WO2021022493A1 - 一种城市流浪人口救助系统及监测方法 - Google Patents

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刘浩源
孙立晶
田丙奇
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition

Definitions

  • the invention relates to the technical field of urban management, in particular to a rescue system and a monitoring method for urban vagrants.
  • vagrants in the city There are many vagrants in the city. These vagrants often have their own range of activities and have a strong sense of territory. They can find out the vagrants’ situation and give a map of their activities, which can provide useful information for city management. Moreover, vagrants People who live on the street, usually get sick and no one cares about them, have caused many homeless people to die on the streets, which is very unfavorable to the management of the city and the humanitarian spirit of society. How to provide timely assistance to the homeless is a problem that needs to be solved.
  • the purpose of the present invention is to provide a rescue system and monitoring method for urban vagrants.
  • the present invention can systematically manage the vagrants in the city, and judge whether they need assistance according to their activity rules and activity status, which is beneficial to urban management and Reflect the humanitarian spirit of the society.
  • an urban vagrant population rescue system the system includes a data collection device, a cloud management center, and a search and rescue drone, the data collection device is set on a road facility,
  • the data collection device includes a camera device, which is used to take pictures of wanderers in the city;
  • the cloud management center includes a wireless communication module for receiving information sent by all data collection devices;
  • the search and rescue drone includes the drone body, which is used to fly to the search and rescue area;
  • the road facilities include communities, parks, telephone poles along the road, advertising stands, guardrails, and other facilities that can be used as installation supports.
  • the wireless communication device, the wireless communication module, and the wireless communication unit all adopt a WIFI module or a mobile network module.
  • the adjacent camera devices meet the requirement that there is an overlap area between the two, perform external parameter calibration on the overlap area, establish an association matrix based on the external parameter calibration result, and use the association matrix mapping relationship to determine the tracking under the two cameras Whether the target is the same wanderer.
  • a monitoring method using the urban vagrant population rescue system includes the following steps:
  • the acquisition method is: retrieve the surveillance video data with the rover, divide it into frame images, obtain frame images of the rover from multiple angles, and capture the features of the rover through the image analysis algorithm, and store it in In the storage module;
  • the cloud management center obtains the video of the vagrant taken by the camera device, and analyzes the trajectory of the vagrant through a trajectory analysis algorithm;
  • the trajectory analysis algorithm is: store the trajectory data of the wanderers captured by each camera in the memory in the form of data frames, determine the number of data frames corresponding to each wanderer according to image recognition, and divide each wanderer
  • the number of data frames corresponding to the person can be arranged according to the shooting time to analyze the activity trajectory of the homeless person. According to the density of the data frame and the shooting time, the area where the homeless person frequents and the time of occurrence can be analyzed;
  • S4 According to the trajectories of the wanderers analyzed in S3, analyze the areas where they frequently haunt and stay for a long time, and record the analysis results in the storage module, and build a map of the wanderers' activities, including those that appear at different times Location, summarize the activity rules according to the activity map;
  • S5 The video data uploaded by the data acquisition device to the cloud management center is uploaded once every 24 hours. After the surveillance video is uploaded each time and divided into frame images, the frame images are combined with the body appearances of all recorded wanderers stored in the storage module Compare features to check whether each homeless person has activity within 24 hours;
  • the present invention can systematically manage the vagrant in the city, and judge whether they need rescue according to their activity rules and activity status. Moreover, because vagrants like to rest in some places where surveillance cannot be taken, such as under an overpass, they can search and rescue The drone takes pictures of these areas and uses the captured images to determine whether the homeless needs rescue, which improves the efficiency of rescue.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the search and rescue drone of the present invention
  • an urban vagrant population rescue system the system includes a data collection device, a cloud management center, and a search and rescue drone, and the data collection device is set on a road facility,
