CN112055171A - 基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统 - Google Patents

基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于时空分析的线路安保视频轮巡方法和控制系统，该方法至少包括：获取引导车辆的当前位置、运动轨迹以及引导车辆的瞬时运动方向；获取引导车辆处于当前位置时，周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围，并计算周围每一个摄像头的监控覆盖范围；通过空间运算方法判断引导车辆与摄像头的位置关系；打开并播放覆盖当前位置引导车辆的摄像头所拍摄的监控视频。本技术方案通过自动化的视频轮巡，降低了用户的操作难度和工作量，保证了对引导车辆的有效监控；通过时空运算方法，能够自动选取和分类具备观测能力的摄像头，用户可按需观测引导车辆前部、后部和两侧位置的监控视频，提升了安保工作的效率。

Description

基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统
技术领域
本发明涉及一种警卫安保技术，尤其涉及一种基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统。
背景技术
现有警卫线路安保一般通过对讲，实时告诉安保引导车队的位置，指挥中心根据对讲的信息通过二维地图实时查看安保引导车周边视频，进行安保指挥；或者通过在安保引导车加装带GPS定位的图像传感设备，实时将安保引导车经过的画面回传至指挥中心，同时在二维或者三维地图上实时显示引导车的位置，及引导车的运行轨迹。指挥中心接收到引导车发回的GPS定位信息，根据定位信息选取和打开周边摄像头，了解周边的现场态势，从而实现态势的观测。
基于现有的警卫线路安保方法，公开号为CN109327679A的“警卫线路安保方法和计算机存储介质”的技术方案中提供了一种通过高点拍摄实现远距离、大范围的安保方法，该方法通过设置高点拍摄和低点拍摄相结合的方式，通过低点摄像机实时拍摄安保引导车及周边环境，通过高点摄像机对安保引导车进行高点拍摄，实现了高点摄像头的跟车功能。
然而，无论是现有警卫线路安保方法还是CN109327679A公布的安保方法，均存在如下问题：
第一、以上方法一般采用人工方式选择监控摄像头和打开监控视频，一般情况下人工选择的主要判断依据是摄像头与引导车辆的距离，但是实际情况中摄像头的指向、视角以及距离等工作参数都会直接影响观测效果，导致选择打开的监控视频不能观测到引导车；
第二、采用人工方式选择监控摄像头和打开监控视频，为了保证选取的监控视频能够有效覆盖引导车，其判断和操作的难度较大，同时由于人工操作存在失误，可能贻误警卫线路安保的时机；
第三、采用CN109327679A公布的方法，需要被选取的高点摄像机具备远程控制定位的能力，这在现实场景中往往是不能实现的，因此该方法的实用性将受到影响。
因此，基于上述情况，本领域技术人员致力于提供一种基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统，以解决前述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统，通过自动选择监控摄像头和适时打开视频，在避免人工操作的前提下，实现对引导车的有效覆盖，保证线路安保任务的达成，以解决背景技术中的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，至少包括：
获取引导车辆的当前位置、运动轨迹以及引导车辆的瞬时运动方向；
获取引导车辆处于当前位置时，周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围，并计算周围每一个摄像头的监控覆盖范围；
通过空间运算方法判断引导车辆周围每一个摄像头的监控覆盖范围是否覆盖处于当前位置的引导车辆。
打开并播放覆盖当前位置引导车辆的摄像头所拍摄的监控视频，完成安保视频轮巡。
进一步的，引导车辆的当前位置通过采集引导车辆上安装的定位设备来获取。
进一步的，引导车辆的运动轨迹为该引导车辆位置的时间序列，通过不断顺序记录并存储个时间点引导车辆的当前位置获取。
进一步的，引导车辆的瞬时运动方向通过采集引导车辆上安装的定位设备获取，或者通过车辆历史运行轨迹进行外推估算得到。
进一步的，引导车辆周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围通过GB/T28181协议远程读取设备信息获取。
进一步的，摄像头的覆盖范围至少包括：摄像头的水平方向视角范围、垂直方向视角范围以及有效监控距离。
进一步的，采用空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内的方法为：
根据获取的引导车辆当前位置、摄像头位置以及摄像头的水平方向视角范围、垂直方向视角范围、有效监控距离，以当前位置的引导车辆所在高度作为水平面，以摄像头在该水平面上的垂直投影点作为原点，创建直角坐标系XYZ，其中X轴表示东西方向，Y轴表示南北方向，Z轴表示垂直方向；
在直角坐标系下计算车辆当前位置与摄像头位置之间的水平距离；
计算摄像头与原点之间产生的线段和X轴之间形成的夹角；
计算当前位置引导车辆与摄像头之间形成的线段和Z轴之间的夹角；
根据上述计算的水平距离以及与X轴和Y轴形成的两夹角判断引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内。
