)、GPS模块、控制电路板(1¾ 和水平转动轴(14);所述网络球机(5)包括电机(15)、网络机芯(16)、竖向固定壳(17)和水 平固定板(18)。所述智能监控车载球机的控制电路板(13)控制电机(15),通过水平转动轴 (14)传动实现球机的PTZ运动,并且可以通过串口与外界通信。所述SIM卡(10)、4G模块 (12)、GPS模块、硬盘(6)、SD卡(11)均与嵌入式系统主板⑺连接,嵌入式系统主板⑺采用 MT7620主芯片,运行嵌入式系统,嵌入式系统驱动与其相连的模块,实现视频数据的获取和 转发。嵌入式系统采用WIFI或是4G网络通信传输视频数据到远程服务器。GPS模块可以获取 实时的位置信息。硬盘和SD卡(11)实现智能监控车载球机内实时智能视频信息存储。所 述底盖(2)包括密封垫圈(20)、SIM卡槽(21)、SD卡槽(22)和底座固定磁铁(19),底座固定磁 铁(19)的强力将球机固定,底部SD卡槽(22)和SIM卡槽(21)可以方便卡的抽插。
2. 根据权利要求1所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:所 述网络球机还包括齿轮、皮带转轴传动部分,通过水平转动轴(14)和底盖⑵相连,实现 整个球机的水平和竖直运动。
3. 根据权利要求1所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:所 述硬盘⑹、嵌入式系统主板⑺、SIM卡(10)、SD卡(11)和4G模块(12)共同组成嵌入式主机 系统。嵌入式系统主板⑺由主芯片MT760和DDR的RAM组成,主要功能:与H264网络机芯(16) 通信获取视频信息;实现高清视频本地硬盘或是SD卡存储;与远程服务器通信传输视频和 控制信息。
4. 根据权利要求3所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:网 络球机(5)的网络机芯(16)获取视频,并以网络视频流RTP/H264的方式输出,嵌入式系统主 板(7)通过RTSP获取视频流,传输到远程服务器。远程服务器运行基于HOG特征的智能分析 模块,智能分析模块通过分析视频画面内容,识别行人和车辆等主要目标,并将信息反馈到 智能监控车载球机,车载球机的主机系统实现智能存储或是紧急情况下开启相应动作,最 终实现监控系统的智能化。
5. 根据权利要求4所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:所 述智能分析模块:在服务器中引入基于H〇G特征的目标识别算法,对车辆和行人等主要目标 进行画面识别分析。对H0G特征进行改进,通过H0G+LBP特征结合的方式,提高遮挡下的检测 效率,同时对H0G+LBP联合特征进行PCA (主成分分析降维),提高检测速度。 在行人和车辆等目标检测过程中,在图像获取的时候,将摄像机的镜头放大倍数作为 一个参数采集,在摄像机固定的情况下,根据此时镜头变倍倍数和缩放比例的乘积确定之 后检测图片的缩放比例,以获取合适的放缩尺寸,提高检测效率和准确率,并引入基于感知 哈希相似度比较的场景自适应检测方案,方案具体为: (1) 初始行样本采用INRIA行人库和车辆识别库,选择采用PCA+LBP降维改进的H0G特 征,通过训练分类器得到初始检测器。 (2) 在蹲守场景监控设备的使用的过程中,使用初始分类器完成粗检,检测过程中可以 不断获取检测样本,然后再人工花费少量时间,挑选不正确的检测结果。 (3)通过计算新样本和就样本相似度来刷新检测样本,当新样本比例超过旧样本一定 比例后,重新训练分类器。相似度比较的方法采用基于DCT的哈希感知相似度的方法计算。
6. 根据权利要求1所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:主 处理器控制间隔定时启动GPS模块,GPS模块获取车载球机定位数据传送到主处理器,主处 理器将定位数据经4G通信网络或是WIFI发送到主站系统;并结合GPS模块通过4G通信网络 向主站系统发送报警信号和定位数据。
7. 根据权利要求1所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:蓄 电池⑻提供长时间有效供电,并且带有电源检测模块,监控电池剩余电量,并采用串口输 出电源低电量报警,方便及时充电。
8. 根据权利要求1所述的一种具有智能画面识别的移动车载监控系统,其特征在于:该 系统还包括设置在外壳(1)表面的红外摄像机(3),红外摄像机(3)采取主动红外成像方式, 照射红外光能拍黑夜或是暗光环境的视频信息。
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