CN116489310A - 一种基于可视域的监控补盲方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于可视域的监控补盲方法和装置，包括：获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息；构建所述监测区域的三维空间模型；基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域；获取模拟监控设备的基础数据；基于所述预安装区域和所述基础数据，确定在所述三维空间模型中安装所述模拟监控设备的预安装标点；获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况；基于所述安防覆盖情况，调整所述模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息，以更好进行监控补盲，避免在安装现场反复调整设备状态，节约了安装时间。
Description
技术领域
本发明涉及监控设备技术领域，具体而言，涉及一种基于可视域的监控补盲方法和装置。
背景技术
复杂的地理环境给边防人员全面监控边境路线带来了巨大的困难。原来在边境线边防安全防护方面主要的防护手段通过防御工式土堆，铁丝网，沟壑等方式进行防护，同时通过人工巡逻方式定期在边境线进行巡逻防控，但如今边境管控越来越重视各类监控设备进行监控防护。目前边境管控区域布置了大量各类监控设备(可见光，红外，星光，热成像，雷达等)，极大的减少了人工巡逻的工作强度。但是针对监控设备的安防区域覆盖情况尚未有相关系统能够直观的展示，在新增设备时候还需要现场实施人员根据经验及现场环境来做补盲工作，在设备安装调试中需要在现场反复调整设备姿态，才能完成部署工作。
有鉴于此，本发明提出了一种基于可视域的监控补盲方法和装置，用于快速采集已安装监控设备的姿态信息，并基于已安装设备的姿态信息模拟得到待安装设备的姿态信息，并根据待安装设备的姿态信息依次安装监控设备，避免了在安装现场反复调整设备状态，节约了安装时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于可视域的监控补盲方法，包括：获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息；构建所述监测区域的三维空间模型；基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域；获取模拟监控设备的基础数据；基于所述预安装区域和所述基础数据，确定在所述三维空间模型中安装所述模拟监控设备的预安装标点；获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况；基于所述安防覆盖情况，调整所述模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。
进一步的，所述获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息，包括：初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块；将设备姿态交互终端放置在待测监控设备上；获取待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；基于所述安装姿态信息和所述地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息。
进一步的，所述三维空间模型通过带可视域分析的GIS引擎根据卫星影像切片数据及数字高程模型数据进行地形生成得到。
进一步的，基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域，包括：通过所述真实姿态信息，获取原有安防覆盖情况；基于所述原有安防覆盖情况，确定监控盲区；将所述监控盲区中适合安装监控设备的区域作为所述预安装区域。
进一步的，所述获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况，包括：获取模拟监控设备的模拟基础数据；导入模拟参数；基于所述模拟基础数据和所述模拟参数，确定安防覆盖区域。
进一步的，将所述安防覆盖区域最大时对应的所述模拟监控设备的安装状态，作为安装所述补盲监控设备的安装姿态信息。
进一步的，所述安装姿态信息包括安装的监控设备的型号、安装地理信息坐标、安装海拔和安装姿态。
进一步的，还包括将所述安装姿态信息发送至设备姿态交互终端，以提供补盲监控设备的安装指导。
本发明的目的在于提供一种基于可视域的监控补盲装置，包括设备姿态交互终端、GIS引擎、设备监控调阅组件和设备信息处理组件；所述设备姿态交互终端用于获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息；所述GIS引擎用于构建所述监测区域的三维空间模型；所述设备监控调阅组件用于获取模拟监控设备的基础数据；所述设备信息处理组件用于基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域；基于所述预安装区域和所述基础数据，确定在所述三维空间模型中安装所述模拟监控设备的预安装标点；获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况；基于所述安防覆盖情况，调整所述模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。