进一步的，基于空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内，还可以通过设定“摄像头与原点之间产生的线段和X轴之间形成的夹角”和“当前位置引导车辆与摄像头之间形成的线段和Z轴之间的夹角”两个夹角的阈值A和B判断摄像头与引导车辆的位置关系，其中阈值A和B需要满足0°<A≤90°≤B<180°，则，若夹角属于[0°,A]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的前方，若方向夹角属于[B,180°]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的后方，若方向夹角属于(A,B)，则判定对应的摄像头处于引导车辆的侧方。
本发明还提供一种控制系统，该控制系统位于指挥中心当中，用于实现上述基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，该控制系统至少包括远程通讯模块、信息获取模块、数据处理模块以及远程控制模块；其中所述远程通讯模块与引导车辆之间形成联系，所述信息获取模块通过所述远程通讯模块获取引导车辆上定位设备的位置信息，通过GB/T28181协议远程获取摄像头的位置信息；所述数据处理模块设定空间运算程序，将所述信息获取模块获取的数据进行运算处理，判断引导车辆与摄像头之间的位置关系，并将位置结果发送到所述远程控制模块；所述远程控制模块接收所述信息获取模块的位置结果后，获取符合条件的摄像头所采集的监控视频，以用于后续打开和播放。
通过实施上述本发明提供的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法及控制系统，具有如下技术效果：
(1)本技术方案通过自动化的视频轮巡，降低了用户的操作难度和工作量，保证了对引导车辆的有效监控；
(2)本技术方案通过时空运算方法，能够自动选取和分类具备观测能力的摄像头，用户可按需观测引导车辆前部、后部和两侧位置的监控视频，提升了安保工作的效率。
附图说明
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1为本发明实施例中控制系统结构示意图；
图2为本发明实施例中引导车辆与摄像头位置关系示意图；
图3为本发明实施例中空间运算方法坐标示意图；
图4为本发明实施例中摄像头监控角度和里信息示例表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面采用具体实施方式详细描述本发明的技术方案。
本发明实施例提供一种基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，至少包括：
获取引导车辆的当前位置、运动轨迹以及引导车辆的瞬时运动方向；
获取引导车辆处于当前位置时，周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围，并计算周围每一个摄像头的监控覆盖范围；
通过空间运算方法判断引导车辆周围每一个摄像头的监控覆盖范围是否覆盖处于当前位置的引导车辆。
打开并播放覆盖当前位置引导车辆的摄像头所拍摄的监控视频，完成安保视频轮巡。
为实现上述安保视频轮巡方法，本实施例还提供一种控制系统，该控制系统如图1所示，位于指挥中心当中，用于实现上述基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，该控制系统至少包括远程通讯模块、信息获取模块、数据处理模块以及远程控制模块；其中所述远程通讯模块与引导车辆之间形成联系，所述信息获取模块通过所述远程通讯模块获取引导车辆上定位设备的位置信息，通过GB/T28181协议远程获取摄像头的位置信息；所述数据处理模块设定空间运算程序，将所述信息获取模块获取的数据进行运算处理，判断引导车辆与摄像头之间的位置关系，并将位置结果发送到所述远程控制模块；所述远程控制模块接收所述信息获取模块的位置结果后，获取符合条件的摄像头所采集的监控视频，以用于后续打开和播放。
基于上述方法和系统，本实施例具体实现形式，如图2所示，V代表引导车辆的当前位置，t代表引导车辆的历史运行轨迹，d代表引导车辆的瞬时运动方向，C代表摄像头，如图上所示，摄像头以三个为例，C1、C2、C3代表处于不同位置的摄像头，扇形区域f1、f2、f3分别代表C1、C2、C3各自的监控覆盖区域，∠a1代表车辆运动方向d与线段V-C1之间的夹角，∠a2代表车辆运动方向d与线段V-C2之间的夹角。
引导车辆的当前位置V通过采集引导车辆上安装的定位设备来获取，例如GPS、VPS(Vehicle Positioning System，车辆定位系统)等。
引导车辆的运动轨迹t为该引导车辆位置的时间序列，通过不断顺序记录并存储个时间点引导车辆的当前位置获取。
引导车辆的瞬时运动方向d通过采集引导车辆上安装的定位设备获取，或者通过车辆历史运行轨迹t进行外推估算得到。
扇形区域f1、f2、f3由摄像头C1、C2、C3的指向、视角范围和距离范围来计算得到，C1、C2、C3的指向、视角范围和距离范围可以通过控制系统内部预先设定或通过GB/T28181协议远程读取设备信息获取，获取结果如图4示例所示。
摄像头的覆盖范围至少包括：摄像头的水平方向视角范围、垂直方向视角范围以及有效监控距离。
控制系统通过远程通讯模块不断的获取引导车辆所在的位置V，当V的位置发生变化时，通过空间运算方法判断V是否在f1、f2、f3的覆盖范围；以图1所示，扇形区域f1、f2可以覆盖V，f3不能覆盖V，因此可以判定C1、C2能够有效监控引导车辆，C3不能监控引导这辆，C1、C2成为被选定的轮巡摄像头，系统将自动打开和播放C1、C2采集的监控视频。
在本实施例中采用空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内的方法为：
车辆所在位置为V，摄像头所在位置为C，C通过控制系统内部预先设定或通过GB/T28181协议远程读取设备信息获取到，V通过控制系统的远程通信模块实时获取到；
摄像头的有效监控距离为r，摄像头的水平方向角记为αc，水平方向视角范围记为Δα，垂直方向的俯仰角记为βc，水平方向视角范围记为Δβ，αc、βc、Δα、Δβ通过控制系统内部预先设定或通过GB/T28181协议远程读取设备信息获取到；
