CN112562238B - 一种基于视频的实时电子围栏生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于视频的实时电子围栏生成方法，包括以下步骤：首先在地面位置铺设电子围栏组成单元，接着通过视频处理模块对获取的视频信息进行处理，获取电子围栏实时生成方案，接着计算生成模块计算生成电子围栏最佳轮廓闭合路线，最后通过控制中心模块控制电子围栏地面设备生成实时的电子围栏。根据路线位置，通过计算生成模块计算计算实时电子围栏的所有方案，获取最佳的方案，控制中心模块根据最佳方案布置生成实时电子围栏，科学计算实时有效的根据视频信息构建电子围栏。

Description

一种基于视频的实时电子围栏生成方法
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体为一种基于视频的实时电子围栏生成方法。
背景技术
电子围栏是目前最先进的周界防盗报警系统，系统主要由电子围栏主机、前端配件、后端控制系统三大部分组成。通常，电子围栏主机在室外，沿着原有围墙(例如砖墙、水泥墙或铁栅栏)安装,脉冲电子围栏主机亦通常在室外，通过信号传输设备将报警信号传至后端控制中心的控制键盘上，显示防区工作状态，并远程对外部脉冲主机进行布撤防控制等操作。如今大多数电子围栏用于农业围栏和其他形式的动物管理，尽管它们经常用于加强诸如军事设施,监狱和其他安全敏感地点等敏感地区的安全，存在致命电压的地方。
现绝大部分周界报警系统还停留在前端报警和单一设备的控制管理之上， 如要实现跨地域远程控制及理，必须依托第三方报警系统进行集成。但是提供报警系统的厂商可能无法提供开放协议和接口，也就难以形成统一集成平台， 致使本应统一筹划的安防系统变成了“分散管理”的系统，同时，现有的电子围栏不便捷性难以根据需求实时更改调节。鉴于此，提供一种基于视频的实时电子围栏生成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于视频的实时电子围栏生成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于视频的实时电子围栏生成方法，包括如下步骤：
步骤S1：首先在地面位置铺设电子围栏组成单元，将电子围栏地面设备模块中的电子围栏组成单元连入到电子围栏生成系统的控制网络中去；
步骤S2：接着通过视频处理模块对获取的视频信息进行处理，获取电子围栏实时生成方案；
步骤S3：根据电子围栏实时生成方案，计算生成模块计算生成电子围栏最佳轮廓闭合路线；
步骤S4：最后通过控制中心模块控制电子围栏地面设备模块生成实时的电子围栏。
优选的，所述电子围栏地面设备模块包括电子围栏组成单元和供电单元，所述电子围栏组成单元用于互相连接构造电子围栏网络，所述供电单元用于向电子围栏组成单元进行电能供给。
优选的，所述电子围栏组成单元设有多个，所述电子围栏组成单元内设有蓄电池。
优选的，所述视频处理模块包括视频获取单元和视频分析单元，所述视频获取单元用于获取电子围栏生成位置的视频信息，所述视频分析单元用于对获取的视频信息进行分析计算电子围栏轮廓。
优选的，所述视频分析单元分析计算的算法公式为：
Figure 552798DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 344167DEST_PATH_IMAGE002
为图像的灰度范围，
Figure 766796DEST_PATH_IMAGE003
为灰度级为
Figure 73144DEST_PATH_IMAGE003
的像素点，
Figure 311358DEST_PATH_IMAGE004
为灰度级为
Figure 81868DEST_PATH_IMAGE003
的像素点数 量，
Figure 347502DEST_PATH_IMAGE005
为图像像素点总数。
优选的，所述计算生成模块包括围栏路线计算单元和最佳围栏路线分析单元，所述围栏路线计算单元用于计算电子围栏生成的路线走线和可用路线数量，所述最佳围栏路线分析单元用于计算分析电子围栏路线方案中最稳定且最高效的路线方案。
优选的，所述围栏路线计算单元用于计算可用路线的计算公式为：
Figure 469042DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，
Figure 245368DEST_PATH_IMAGE007
为第
Figure 604805DEST_PATH_IMAGE008
个电子围栏组成单元坐标位置，
Figure 306919DEST_PATH_IMAGE009
为路线上距离