进一步的，所述设备姿态交互终端包括计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块、北斗/GPS定位模块和电源充放电模块；所述计算存储模块用于存储待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；并基于所述安装姿态信息和所述地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息；显示操作模块用于初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块；姿态传感模块用于获取待测监控设备的安装姿态信息；北斗/GPS定位模块用于获取待测监控设备的地理信息；电源充放电模块通过充放电的方式为计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块和北斗/GPS定位模块供电。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
利用设备姿态交互终端获取监控设备的安装姿态信息，结合其他来源设备信息(如，监控设备的类型，厂家和/或型号等)。将完善的设备信息录入到设备信息处理组件，带可视域分析的GIS引擎调取经设备信息处理组件加工好的设备信息，在三维场景上渲染出所有设备在三维空间分布情况。选择可视域分析，可以快速生成每个设备独立的三维空间覆盖范围，已覆盖与未覆盖可用自定义颜色区分，同时已渲染的设备点可以做交互操作，通过设备监控调阅组件获取实时或历史监控数据。系统还可以从设备信息处理组件选择提供的设备信息在三维场景模拟覆盖测试，测试好的模拟信息能够导入到设备姿态交互终端，可以在新设备安装时提供校准辅助。
附图说明
图1为本发明一些实施例提供的一种基于可视域的监控补盲方法的示例性流程图；
图2为本发明一些实施例提供的一种基于可视域的监控补盲装置的示例性示意图；
图3为本发明一些实施例提供的计算存储模块的示例性电路图；
图4为本发明一些实施例提供的显示操作模块的示例性电路图；
图5为本发明一些实施例提供的三轴加速度计的示例性电路图；
图6为本发明一些实施例提供的三轴数字罗盘的示例性电路图；
图7为本发明一些实施例提供的北斗/GPS定位模块的示例性电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
图1为本发明一些实施例提供的一种基于可视域的监控补盲方法的示例性流程图。在一些实施例中，流程100可以由装置200执行。如图1所示，流程100包括以下内容：
步骤110，获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息。
监测区域可以是指需要进行监测的区域。例如，边境区域。原有监控设备可以是指监测区域原来安装的监控设备。真实姿态信息可以包括原有设备的安装姿态信息和地理信息。其中，安装姿态信息括监控设备的俯仰角、横滚角和偏航角。其中，俯仰角和横滚角可以通过加速度计获取的监控设备在坐标系下的三轴加速度得到。偏航角可以通过磁力计获取的监控设备在坐标系下的三轴地磁强度得到。监控设备可以包括可见光监控设备、红外线监控设备和/或雷达监控设备等。
在一些实施例中，可以初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块；将设备姿态交互终端放置在待测监控设备上；获取待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；基于安装姿态信息和地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息。
步骤120，构建监测区域的三维空间模型。
三维空间模型可以模拟监测区域的地形和环境。在一些实施例中，三维空间模型可以通过带可视域分析的GIS引擎根据卫星影像切片数据及数字高程模型数据进行地形生成得到。带可视域分析的GIS引擎220，用于支持三维场景的数据处理及渲染工作。利用带可视域分析的GIS引擎220，提供卫星影像切片数据及数字高程模型数据进行地形生成，这样就获得了基于设备分布区域的户外大范围三维地形。示例性地，首先加载卫星影像数据，再利用GIS引擎调用CesiumTerrainProvider方法，加载处理好的数字高程模型(DEM，可选不同分辨率)数据，即可渲染出设备分布区域户外大范围近似真实地理环境的三维地形。
步骤130，基于真实姿态信息，确定三维空间模型中的预安装区域。
预安装区域可以是指需要进行监控补盲的区域。在一些实施例中，可以通过真实姿态信息，获取原有安防覆盖情况；基于原有安防覆盖情况，确定监控盲区；将监控盲区中适合安装监控设备的区域作为预安装区域。
例如，通过设备信息处理组件110调取原有监控设备基础数据，进行可视域分析就可以在三维地形上生成原有监控设备覆盖区域结果图，即原有安防覆盖情况；监控区域内非原有安防覆盖区域的区域即为监控盲区。由于边境沟壑纵横，树木茂密，有些位置并不适合安装监控，因此，可以将监控盲区中适合安装监控设备的区域作为预安装区域。例如，视野开阔的地方。
步骤140，获取模拟监控设备的基础数据。
模拟监控设备可以是指需要在监控盲区进行增添的监控设备。监控设备的基础数据可以与监控设备的参数相关。例如，监控设备的基础数据可以包括设备视场角及视距、设备厂家和设备类型等。
步骤150，基于预安装区域和基础数据，确定在三维空间模型中安装模拟监控设备的预安装标点。
预安装标点可以是指增添监控设备的点位。通过设置的预安装标点可以使得安装的模拟监控设备的监控范围尽可能多地覆盖预安装区域。
步骤160，获取模拟监控设备在预安装标点处的安防覆盖情况。
安防覆盖情况可以与监控范围相关。在一些实施例中，可以获取模拟监控设备的模拟基础数据；导入模拟参数；基于模拟基础数据和模拟参数，确定安防覆盖区域。
模拟基础数据可以包括模拟监控设备的基础数据和安装数据。其中，安装数据包括模拟监控设备的安装地理信息坐标、设备安装海拔和设备安装姿态等。在一些实施例中，模拟基础数据可以由设备信息处理组件提供。模拟参数可以与监控设备在预安装标点处的视野相关。例如，模拟参数可以包括可视域观察点坐标(设备地理坐标及海拔)、视锥体长度(设备视距)、视锥体朝向(设备偏航角)、视锥体俯仰角(设备俯仰角)和视锥体视场角(设备视场角)数据。通过激活可视域分析实时渲染出监控设备的安防覆盖区域。
