CN202600885U

CN202600885U - 一种智能视频周界围栏系统

Info

Publication number: CN202600885U
Application number: CN 201220224799
Authority: CN
Inventors: 黄鹏宇; 周建雄; 何跃凯; 彭元华; 郭振中
Original assignee: CHENGDU BESTVISION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU BESTVISION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-18

Abstract

一种智能视频周界围栏系统，属视频监控技术领域。包括前端子系统、中间传输子系统、后端中心监控子系统；前端子系统由自动跟踪器和多台固定式视频报警器组成，中间传输子系统有无线路由器、交换机、传输电缆，后端中心监控子系统包括中心服务器、监控主机、客户端；前端子系统设备之间、前端子系统与后端中心监控子系统之间采用有线、无线或二者混合传输方式连接。在视频报警器与自动跟踪器中内嵌智能分析模块，降低了传统解决方案中的漏报误报率。智能分析异常目标进入防范区域后才进行录像、报警，有效降低了网络带宽、减少了成本，解决了自动报警、跟踪、报警触发录像、实时传输远程监控中技术缺陷问题。

Description

一种智能视频周界围栏系统

技术领域

本实用新型涉及视频监控技术领域，尤其是用于别墅、仓库、机场等建筑物最外围集合的一种智能视频周界围栏系统。

背景技术

传统周界产品一般采用红外对射或摄像机带红外对射，其技术缺陷是不能对越界目标和干扰目标进行分析识别，导致大量的误报和漏报。带红外对射的摄像机，无智能分析功能，需传输所有视频图像，占用了大量的网络带宽和存储空间来传输保存录像数据，同时对离摄像机较远处目标细节不清楚，给监控人员对目标的分辨带来很大的困难。例如，带对射功能的周界摄像机，该方案在摄像头上驳接投光器或接光器，在需防范的周界安装一对型摄像机。摄像机通过视频线、电源线回传控制中心。该方案无智能分析和无线传输模块，实际使用中因环境干扰误报、漏报较高。与本实用新型最为接近的应该是中国专利申请号200710012370.7名为“视频监控系统中的智能化目标细节捕获装置及方法”的对比文件；公开了采用一或多个固定式摄像头对监控区域进行全局监控，采用一个云台摄像头进行设定区域内目标细节的捕获；是一种既兼顾大场面监控，又能够自动实现具体目标细节捕获的视频监控装置及方法，解决了现有技术中监控范围与监控目标细节之间的矛盾。但是它没有解决自动报警、自动跟踪、报警触发录像并实时传输远程监控的问题。而本实用新型人与之有所区别的是，设计了改进后的自动跟踪器与视频报警器并组合使用，既可获取目标的清晰图像，减少误报和漏报，同时更有利于事后的取证分析。同时在自动报警器和自动跟踪器中增加了目标分析等智能算法模块，智能分析当只有判断有异常目标进入防范区域后才进行录像、报警，大幅度地降低了网络带宽、存储空间占用，节约资源，减少了成本。其软件模块运行在自动报警器和自动跟踪器上，硬件装置上采用了高清数字摄像机和无线传输方式。尽管主题相似，但是技术解决的方案是有所不同的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能视频周界围栏系统，以智能视频分析模块为核心，结合周界防区内采用的自动跟踪器和视频报警器，以期有效地解决传统周界方案中误报和漏报高、目标细节不清楚、视频录像存储空间占用大等问题。

实现本实用新型目的之技术措施如下：一种智能视频周界围栏系统，包括前端子系统、中间传输子系统、后端中心监控子系统；前端子系统包括至少一台自动跟踪器和至少一台或多台固定式视频报警器组成，中间传输子系统包括无线路由器、交换机、传输电缆组成，后端中心监控子系统包括中心服务器、监控主机、客户端、UPS电源；前端子系统设备之间、前端子系统与后端中心监控子系统之间采用有线、无线或二者混合型传输方式连接。

所述视频报警器包括有“ARM+DSP”双核架构模式核心处理器，双核之间通过PCIE总线进行通讯，内置WIFI、3G及RJ45网络接口模块以及内嵌智能视频分析模块数字摄像机。

所述自动跟踪器由云台系统、通讯系统、和摄像机系统组成，摄像机系统指内嵌智能视频分析模块的高清数字摄像机。

进一步地，视频报警器、自动跟踪器、监控中心之间采用无线传输信号传输，具体通信方式为3G、WIFI、Bluetooth、COFDM、FSK、Zigbee、有线及其中任何一种或它们的组合。