Figure 587859DEST_PATH_IMAGE007
最近的点，
Figure 495772DEST_PATH_IMAGE010
为
Figure 349197DEST_PATH_IMAGE007
与
Figure 848311DEST_PATH_IMAGE009
之间的距离，
Figure 616547DEST_PATH_IMAGE011
为对应点距离总和。
优选的，所述最佳围栏路线分析单元计算分析公式为：
Figure 265834DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 68705DEST_PATH_IMAGE013
为路线中使用到的电子围栏组成单元节点集合，
Figure 932797DEST_PATH_IMAGE014
为相邻两个节点之 间的信号强度，
Figure 188329DEST_PATH_IMAGE015
为
Figure 47832DEST_PATH_IMAGE014
约束条件的权重，
Figure 564264DEST_PATH_IMAGE016
为电子围栏覆盖范围，
Figure 44662DEST_PATH_IMAGE017
为
Figure 459594DEST_PATH_IMAGE016
约束条件 的权重，
Figure 44159DEST_PATH_IMAGE018
为资源使用量，
Figure 992261DEST_PATH_IMAGE019
为
Figure 738500DEST_PATH_IMAGE018
约束条件的权重，
Figure 640728DEST_PATH_IMAGE020
为
Figure 169930DEST_PATH_IMAGE014
边界限制条件，
Figure 566014DEST_PATH_IMAGE021
为
Figure 889679DEST_PATH_IMAGE018
的边界限制条件，
Figure 669416DEST_PATH_IMAGE022
为
Figure 471150DEST_PATH_IMAGE016
边界限制条件。
优选的，所述控制中心模块包括设备录入单元和电子围栏生成单元，所述设备录入单元用于将构成电子围栏的电子围栏组成单元录入到系统网络中，所述电子围栏生成单元根据计算生成模块给出的电子围栏的最佳方案生成实时电子围栏。
优选的，所述设备录入单元通过局域网将电子围栏组成单元的设备信息添加到系统中，电子围栏生成单元通过局域网发送控制信息到连入到系统中的电子围栏组成单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，使用时，通过视频处理模块对获取的视频数据进行计算处理，计算处理得到电子围栏实时生成的路线，根据路线位置，通过计算生成模块计算计算实时电子围栏的所有方案，获取最佳的方案，控制中心模块根据最佳方案布置生成实时电子围栏，科学计算实时有效的根据视频信息构建电子围栏。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明电子围栏地面设备模块结构示意图；
图3为本发明视频处理模块结构示意图；
图4为本发明计算生成模块结构示意图；
图5为本发明控制中心模块结构示意图。
图中：1电子围栏地面设备模块、2视频处理模块、3计算生成模块、4控制中心模块、101电子围栏组成单元、102供电单元、201视频获取单元、202视频分析单元、301围栏路线计算单元、302最佳围栏路线分析单元、401设备录入单元、402电子围栏生成单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种基于视频的实时电子围栏生成方法，包括如下步骤：
步骤S1：首先在地面位置铺设电子围栏组成单元101，将电子围栏地面设备模块1中的电子围栏组成单元101连入到电子围栏生成系统的控制网络中去；
步骤S2：接着通过视频处理模块2对获取的视频信息进行处理，获取电子围栏实时生成方案；
步骤S3：根据电子围栏实时生成方案，计算生成模块3计算生成电子围栏最佳轮廓闭合路线；
步骤S4：最后通过控制中心模块4控制电子围栏地面设备模块1生成实时的电子围栏。
其中，电子围栏地面设备模块1包括电子围栏组成单元101和供电单元102，电子围栏组成单元101用于互相连接构造电子围栏网络，供电单元102用于向电子围栏组成单元101进行电能供给。电子围栏组成单元101设有多个，电子围栏组成单元101内设有蓄电池。
视频处理模块2包括视频获取单元201和视频分析单元202，视频获取单元201用于获取电子围栏生成位置的视频信息，视频分析单元202用于对获取的视频信息进行分析计算电子围栏轮廓。视频分析单元202分析计算的算法公式为：
