CN109040669A - 变电站智能视频围栏方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变电站智能视频围栏方法及系统，包括：收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；实时采集监控区域的视频图像信息；根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。本发明有益效果：本发明设置虚拟围栏区域，不受场地、建筑物以及外界环境的限制，减少现场的维护工作量。能够实现对入侵对象的智能判断，并且自动识别入侵人员是否为工作人员，通过动态特征识别和静态特征识别两种手段进行入侵人员的判别，识别正确率高，减少系统误判。

Description

变电站智能视频围栏方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统变电站安全防护技术领域，特别涉及一种变电站智能视频围栏方法及系统。

背景技术

安全生产是变电站日常生产过程中最核心的要求。对于变电站的安全防护，重点是防范和阻止不法分子进入电站保护区内，对设备进行盗窃和破坏，因此变电站的防护重点就是对电站的周界通过安装安全可靠的技防设备，在不法分子企图进入电站防护区之前，及时产生报警信号，通过报警现场的声光警示和灯光联动，将不法分子阻吓于周界之外，让不法分子闻风丧胆，逃之夭夭；同时报警系统可以及时将已经发生的警情通过电话或网络，通知上级管理中心和警情处理人员。

目前现有的电子围栏对一些特殊的空间，无法进行布设，如室内主控室，直流电池室等，尤其是一些老旧的变电站因前期设计不合理无法增设电子围栏。这种情况下，如果工作人员或偷偷闯入者违规闯入可能触电的威胁区域，就会发生伤亡事故。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种变电站智能视频围栏方法及系统，该方法及系统从监控设备的图像或视频(连续图像)中获取特定的行为信息，通过对图像的对比分析进行人员检测，判断目标相应的身份。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是公开了一种变电站智能视频围栏的控制方法，包括：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

进一步地，基于动态特征判定虚拟围栏内是否有人员入侵，具体为：

在虚拟围栏的布设范围内，判断是否有入侵对象；

如果有，判断入侵对象区域是否具有动态特征；

如果有，判断动态特征区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比；

如果是，进一步判断动态特征区域是否满足上部成整体运动，下部分成多个运动区域；如果满足，则判定入侵对象为运动的人员；否则，入侵对象为人员以外的其他物体。

进一步地，基于静态特征判定虚拟围栏内是否有人员入侵，具体为：

在虚拟围栏的布设范围内，如果入侵对象具有静态特征，判断入侵对象区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比，如果是，将该区域作为人员备选区域；

从人员备选区域中抽取形状特征，采用几何形状特征抽取方法将抽取的形状特征与数据库中的人员特征信息做抽取比对，如果头肩曲线特征相似度符合设定的条件，则判定入侵对象为静态人员。

进一步地，对于检测到的虚拟围栏内的入侵人员图像信息，采集人员头部颜色信息，如果与设定的安全帽的颜色一致，则判定为工作人员；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

进一步地，判定入侵对象为人员后，自动调取该监控区域的工作票信息，如果监控区域在该时间段内有工作票信息，则认为是工作人员进行工作；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

进一步地，根据报警信息的等级触发相应的报警装置，具体为：

报警信息的等级包括：

严重：闯入站内一次设备布防范围内，会造成人员伤亡，设备故障的情况，如果报警将会自动通知上级管理中心和警情处理人员；

重要：闯入站内二次设备布防范围内，如果报警将会自动语音提示告警；

一般：动物闯入布防范围，将会声光警示驱逐。

进一步地，判断入侵对象区域是否具有动态特征，具体为：两帧做差，通过视频获得图像序列，在图像序列中通过相邻两帧或者三帧图像像素差，提取运动区域。

进一步地，采用几何形状特征抽取方法将抽取的形状特征与数据库中的人员特征信息做抽取比对，具体为：

人直立情况下，人体轮廓对于垂直轴有一定的轴对称性，因此纵向投影也具有一定的轴对称性；人体头部对应的投影值较大，向两边逐渐减少，头顶部对应投影的局部极大值；

通过大量的样本训练得到一般人体的宽高比，通过计算纵向投影的局部极大值确定人体头部位置。

本发明的第二目的是提供一种变电站智能视频围栏的控制系统，包括：服务器，以及与所述服务器连接的用于获取设定区域监控图像的监控设备；所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明设置虚拟围栏区域，不受场地、建筑物以及外界环境的限制，减少现场的维护工作量。

(2)能够实现对入侵对象的智能判断，并且自动识别入侵人员是否为工作人员，如果判定为非法入侵，则进行信号告警和视频摄像头的联动处理。

(3)通过动态特征识别和静态特征识别两种手段进行入侵人员的判别，识别正确率高，减少系统误判。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明变电站智能视频围栏的控制方法流程图；

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决背景技术中指出的现有技术的不足，本发明提出了一种变电站智能视频围栏的控制方法，具体包括以下步骤：

(1)收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

(2)实时采集监控区域的视频图像信息；

(3)根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

(4)在虚拟围栏的布设范围内，判断是否有入侵对象；判断条件为：当工作人员持工作票进场时，需先将工作区域虚拟围栏撤防后，方可进入工作区域。否则一律视为入侵。

如果有，进一步判断入侵对象区域具有动态特征还是静态特征，如果是具有动态特征，进入步骤(5)；否则进入步骤(6)；动态特征检测的方法是：两帧做差，通过视频获得图像序列，在图像序列中通过相邻两帧或者三帧图像像素差，提取运动区域。