与现有技术比较，本实用新型的优点与有益效果表现在：

1、自动跟踪器与视频报警器的组合使用，既可获取目标的清晰图像，减少误报和漏报，同时更有利于事后的取证分析。

2、周界围栏智能视频分析模块算法先进。采用创新的周界侵入检测、误报检测、运动目标识别算法，即使在各种恶劣环境和照明条件下也可以保持极高的性能。有效的降低了传统解决方案中的漏报误报率。

3、节约资源，减少成本。由于采用自动智能检测、报警触发录像方式，大幅度地降低了网络带宽、存储空间占用。

4、设备使用、安装、维护方便。采用无线传输，无传输和控制电缆，安装无特殊要求，布线方式简单、易于使用维护。

附图说明

图1是本实用新型的智能视频周界系统结构示意图。

图2是本实用新型所述的视频报警器/自动跟踪器电路结构示意图。

图3 是本实用新型所述的智能视频周界系统实施例。

图4 是本实用新型所述的智能视频周界系统所需软件模块结构示意图。

图5 是本实用新型所述的单个视频报警器的监控场景示意图。

图6 是视频报警器与跟踪器的相互标定作用示意图。

术语解释：

周界：是指区域如别墅、仓库、机场等建筑物最外围的集合；

周界防区：一个直线长度不大于100米的周界设防区域；

周界围栏：由若干个周界防区组成的周界防护系统；

异常目标：在周界逗留、踩点、破坏围墙、靠近周界的可疑分子。翻越、攀爬周界的可疑分子。

字母含意：

Bluetooth：蓝牙，一种支持设备短距离通信的无线电技术；

COFDM：Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing,即编码频分复用的简称；

FSK：利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术；

SD卡：Secure Digital Memory Card，安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备；

VPP：视频前处理；

Wifi：wireless fidelity,一种无线联网的技术；

Zigbee：IEEE802.15.4的代名词，该协议支持的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

具体实施方式

参见图1、图2、图3可知，本新型所述的一种智能视频周界围栏系统，包括前端子系统、中间传输子系统、后端中心监控子系统；前端子系统包括至少一台自动跟踪器和多台固定式视频报警器组成；本实施例采用3台视频报警器与一台自动跟踪器组成布防，监控周界防区1，周界防区2周界防区3至周界防区N与周界防区1布防相同，构成本实用新型所述的前端子系统。中间传输子系统包括无线路由器、交换机、传输电缆组成，本实施例采用交换机。传输子系统支持3G、WIFI、Bluetooth、COFDM、FSK、Zigbee及TCP（UDP）/IP通信协议，根据实际情况，前端设备之间、前端设备与后端设备之间采用有线、无线或二者混合型传输方式。所述后端中心监控子系统包括中心服务器、监控主机、客户端、UPS电源；监控中心集中管理所有周界防区内视频图像，实时接收防区预警、报警信号，触发告警；例如，提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息，并记录各防区上传的报警图像和报警录像；授权监控人员可实时监控或任意回放一个或多个监控防区的图像，控制操作自动报警器等前端设备。

所述视频报警器包括有“ARM+DSP”双核架构模式核心处理器，ARM选用海思半导体公司的处理器HI3516，DSP选用美国德州仪器（TI）的多媒体处理芯片；双核之间通过PCIE总线进行通讯，内置WIFI、3G及RJ45网络接口模块以及内嵌智能视频分析模块数字摄像机。

自动跟踪器由云台系统、通讯系统、和摄像机系统组成，摄像机系统指内嵌智能视频分析模块的高清数字摄像机。能实时响应视频报警器传来的控制指令，根据目标的位置和轨迹信息进行变焦和旋转以及自动跟踪锁定目标，并对目标进行录像。自动跟踪器较视频报警器对摄像机分辨率要求更高。本实施例选用自动跟踪器为一台全方位上下移动和自适应变焦控制、100万像素以上的高清智能高速球摄像机，内嵌视频分析模块。摄像机系统作为跟踪器核心，处理器采用主从式的“ARM+DSP”双核架构模式，主要部件设计选型如下：

镜头：100像素以上高清镜头。

Sensor：美国OV公司的100万像素SenSor OV10633；

CPU：ARM选用海思半导体公司的处理器HI3516；DSP选用美国德州仪器（TI）的处理芯片TMS320DM648。

通讯接口：内置WIFI、3G和RJ45网络接口。需要说明的是视频报警器与自动跟踪器电路结构大致上一样的，只是摄像机配置不同；一是摄像机分辨率不一样，自动跟踪器至少采用100万像素；二是自动跟踪器带云台装置。