Figure 987319DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 481886DEST_PATH_IMAGE002
为图像的灰度范围，
Figure 421023DEST_PATH_IMAGE003
为灰度级为
Figure 88765DEST_PATH_IMAGE003
的像素点，
Figure 397124DEST_PATH_IMAGE004
为灰度级为
Figure 593750DEST_PATH_IMAGE003
的像素点数 量，
Figure 816921DEST_PATH_IMAGE005
为图像像素点总数。
计算生成模块3包括围栏路线计算单元301和最佳围栏路线分析单元302，围栏路线计算单元301用于计算电子围栏生成的路线走线和可用路线数量，最佳围栏路线分析单元302用于计算分析电子围栏路线方案中最稳定且最高效的路线方案。围栏路线计算单元301用于计算可用路线的计算公式为：
Figure 226037DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，
Figure 716799DEST_PATH_IMAGE007
为第
Figure 553168DEST_PATH_IMAGE008
个电子围栏组成单元101坐标位置，
Figure 404580DEST_PATH_IMAGE009
为路线上 距离
Figure 115922DEST_PATH_IMAGE007
最近的点，
Figure 24972DEST_PATH_IMAGE010
为
Figure 969926DEST_PATH_IMAGE007
与
Figure 167689DEST_PATH_IMAGE009
之间的距离，
Figure 417142DEST_PATH_IMAGE011
为对应点距离总 和。最佳围栏路线分析单元302计算分析公式为：
Figure 587223DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 827712DEST_PATH_IMAGE013
为路线中使用到的电子围栏组成单元101节点集合，
Figure 184875DEST_PATH_IMAGE014
为相邻两个节点 之间的信号强度，
Figure 300336DEST_PATH_IMAGE015
为
Figure 793766DEST_PATH_IMAGE014
约束条件的权重，
Figure 205155DEST_PATH_IMAGE016
为电子围栏覆盖范围，
Figure 315194DEST_PATH_IMAGE017
为
Figure 703188DEST_PATH_IMAGE016
约束条 件的权重，
Figure 582282DEST_PATH_IMAGE018
为资源使用量，
Figure 305519DEST_PATH_IMAGE019
为
Figure 761908DEST_PATH_IMAGE018
约束条件的权重，
Figure 156855DEST_PATH_IMAGE020
为
Figure 828139DEST_PATH_IMAGE014
边界限制条件，
Figure 643648DEST_PATH_IMAGE021
为
Figure 898917DEST_PATH_IMAGE018
的边界限制条件，
Figure 192496DEST_PATH_IMAGE022
为
Figure 983865DEST_PATH_IMAGE016
边界限制条件。
控制中心模块4包括设备录入单元401和电子围栏生成单元402，设备录入单元401用于将构成电子围栏的电子围栏组成单元101录入到系统网络中，电子围栏生成单元402根据计算生成模块3给出的电子围栏的最佳方案生成实时电子围栏。设备录入单元401通过局域网将电子围栏组成单元101的设备信息添加到系统中，电子围栏生成单元402通过局域网发送控制信息到连入到系统中的电子围栏组成单元101。