  • the data collection device includes a camera device, which is used to take pictures of homeless people in the city;
  • the cloud management center includes a wireless communication module for receiving information sent by all data collection devices;
  • the search and rescue drone includes a drone body 1 for flying to the search and rescue area;
  • the positioning unit includes a positioning unit, which is used to navigate and locate the route of the drone.
  • the positioning unit uses a GPS satellite positioning device.
  • the drone of this application is equipped with an automatic navigation system.
  • the purpose of the automatic navigation system is to receive the GPS satellite positioning device. The current location of the drone and the data are compared with the user-defined destination, the driving route is calculated by referring to the electronic map, and the information is fed back to the drone in real time;
  • the road facilities include communities, parks, telephone poles along the road, advertising racks, guardrails and other facilities that can be used as installation supports.
  • the wireless communication device, the wireless communication module, and the wireless communication unit all adopt a WIFI module or a mobile network module.
  • the adjacent camera devices meet the requirement that there is an overlapping area between the two, perform external parameter calibration on the overlapping area, establish an association matrix based on the result of the external parameter calibration, and use the association matrix mapping relationship to determine the two cameras Whether the tracking target is the same wanderer.
  • a monitoring method using the urban vagrant population rescue system includes the following steps:
  • the acquisition method is: retrieve the surveillance video data with the rover, divide it into frame images, obtain frame images of the rover from multiple angles, and capture the features of the rover through the image analysis algorithm, and store it in In the storage module;
  • the video data taken by the vagrant can be obtained in the following ways. First, after the citizen informs the vagrant, the staff call the surveillance video of the location where the vagrant appears, and intercept the video data containing the vagrant image for processing ; The second is that the staff finds the wanderers through real-time monitoring, and intercepts the video data containing the wanderer images for processing;
  • the cloud management center obtains the video of the vagrant taken by the camera device, and analyzes the trajectory of the vagrant through a trajectory analysis algorithm;
  • the trajectory analysis algorithm is: store the trajectory data of the vagrant in all video data in the form of data frames in the memory, determine the number of data frames corresponding to each vagrant according to image recognition, and compare the corresponding data of each vagrant
  • the number of data frames can be arranged according to the shooting time to analyze the activity trajectory of the homeless person. According to the density of the data frame and the shooting time, the area where the homeless person frequents and the time of occurrence can be analyzed;
  • S4 According to the trajectories of the wanderers analyzed in S3, analyze the areas where they frequently haunt and stay for a long time, and record the analysis results in the storage module, and build a map of the wanderers' activities, including those that appear at different times Location, summarize the activity rules according to the activity map;
  • S5 The video data uploaded by the data acquisition device to the cloud management center is uploaded once every 24 hours. After the surveillance video is uploaded each time and divided into frame images, the frame images are combined with the body appearances of all recorded wanderers stored in the storage module Compare features to check whether each homeless person has activity within 24 hours;
  • the surveillance devices all over the city facilitate the tracking and observation of each homeless to determine whether the homeless needs help;
  • the vagrant is still moving normally in its activity area within 24 hours, indicating that the vagrant is in a stable state. If it leaves the activity area, the last surveillance video will be found immediately, and the last surveillance video will be taken according to the camera Device, find the next camera device in the moving direction of the vagrant, obtain the surveillance video, and continue in order until the vagrant is found, obtain real-time monitoring of the vagrant, and determine whether it needs rescue;
  • the cloud management center sends the number of the homeless person who has not appeared in the surveillance for more than 24 hours to the social security department. After the social security department confirms it, it sends a search and rescue drone to conduct a search.
  • the collection drone plans the route according to its own coordinates and the coordinates of the search and rescue area Fly to the search and rescue area along the route, the staff will send the corresponding physical characteristics of the homeless person to the search and rescue drone, mainly including the face, clothing, limbs, walking posture, etc. of the homeless person, so that the drone can find the target through the image recognition algorithm.