步骤170，基于安防覆盖情况，调整模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。
安装状态可以是指安装模拟监控设备的状态。例如，安装状态可以通过安装数据体现，包括安装地理信息坐标、设备安装海拔和设备安装姿态等。补盲监控设备可以是指增添的监控设备。安装姿态信息可以是指安装增添监控设备的信息。安装姿态信息可以包括安装的监控设备的型号、安装地理信息坐标、安装海拔和安装姿态等。在一些实施例中，可以将安防覆盖区域最大时对应的模拟监控设备的安装状态，作为安装补盲监控设备的安装姿态信息。通过调整模拟监控设备的安装状态，可以减少重复建设，避免浪费。
在一些实施例中，还包括将安装姿态信息发送至设备姿态交互终端，以提供补盲监控设备的安装指导。
图2为本发明一些实施例提供的一种基于可视域的监控补盲装置的示例性示意图。如图2所示，装置200包括设备姿态交互终端210、GIS引擎220、设备监控调阅组件230和设备信息处理组件240。
设备姿态交互终端210用于获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息。设备姿态交互终端210可以是手持移动硬件设备，主要用于监控设备安装信息的采集维护，设备姿态交互终端210可实时获取姿态信息(地理信息坐标，海拔高度，设备安装姿态等)，采集的信息可对接设备信息处理组件240用来做设备后续可视域分析，也支持模拟监控设备的信息导入以提供安装准确性的指导。
在一些实施例中，设备姿态交互终端210包括计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块、北斗/GPS定位模块和电源充放电模块。
计算存储模块用于存储待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；并基于安装姿态信息和地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息。如图3所示，计算存储模块选用MT254xCoreS芯片，MT254xCoreS芯片的DC、DD端口和PIO4端口与CC-DEBUG(调试器/编程器)连接，用于系统的调试和编辑；PIO1端口和PIO2端口均与CC-DEBUG和显示操作模块连接；PIO6端口和WK端口与显示操作模块连接；RX端口和TX端口与串口单元连接，以进行串口通信；USB+端口和USB-端口通过排线与姿态传感模块和北斗/GPS定位模块连接；PIO7端口和PIO8端口与电池充放电模块连接。
显示操作模块用于初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块。如图4所示，显示操作模块的LEDA端口与3.3V电源和电容C11连接；VSS端口接地和电容C11的另一端；CS端口、RS端口、SDA端口和SCK端口与计算存储模块连接；VDD端口与3.3V电源和接地电容C13连接；RST端口与电阻R7和接地电容C12连接，电阻R7的另一端与3.3V电源连接。
姿态传感模块用于获取待测监控设备的安装姿态信息。姿态传感器模块包括三轴加速度计和三轴数字罗盘。如图5所示，三轴加速度计选择ADXL345 Accelerometer芯片，ADXL345 Accelerometer芯片的VS端口和VDD端口接3.3V电源；GND端口接地；CS端口接电阻R10和二极管D3的阳极；ADDR端口接接地电阻R16；SDA端口和SCL端口接计算存储模块。如图6所示，三轴数字罗盘的VDD端口、VDDIO端口和S1端口接3.3V电源和接地电容C17；GND1端口和GND2端口接地；SCL和SDA端口接计算存储模块；C1端口接接地电容；SETC端口和SETP端口接电容C10的两端。
北斗/GPS定位模块用于获取待测监控设备的地理信息。如图7所示，北斗/GPS定位模块的VCC端口和VBACKUP端口接3.3V电源；GND端口和NC端口接地；3D-FIX端口接电阻R4，电阻R4的另一端接二极管LED的阳极，二极管LED的阴极接地；TX端口接电阻R14，电阻R14的另一端通过排插与显示操作模块连接；RX端口接电阻R13，电阻R13的另一端通过排插与显示操作模块连接。
电源充放电模块通过充放电的方式为计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块和北斗/GPS定位模块供电。
例如，通过显示操作模块提供可交互的GUI页面，以选择操作功能。每次上电后选择模块初始化功能，进行北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块的初始化校准。校准完毕后，即可放置到待测监控设备上，选择姿态获取功能。终端将调用北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块的原始数据，计算存储模块通过姿态传感器模块中的加速度计可实时输出设备坐标系下的三轴线加速度，磁力计可实时输出设备坐标系下的三轴地磁强度，通过加速度计能解算出俯仰角与横滚角，再由磁力计计算出航向角，两者相互配合可以解算出设备的安装姿态(俯仰、横滚、偏航角)信息。再利用北斗/GPS定位模块，可实时获取设备的地理信息坐标及海拔高度，综合上述可换算出设备安装的真实姿态信息。关于设备姿态交互终端210的更多内容，参见图1及其相关描述。
GIS引擎220用于构建监测区域的三维空间模型。关于GIS引擎220的更多内容，参见图1及其相关描述。
设备监控调阅组件230用于获取模拟监控设备的基础数据。例如，提供各设备数据对接能力，以提供不同类型设备的图像或测距信息。关于设备监控调阅组件230的更多内容，参见图1及其相关描述。
