CN207732890U - 基于机器视觉的监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的监控设备，所述监控设备包括：摄像组件，用于采集监控图像，所述摄像组件包含至少两个摄像头，所述至少两个摄像头分别设置于所述监控设备的两侧；用于对所述监控图像进行背景建模，并通过计算所述监控图像与预设的无入侵情况下的背景图像之间的差别确认是否发生报警事件的处理装置；通信装置，用于上传所述报警事件和所述监控图像至云端服务器；以及供电组件，用于向所述监控设备提供电力。本实用新型的监控设备可以大大的降低入侵事件的误报率，并提供现场的图像记录。同时，具有功耗低、结构简单、监控范围广等优点，可以无需现场布线和外部电源，方便的安装在任何位置，降低了施工难度。

Description

基于机器视觉的监控设备

技术领域

本实用新型涉及用于管道安防的监控技术，尤其涉及一种基于机器视觉的监控设备，用于管道的入侵检测。

背景技术

长期以来，管道运输业为维护油气管道的完整性和防止第三方破坏投入了巨大的人力和财力，但是管道保护的形势却显得日趋急迫。对此各级政府和社会各界也非常关注，从专项立法到具体防范、舆论宣传、专项治理等方面都做了大量的工作，然而针对油气管道的破坏、对输送介质的偷盗等行为依然经常发生。这种局面的产生，在一定程度上是由于技术防范的滞后，导致不能在管道被破坏之前发现和检测到这种危害。现有的检测技术大多只能在管道已被破坏，输送介质已经损失之后才能发现。这种事后检测技术属于“亡羊补牢”，不能避免损失的发生。因此，可以说在管道的安防方面，管道运营商处于十分被动的地位。

现有入侵监测系统主要是基于分布式光纤传感器的入侵检测系统。

基于分布式光纤传感器的入侵检测系统是在防范区域周围安装探测光纤，通过无源的光纤传感器网络实时感知周围压力、振动等情况，从而实现长距离入侵监测。分布式光纤传感技术原理是同时利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，采用分布式传感原理，探测出沿光纤不同位置的振动信号，实现分布式的测量，对直接触及或通过承载物(如覆土、铁丝网、围栏等)传递给振动光纤的各种振动，进行实时、持续的监控。在防范区域敷设传感光缆后，通过传感光缆能够探测感知到来自外界对设防防区的扰动及振动。当这些区域遭受外来人员的非正常闯入和破坏时。探测与信号处理子系统就可以探测感知到振动信号，并经过对这些信号采集、传输、分析及处理，判定是否受到了侵入。但是，分布式光纤传感器的入侵检测系统是通过检测光纤上的震动信息确定入侵事件的，当有小动物或者风沙等，容易产生误报警，并且没有图像记录，无法进一步分析发生入侵事件的具体情况。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于机器视觉的监控设备，以克服现有基于分布式光纤传感器的入侵检测系统存在的上述不足。

根据本实用新型实施方式的监控设备，可以包括：

摄像组件，用于采集监控图像，所述摄像组件包含至少两个摄像头，所述至少两个摄像头分别设置于所述监控设备的两侧；

用于对所述监控图像进行背景建模，并通过计算所述监控图像与预设的无入侵情况下的背景图像之间的差别确认是否发生报警事件的处理装置；

通信装置，用于上传所述报警事件和所述监控图像至云端服务器；以及

供电组件，用于向所述监控设备提供电力。

在本实用新型的一种实施方式中，所述处理装置包含ARM处理器(Acorn RISCMachine)、内存和存储卡。

在本实用新型的一种实施方式中，所述内存包含静态存储芯片。

在本实用新型的一种实施方式中，所述处理装置还包含一个通过时分复用方式与所述至少两个摄像头通信的数字摄像头接口。

在本实用新型的一种实施方式中，所述通信装置包含NB-loT(基于蜂窝的窄带物联网)模块。

在本实用新型的一种实施方式中，所述摄像组件、所述处理装置和所述通信装置分别设有单独的电源开关。

在本实用新型的一种实施方式中，所述供电组件包含太阳能板和电源模块。

在本实用新型的一种实施方式中，所述电源模块包含DC-DC(Direct current-Direct current)芯片。

在本实用新型的一种实施方式中，所述太阳能板相对于地面垂直设置。

本实用新型的监控设备可以大大的降低入侵事件的误报率，并提供现场的图像记录。同时，具有功耗低、结构简单、监控范围广等优点，可以无需现场布线和外部电源，方便的安装在任何位置，降低了施工难度。