本发明的具体工作流程为：使用时，首先在地面位置铺设电子围栏组成单元101，将电子围栏地面设备模块1中的电子围栏组成单元101连入到电子围栏生成系统的控制网络中去，供电单元102用于向电子围栏组成单元101进行电能供给，设备录入单元401通过局域网将电子围栏组成单元101的设备信息添加到系统中，接着视频处理模块2对获取的视频信息进行处理，获取电子围栏实时生成方案，频获取单元201获取电子围栏生成位置的视频信息，视频分析单元202对获取的视频信息进行分析计算电子围栏轮廓，然后计算生成模块3计算生成电子围栏最佳轮廓闭合路线，围栏路线计算单元301计算电子围栏生成的路线走线和可用路线数量，围栏路线分析单元302计算分析电子围栏路线方案中最稳定且最高效的路线方案，当计算生成模块3确定最佳路线后，控制中心模块4中的电子围栏生成单元402根据最佳路线方案实时生成电子围栏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：首先在地面位置铺设电子围栏组成单元(101)，将电子围栏地面设备模块(1)中的电子围栏组成单元(101)连入到电子围栏生成系统的控制网络中去；
步骤S2：接着通过视频处理模块(2)对获取的视频信息进行处理，获取电子围栏实时生成方案；
步骤S3：根据电子围栏实时生成方案，计算生成模块(3)计算生成电子围栏最佳轮廓闭合路线；
步骤S4：最后通过控制中心模块(4)控制电子围栏地面设备模块(1)生成实时的电子围栏；
计算生成模块(3)包括围栏路线计算单元(301)和最佳围栏路线分析单元(302)，所述围栏路线计算单元(301)用于计算电子围栏生成的路线走线和可用路线数量，所述最佳围栏路线分析单元(302)用于计算分析电子围栏路线方案中最稳定且最高效的路线方案；
所述最佳围栏路线分析单元(302)计算分析公式为：
Figure FDA0003462012150000011
t(e)＜TL，b(e)＜DL，d(e)＞EL；
其中，Q为电子围栏的节点间隔距离，e为路线中使用到的电子围栏组成单元(101)节点集合，t(e)为相邻两个节点之间的信号强度，A为t(e)约束条件的权重，d(e)为电子围栏覆盖范围，C为d(e)约束条件的权重，b(e)为资源使用量，B为b(e)约束条件的权重，TL为t(e)边界限制条件，DL为b(e)的边界限制条件，EL为d(e)边界限制条件。
2.根据权利要求1所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述电子围栏地面设备模块(1)包括电子围栏组成单元(101)和供电单元(102)，所述电子围栏组成单元(101)用于互相连接构造电子围栏网络，所述供电单元(102)用于向电子围栏组成单元(101)进行电能供给。
3.根据权利要求2所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述电子围栏组成单元(101)设有多个，所述电子围栏组成单元(101)内设有蓄电池。
4.根据权利要求1所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述视频处理模块(2)包括视频获取单元(201)和视频分析单元(202)，所述视频获取单元(201)用于获取电子围栏生成位置的视频信息，所述视频分析单元(202)用于对获取的视频信息进行分析计算电子围栏轮廓。
5.根据权利要求4所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述视频分析单元(202)分析计算的算法公式为：
Figure FDA0003462012150000021
其中，N为图像的灰度范围，i为灰度级为i的像素点，mi为灰度级为i的像素点数量，M为图像像素点总数。
6.根据权利要求1所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述围栏路线计算单元(301)用于计算可用路线的计算公式为：
D1 2＝(xa1-xb1)2+(ya1-yb1)2，D＝D1+D2+…+Dn；
其中，(xan，yan)为第n个电子围栏组成单元(101)坐标位置，(xbn，ybn)为路线上距离(xan，yan)最近的点，Dn为(xan，yan)与(xbn，ybn)之间的距离，D为对应点距离总和。
7.根据权利要求1所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述控制中心模块(4)包括设备录入单元(401)和电子围栏生成单元(402)，所述设备录入单元(401)用于将构成电子围栏的电子围栏组成单元(101)录入到系统网络中，所述电子围栏生成单元(402)根据计算生成模块(3)给出的电子围栏的最佳方案生成实时电子围栏。
8.根据权利要求1所述的基于视频的实时电子围栏生成方法，其特征在于：所述设备录入单元(401)通过局域网将电子围栏组成单元(101)的设备信息添加到系统中，电子围栏生成单元(402)通过局域网发送控制信息到连入到系统中的电子围栏组成单元(101)。
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