设备信息处理组件240支持各类型带视野的监控设备接入。组件可采集处理已建设设备的基础数据(设备安装地理信息坐标，设备安装姿态，设备视场角及视距，设备厂家，设备类型等)，也支持调取组件数据库中存储的市面销售设备进行模拟测试。可以用于基于真实姿态信息，确定三维空间模型中的预安装区域；基于预安装区域和基础数据，确定在三维空间模型中安装模拟监控设备的预安装标点；获取模拟监控设备在预安装标点处的安防覆盖情况；基于安防覆盖情况，调整模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。关于设备信息处理组件240的更多内容，参见图1及其相关描述。
以上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)
1.一种基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，包括：
获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息；
构建所述监测区域的三维空间模型；
基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域；
获取模拟监控设备的基础数据；
基于所述预安装区域和所述基础数据，确定在所述三维空间模型中安装所述模拟监控设备的预安装标点；
获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况；
基于所述安防覆盖情况，调整所述模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。
2.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，所述获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息，包括：
初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块；
将设备姿态交互终端放置在待测监控设备上；
获取待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；
基于所述安装姿态信息和所述地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息。
3.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，所述三维空间模型通过带可视域分析的GIS引擎根据卫星影像切片数据及数字高程模型数据进行地形生成得到。
4.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域，包括：
通过所述真实姿态信息，获取原有安防覆盖情况；
基于所述原有安防覆盖情况，确定监控盲区；
将所述监控盲区中适合安装监控设备的区域作为所述预安装区域。
5.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，所述获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况，包括：
获取模拟监控设备的模拟基础数据；
导入模拟参数；
基于所述模拟基础数据和所述模拟参数，确定安防覆盖区域。
6.根据权利要求5所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，将所述安防覆盖区域最大时对应的所述模拟监控设备的安装状态，作为安装所述补盲监控设备的安装姿态信息。
7.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，所述安装姿态信息包括安装的监控设备的型号、安装地理信息坐标、安装海拔和安装姿态。
8.根据权利要求1所述的基于可视域的监控补盲方法，其特征在于，还包括将所述安装姿态信息发送至设备姿态交互终端，以提供补盲监控设备的安装指导。
9.一种基于可视域的监控补盲装置，其特征在于，包括设备姿态交互终端、GIS引擎、设备监控调阅组件和设备信息处理组件；
所述设备姿态交互终端用于获取监测区域内原有监控设备的真实姿态信息；
所述GIS引擎用于构建所述监测区域的三维空间模型；
所述设备监控调阅组件用于获取模拟监控设备的基础数据；
所述设备信息处理组件用于基于所述真实姿态信息，确定所述三维空间模型中的预安装区域；基于所述预安装区域和所述基础数据，确定在所述三维空间模型中安装所述模拟监控设备的预安装标点；获取所述模拟监控设备在所述预安装标点处的安防覆盖情况；基于所述安防覆盖情况，调整所述模拟监控设备的安装状态，得到补盲监控设备的安装姿态信息。
10.根据权利要求9所述的基于可视域的监控补盲装置，其特征在于，所述设备姿态交互终端包括计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块、北斗/GPS定位模块和电源充放电模块；
所述计算存储模块用于存储待测监控设备的安装姿态信息和地理信息；并基于所述安装姿态信息和所述地理信息，确定待测监控设备真实姿态信息；
显示操作模块用于初始化北斗/GPS定位模块及姿态传感器模块；
姿态传感模块用于获取待测监控设备的安装姿态信息；
北斗/GPS定位模块用于获取待测监控设备的地理信息；
电源充放电模块通过充放电的方式为计算存储模块、显示操作模块、姿态传感器模块和北斗/GPS定位模块供电。
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2023
- 2023-04-20 CN CN202310440372.5A patent/CN116489310B/zh active Active
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