附图说明

为了理解本实用新型，以下通过具体实施方式并结合附图对本实用新型进行具体说明。

图1是本实用新型的基于机器视觉的监控设备的示例性的实施方式的结构示意图。

图2是图1中的示例性的实施方式的摄像头通讯接口框图。

图3是图1中的示例性的实施方式的NB-loT模块通讯接口框图。

具体实施方式

虽然本实用新型的监控设备可以通过多种不同的方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可理解的是，本文的描述应被认为是对监控设备结构的原理进行举例说明，无意将本文的主要方面限定到示例性的实施方式中。

本示例性实施方式公开了一种基于机器视觉的监控设备，下面参照图1对本示例性实施方式进行说明。

本示例性实施方式的基于机器视觉的监控设备包括：摄像组件110，用于采集监控图像；处理装置120，用于对所述监控图像进行背景建模，并通过计算所述监控图像与背景的差别确认是否发生报警事件；通信装置130，用于上传所述报警事件和所述监控图像至云端服务器；供电组件140，用于向所述监控设备提供电力。

在本示例性实施方式中，处理装置120包含低功耗的ARM处理器121、内存、存储卡和一个同步并行的高速数字摄像头接口。其中，内存包含超低功耗的高速静态存储芯片，该芯片具有速度快、功耗低、操作简单等特点。同时，数字摄像头接口能够接收外部8位、10位、12位或14位CMOS摄像头模块发出的高速数据流，同时支持多种不同的数据格式，例如YUV422、RGB565、RGB444等，最高可接收高达54MB/s的数据流。

在本示例性实施方式中，摄像组件110包含摄像头A和摄像头B，摄像头A和摄像头B分别设置在监控设备的两侧，用以提高监控设备的监控范围。同时，摄像头A和摄像头B通过分时复用数字摄像头接口的方法与处理装置120通信，如图2所示。当然，摄像头也可以采用本领域中已知的其他方法与处理装置120通信，本实用新型对此不作限制。

在可选的实施方式中，摄像组件110可以包含两个以上数量的摄像头。

在本示例性实施方式中，通信装置130包含NB-loT(基于蜂窝的窄带物联网)模块131，NB-loT模块131通讯接口框图如图3所示。其中，电源模块142的正极Power+接ARM处理器121的正极Power+，电源模块142的数字地极DGND接ARM处理器121的数字地极DGND，MCU为ARM处理器121的微控制单元，ARM处理器121的数据发送端TXD接NB-loT模块131的数据接收端RXD，ARM处理器121的数据接收端RXD接NB-loT模块131的数据发送端TXD，ARM处理器121的正极Power+接NB-loT模块131的正极Power+，ARM处理器121的数字地极DGND接NB-loT模块131的数字地极DGND。NB-loT是一种在全球范围内广泛应用的新兴技术，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。

在可选的实施方式中，通信装置130可以采用本领域已知的能够将报警事件和监控图像上传至云端服务器的其他通信装置，例如4G通讯模块。

在本示例性实施方式中，供电组件140包含太阳能板141和电源模块142。为了防止出现降雪和尘土覆盖太阳能板影响采光率的情况，将太阳能板141相对于地面垂直设置。电源模块142包含超低静态功耗的DC-DC芯片，该芯片在提供足够的设备工作电流的情况下，可以将设备的待机电流降至微安级别，降低了设备的功耗。