如图3所示，以V所在高度作为水平面，以C在该水平面上的垂直投影点O作为原点，建立直角坐标系XYZ，X轴为东西方向，Y轴为南北方向，Z轴为垂直方向；
在直角坐标系下，根据C点和V点的坐标，计算得到C点与V点的距离l；
根据V点的坐标，计算线段OV与X轴的夹角αv；
根据C点和V点的坐标，计算线段CV与Z轴的夹角βv；
当满足公式(1)条件时，判定位置V在摄像头的监控范围内。
Figure BDA0002631808810000051
基于空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内，还可以通过设定αv和βv两个夹角的阈值A和B判断摄像头与引导车辆的位置关系，其中阈值A和B需要满足0°<A≤90°≤B<180°，则，若夹角属于[0°,A]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的前方，若方向夹角属于[B,180°]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的后方，若方向夹角属于(A,B)，则判定对应的摄像头处于引导车辆的侧方；在图1的实施例中，取th1＝90°＝th2，那么C1被判定为引导车辆前方的摄像头，C2被判定为引导车辆后方的摄像头。
需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，至少包括：
获取引导车辆的当前位置、运动轨迹以及引导车辆的瞬时运动方向；
获取引导车辆处于当前位置时，周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围，并计算周围每一个摄像头的监控覆盖范围；
通过空间运算方法判断引导车辆周围每一个摄像头的监控覆盖范围是否覆盖处于当前位置的引导车辆；
打开并播放覆盖当前位置引导车辆的摄像头所拍摄的监控视频，完成安保视频轮巡。
2.如权利要求1所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，引导车辆的当前位置通过采集引导车辆上安装的定位设备来获取。
3.如权利要求2所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，引导车辆的运动轨迹为该引导车辆位置的时间序列，通过不断顺序记录并存储个时间点引导车辆的当前位置获取。
4.如权利要求3所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，引导车辆的瞬时运动方向通过采集引导车辆上安装的定位设备获取，或者通过车辆历史运行轨迹进行外推估算得到。
5.如权利要求4所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，引导车辆周围摄像头的指向、视角范围以及摄像头与当前位置引导车辆之间的距离范围通过GB/T28181协议远程读取设备信息获取。
6.如权利要求5所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，摄像头的覆盖范围至少包括：摄像头的水平方向视角范围、垂直方向视角范围以及有效监控距离。
7.如权利要求6所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，采用空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内的方法为：
根据获取的引导车辆当前位置、摄像头位置以及摄像头的水平方向视角范围、垂直方向视角范围、有效监控距离，以当前位置的引导车辆所在高度作为水平面，以摄像头在该水平面上的垂直投影点作为原点，创建直角坐标系XYZ，其中X轴表示东西方向，Y轴表示南北方向，Z轴表示垂直方向；
在直角坐标系下计算车辆当前位置与摄像头位置之间的水平距离；
计算摄像头与原点之间产生的线段和X轴之间形成的夹角；
计算当前位置引导车辆与摄像头之间形成的线段和Z轴之间的夹角；
根据上述计算的水平距离以及与X轴和Y轴形成的两夹角判断引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内。
8.如权利要求7所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，基于空间运算方法判定引导车辆当前位置是否在摄像头覆盖范围内，还可以通过设定“摄像头与原点之间产生的线段和X轴之间形成的夹角”和“当前位置引导车辆与摄像头之间形成的线段和Z轴之间的夹角”两个夹角的阈值A和B判断摄像头与引导车辆的位置关系，其中阈值A和B需要满足0°<A≤90°≤B<180°，则，若夹角属于[0°,A]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的前方，若方向夹角属于[B,180°]，则判定对应的摄像头处于引导车辆的后方，若方向夹角属于(A,B)，则判定对应的摄像头处于引导车辆的侧方。
9.一种控制系统，该控制系统位于指挥中心当中，用于实现上述任一项权利要求1-8所示的基于时空分析的线路安保视频轮巡方法，其特征在于，该控制系统至少包括远程通讯模块、信息获取模块、数据处理模块以及远程控制模块；其中所述远程通讯模块与引导车辆之间形成联系，所述信息获取模块通过所述远程通讯模块获取引导车辆上定位设备的位置信息，通过GB/T28181协议远程获取摄像头的位置信息；所述数据处理模块设定空间运算程序，将所述信息获取模块获取的数据进行运算处理，判断引导车辆与摄像头之间的位置关系，并将位置结果发送到所述远程控制模块；所述远程控制模块接收所述信息获取模块的位置结果后，获取符合条件的摄像头所采集的监控视频，以用于后续打开和播放。
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