(5)判断动态特征区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比，如果是，进一步判断动态特征区域是否满足上部成整体运动，下部分成多个运动区域；如果满足，则判定入侵对象为运动的人员；否则，入侵对象为人员以外的其他物体；

(6)在虚拟围栏的布设范围内，如果入侵对象具有静态特征，判断入侵对象区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比，如果是，将该区域作为人员备选区域；

从人员备选区域中抽取形状特征，采用几何形状特征抽取方法将抽取的形状特征与数据库中的人员特征信息做抽取比对，如果头肩曲线特征相似度符合设定的条件，则判定入侵对象为静态人员。

变电站现场一般为人直立情况下，人体轮廓对于垂直轴有一定的轴对称性，因此纵向投影也具有一定的轴对称性，通常头部对应的投影值较大，向两边逐渐减少，头顶部对应投影的局部极大值。通过大量的样本训练可以得到一般人体的“宽高比"可以大致过滤出非人体，而且通过计算纵向投影的局部极大值可以合理地确定人体头部位置；从而获得人员特征信息。

作为优选的实施方式，对于检测到的虚拟围栏内的入侵人员图像信息，采集人员头部颜色信息，如果与设定的安全帽的颜色一致，则判定为工作人员；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

作为优选的实施方式，判定入侵对象为人员后，自动调取该监控区域的工作票信息，如果监控区域在该时间段内有工作票信息，则认为是工作人员进行工作；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

根据报警信息的等级触发相应的报警装置，具体为：

报警信息的等级包括：

严重：闯入站内一次设备(如高压线，变压器等重要贵重设备)布防范围内，会造成人员伤亡，设备故障的情况，如果报警将会自动通知上级管理中心和警情处理人员；

重要：闯入站内二次设备布防范围内，如果报警将会自动语音提示告警；

一般：动物闯入布防范围，将会声光警示驱逐。

智能视频围栏功能，可以灵活多变的，设定多重、不规则的图形区域，对区域内的人员、动物闯入进行报警，并存储报警截图和报警后的视频。通过该技术可以非常方便快捷的自由设定围栏区域，减少现场的工作量。

本发明进一步公开了一种变电站智能视频围栏的控制系统，包括：服务器，以及与所述服务器连接的用于获取设定区域监控图像的监控设备；所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，包括：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

2.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，基于动态特征判定虚拟围栏内是否有人员入侵，具体为：

在虚拟围栏的布设范围内，判断是否有入侵对象；

如果有，判断入侵对象区域是否具有动态特征；

如果有，判断动态特征区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比；

如果是，进一步判断动态特征区域是否满足上部成整体运动，下部分成多个运动区域；如果满足，则判定入侵对象为运动的人员；否则，入侵对象为人员以外的其他物体。

3.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，基于静态特征判定虚拟围栏内是否有人员入侵，具体为：

在虚拟围栏的布设范围内，如果入侵对象具有静态特征，判断入侵对象区域的最大外接矩形是否符合人身长宽比，如果是，将该区域作为人员备选区域；

从人员备选区域中抽取形状特征，采用几何形状特征抽取方法将抽取的形状特征与数据库中的人员特征信息做抽取比对，如果头肩曲线特征相似度符合设定的条件，则判定入侵对象为静态人员。

4.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，对于检测到的虚拟围栏内的入侵人员图像信息，采集人员头部颜色信息，如果与设定的安全帽的颜色一致，则判定为工作人员；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

5.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，判定入侵对象为人员后，自动调取该监控区域的工作票信息，如果监控区域在该时间段内有工作票信息，则认为是工作人员进行工作；否则，判定为非法入侵人员，将入侵信号发送到安全部门监控设备上进行报警；同时联动视频摄像头，移动至非法入侵人员所在区域。

6.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，根据报警信息的等级触发相应的报警装置，具体为：

报警信息的等级包括：

严重：闯入站内一次设备布防范围内，会造成人员伤亡，设备故障的情况，如果报警将会自动通知上级管理中心和警情处理人员；

重要：闯入站内二次设备布防范围内，如果报警将会自动语音提示告警；

一般：动物闯入布防范围，将会声光警示驱逐。

7.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，判断入侵对象区域是否具有动态特征，具体为：两帧做差，通过视频获得图像序列，在图像序列中通过相邻两帧或者三帧图像像素差，提取运动区域。

8.如权利要求1所述的变电站智能视频围栏的控制方法，其特征在于，采用几何形状特征抽取方法将抽取的形状特征与数据库中的人员特征信息做抽取比对，具体为：

人直立情况下，人体轮廓对于垂直轴有一定的轴对称性，因此纵向投影也具有一定的轴对称性；人体头部对应的投影值较大，向两边逐渐减少，头顶部对应投影的局部极大值；

通过大量的样本训练得到一般人体的宽高比，通过计算纵向投影的局部极大值确定人体头部位置。

9.变电站智能视频围栏的控制系统，其特征在于，包括：服务器，以及与所述服务器连接的用于获取设定区域监控图像的监控设备；所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：

收集监控区域内在不同位置和角度下的人员特征信息并存入数据库；

实时采集监控区域的视频图像信息；

根据采集的视频图像，划定虚拟围栏的布设范围；

在虚拟围栏的布设范围内，采用形状作为描述子，分别基于动态特征和静态特征，判定虚拟围栏内是否有人员入侵。