图4为本实用新型智能视频周界围栏系统软件模块结构示意图。其主要实现音视频采集、编码、存储、视频分析、网络共享功能。智能视频分析模块是一个软件模块，存储在FLASH中，其中视频报警器智能分析模块也存储在视频报警器的FLASH存储器中，主要包括如下两个功能部分：

三维场景建模：主要包括围墙或围栏所在区域建模及报警器与跟踪器的相互标定。利用三维场景建模数据进行图像分析，在很大程度上了提高检测及跟踪精度，同时减少误报。

入侵检测：运行在视频报警器中，主要用于检测场景中的非法入侵者，获取入侵者的位置参数，告知自动跟踪器有入侵事件发生，需要自动跟踪器确认，同时将入侵者的位置参数上传给自动跟踪器。

三维场景建模，主要是围墙或围栏所在区域建模：

参见图5，示意了单个报警器的监控场景示意图，监控视野范围内能够看见外墙面，外墙面顶部及路面。

参见图6，示意了报警器与跟踪器的相互标定作用：通过报警器与跟踪器相互标定，当报警器发出报警信号，同时上传目标位置信息时，跟踪器能够根据位置信息，调整监控角度及摄像机焦距，将监控视场对准发生入侵事件的区域。该图为顶视图，报警器安装于围墙顶部，跟踪器安装于围墙或围栏内侧。将监控的围墙或围栏按照顶部等分为若干子段，在每一子段端点上放置一标定物如红旗。为跟踪器设置多个预置位，保证跟踪器移动到每个预置位时视野的中心对准子段的中点，同时保证跟踪器的监控视野能够覆盖相邻两个子段的监控范围。对于报警器，记录下标定物在其监控视野内的坐标，根据已建立的围墙三维模型得到各子段在图像中的区域分布，当入侵事件发生时，将发生事件对应的子段位置信息发送给跟踪器。

需要说明的是自动跟踪器软件模块操作系统仍采用嵌入式Linux操作系统。应用软件除新增目标跟踪响应模块，其余模块与视频报警器应用软件模块完全相同。

系统工作流程如下：

1、系统上电或复位后，视频报警器、自动跟踪器从各自的FLASH中加载系统和应用程序，完成对芯片的初始化和外围硬件的配置，进入正常工作状态。

2、视频报警器通过其视频采集模块不断采集周界防区内的视频图像，并送入其视频分析模块进行分析处理。

3、视频分析模块根据视频源中的关键信息判断异常事件，通过目标运动和行为特征是否存在违反报警设定的规则，若存在，立即获取目标位置信息和运动轨迹信息，并发送至自动跟踪器，指令跟踪器对目标进行跟踪，同时启动报警录像及清晰图片抓拍,并向监控中心发送预警信号、报警图片及报警录像。

4、自动跟踪器接受到目标跟踪指令后，根据指令中目标位置信息和运动轨迹信息控制自身云台做全方位的旋转和自适应变焦控制，对镜头进行缩放以锁定目标；开启入侵检测算法，确认有目标入侵，对目标进行跟踪。同时启动录像、抓拍清晰图片，并向监控中心发送报警信号、报警图片及报警录像。

5、监控中心收到预警或报警后，自动将当前画面切换为报警画面，同时发出告警（提示音、声光警号、喇叭、短信、多媒体信息），监控人员对警情予以确认，并采取应对措施。必要时还可以人工控制防区自动跟踪器手动查找或跟踪目标。

Claims

1.一种智能视频周界围栏系统，包括前端子系统、中间传输子系统、后端中心监控子系统；其特征是，前端子系统包括至少一台自动跟踪器和至少一台或多台固定式视频报警器组成，中间传输子系统包括无线路由器、交换机、传输电缆组成；所述后端中心监控子系统包括中心服务器、监控主机、客户端、UPS电源；前端子系统设备之间、前端子系统与后端中心监控子系统之间采用有线、无线或二者混合型传输方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能视频周界围栏系统，其特征是，所述视频报警器包括有“ARM+DSP”双核架构模式核心处理器，双核之间通过PCIE总线进行通讯，内置WIFI、3G及RJ45网络接口模块以及内嵌智能视频分析模块的数字摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种智能视频周界围栏系统，其特征是，所述自动跟踪器由云台系统、通讯系统、和摄像机系统组成，摄像机系统指内嵌智能视频分析模块的高清数字摄像机。

4.根据权利要求1所述的一种智能视频周界围栏系统，其特征是，所述视频报警器、自动跟踪器、监控中心之间采用无线传输信号传输，具体通信方式为：3G、WIFI、Bluetooth、COFDM、FSK、Zigbee、有线及其中任何一种或它们的组合。