同时，为了进一步降低监控设备的功耗，本示例性实施方式的监控设备采用间歇式方式工作，在摄像组件110、处理装置120和通信装置130上分别设有单独的电源开关。可以在不使用该模块的时候，将该模块单独关闭，只在需要使用到相应模块的时刻短暂开启，使设备大部分时间处于低功耗待机状态，以降低设备功耗。

本示例性实施方式在工作时，首先打开摄像组件110，通过摄像头A111和摄像头B112快速获取监控设备前后两侧的图像，然后立即关闭摄像组件110。处理装置120采用混合高斯模型对获取到的图像进行背景建模，每次获取到图像之后，对背景再进行重新建模。通过计算所述监控图像与预设的无入侵情况下的背景图像之间的差别，找到可能是入侵的可疑目标，再对可疑目标在图像上呈现的灰度值、像素面积、连通域数量、目标形状、目标与背景之间的对比度、目标移动情况等特征综合分析，确定是否发生了报警事件。如果没有发生报警事件，设备迅速进入待机状态；如果确定发生了报警事件，则立即启动通信装置130，通过NB-loT模块131将报警事件及发生报警的图像立即上传至云服务器，通知用户进一步查看现场情况。上传完毕之后，设备继续进入待机状态，等待下一次被唤醒。

基于上述说明，本实施方式的监控设备可以大大的降低入侵事件的误报率，并提供现场的图像记录。同时，具有功耗低、结构简单、监控范围广等优点，可以无需现场布线和外部电源，方便的安装在任何位置，降低了施工难度。

虽然本文举例描述了一些实施方式，但是，在不脱离本实用新型实质的前提下，可以对这些实施方式进行各种变形，所有这些变形仍属于本实用新型的构思，并且落入本实用新型权利要求所限定的保护范围。

本文所公开的具体实施方式仅用于举例说明本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然可以根据本文的教导进行各种修改，可以采用各种等同的方式实施本实用新型，因此，本实用新型上述公开的特定的实施方式仅仅是示例性的，其保护范围不受在此公开的结构或设计的细节所限，除非在权利要求中另有说明。因此，上述公开的特定的示例性的实施方式可进行各种替换、组合或修改，其所有的变形都落入本文公开的范围内。在缺少本文没有具体公开的任何元件或缺少本文公开的任选的部件的情况下，本文示例性公开阀组件仍可适当地实施。上述公开的所有的数值和范围也可进行一定变化。每当公开了具有下限和上限的数值范围，落入此范围内的任何数值及任何被包含的范围都被具体地公开了。具体而言，本文公开的数值的任一范围均可理解为列举了包含在较宽数值范围内的任一数值和范围。同样，除非申请人明确且清楚地另有定义，权利要求中的术语具有它们的清楚、通常的含义。

此外，权利要求书中的部件的数量包括一个或至少一个，除非另有说明。如果本实用新型中的用词或术语与其它文献中的用法或含义存在不一致，则应当以与本实用新型所定义的为准。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的监控设备，其特征在于，所述监控设备包括：

摄像组件，用于采集监控图像，所述摄像组件包含至少两个摄像头，所述至少两个摄像头分别设置于所述监控设备的两侧；

用于对所述监控图像进行背景建模，并通过计算所述监控图像与预设的无入侵情况下的背景图像之间的差别确认是否发生报警事件的处理装置；

通信装置，用于上传所述报警事件和所述监控图像至云端服务器；以及

供电组件，用于向所述监控设备提供电力。

2.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述处理装置包含ARM处理器、内存和存储卡。

3.根据权利要求2所述的监控设备，其特征在于，所述内存包含静态存储芯片。

4.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述处理装置还包含一通过时分复用方式与所述至少两个摄像头通信的数字摄像头接口。

5.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述通信装置包含NB-loT模块。

6.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述摄像组件、所述处理装置和所述通信装置分别设有单独的电源开关。

7.根据权利要求1所述的监控设备，其特征在于，所述供电组件包含太阳能板和电源模块。

8.根据权利要求7所述的监控设备，其特征在于，所述电源模块包含DC-DC芯片。

9.根据权利要求8所述的监控设备，其特征在于，所述太阳能板相对于地面垂直设置。