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Abstract

一种城市流浪人口救助系统及监测方法，系统包括数据采集装置、云端管理中心、以及搜救无人机，数据采集装置设置在道路设施上，数据采集装置包括摄像装置、数据处理装置、无线通讯装置，云端管理中心包括无线通讯模块、数据处理模块、存储模块，搜救无人机包括无人机本体(1)、无线通讯单元、高清摄像头(2)、数据处理单元、存储单元，能够对城市中的流浪人员进行系统的管理，通过其活动规律、活动状态等判断其是否需要救助，并且，由于流浪者喜欢在一些监控无法拍摄的地方休息，如天桥下，可以通过搜救无人机对这些区域进行拍摄，并通过拍摄的图像判断流浪者是否需要救助，提高了救助的效率。

Description

一种城市流浪人口救助系统及监测方法 技术领域
本发明涉及城市管理技术领域，具体为一种城市流浪人口救助系统及监测方法。
背景技术
在城市中有许多流浪者，这些流浪者往往都有自己的活动范围，领地意识很强，摸清流浪者的情况，给出流浪者活动地图，可以对城市管理提供有用的信息，而且，流浪者风餐露宿，平时生病也无人问津，导致许多流浪者病死在街头，十分不利于城市的管理和社会的人道主义精神，如何能够对流浪者提供及时的救助，是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市流浪人口救助系统及监测方法，本发明能够对城市中的流浪人员进行系统的管理，通过其活动规律、活动状态等判断其是否需要救助，有利于城市管理和体现社会的人道主义精神。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市流浪人口救助系统，所述系统包括数据采集装置、云端管理中心、以及搜救无人机，所述数据采集装置设置在道路设施上，所述数据采集装置包括摄像装置，用于拍摄城市中的流浪者；
包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括无线通讯装置，用于与云端管理中心进行无线通讯；
所述云端管理中心包括无线通讯模块，用于接收所有数据采集装置发送的信息；
包括数据处理模块，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括存储模块，用于记录城市内所有流浪者的面部、肢体、衣着、走路姿势、以及经常出没区域等信息；
所述搜救无人机包括无人机本体，用于飞行至搜救区域；
包括无线通讯单元，用于与云端管理中心无线通讯；
包括定位单元，用于对无人机的航线进行导航定位；
包括高清摄像头，用于拍摄流浪者；
包括数据处理单元，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括存储单元，用于存储被搜救流浪人员的特性信息。
优选的，所述道路设施包括社区、公园、道路边的电线杆、广告架、护栏等能够作为安装支撑的设施。
优选的，所述无线通讯装置、无线通讯模块、以及无线通讯单元均采用WIFI模块或移动网络模块。
优选的，相邻的所述摄像装置满足两两之间有重叠区域，对重叠区域做外参标定，通过外参标定结果建立关联矩阵，使用所述关联矩阵映射关系判断两个摄像头下的跟踪目标是否为同一流浪者。
一种使用城市流浪人口救助系统进行监测的方法，包括以下步骤：
S1：发现流浪者，对该流浪者进行标号；
S2：获取并记录该流浪者的体貌特征；
获取方法为：调取带有该流浪者的监控视频数据，将其切分成帧图像，获取该流浪者多个角度的帧图像，并通过图像分析算法抓取该流浪者的特征，并存储在存储模块中；
S3：云端管理中心获得摄像装置拍摄的该流浪者的视频，通过轨迹分析算法分析出该流浪者的活动轨迹；
所述轨迹分析算法为：将每个摄像装置所拍摄的流浪者的轨迹数据以数据帧的形式存储在内存中，根据图像识别确定每个流浪者所对应的的数据帧数，将每个流浪者对应的数据帧数按照拍摄的时间进行排列即可以分析出流浪者的活动轨迹，根据数据帧的密度和拍摄时间可以分析出流浪者常出没的区域和出没的时间；
S4：根据S3中分析出的流浪者的活动轨迹对其经常出没并长时间停留的区域进行分析，并将分析结果记录在存储模块中，并以此建立流浪者活动地图，包括不同时间出现的位置，根据活动地图归纳活动规律；
S5：数据采集装置上传到云端管理中心的视频数据每24小时上传一次，监控视频每次上传并被切分成帧图像后，将帧图像与存储在存储模块中的所有被记录的流浪者的体貌特征进行比对，查看每个流浪者在24小时内有无活动；
S6：查看到的仍在原本活动区域内的而且有活动的流浪者判定为稳定，在原本活动区域内但是未有活动的流浪者判定为待救助流浪者，立即进行救助；
S7：若流浪者走到了一些没有监控装置覆盖的区域而且超过24小时未出现在监控装置下，如天桥下，通过最后出现该流浪者的帧图像的拍摄地点，并通过周围的监控装置所围成的监控盲区，确定搜救的范围，派出搜救无人机前往该区域，通过高清摄像头对该区域进行拍摄，并将视频数据切分成帧图像，并对帧图像进行图像识别，找到该流浪者并根据图像判断该流浪者是否需要救助。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明能够对城市中的流浪人员进行系统的管理，通过其活动规律、活动状态等判断其是否需要救助，并且，由于流浪者喜欢在一些监控无法拍摄的地方休息，如天桥下，可以通过搜救无人机对这些区域进行拍摄，并通过拍摄的图像判断流浪者是否需要救助，提高了救助的效率。
附图说明
图1为本发明搜救无人机示意图；
图中：1-无人机本体，2-高清摄像头。
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，本发明提供一种技术方案：一种城市流浪人口救助系统，所述系统包括数据采集装置、云端管理中心、以及搜救无人机，所述数据采集装置设置在道路设施上，所述数据采集装置包括摄像装置，用于拍摄城市中的流浪者；
包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括无线通讯装置，用于与云端管理中心进行无线通讯；
所述云端管理中心包括无线通讯模块，用于接收所有数据采集装置发送的信息；
包括数据处理模块，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括存储模块，用于记录城市内所有流浪者的面部、肢体、衣着、走路姿势、以及经常出没区域等信息；
所述搜救无人机包括无人机本体1，用于飞行至搜救区域；
包括无线通讯单元，用于与云端管理中心无线通讯；
包括定位单元，用于对无人机的航线进行导航定位，定位单元采用GPS卫星定位装置，本申请的无人机设置有自动导航系统，自动导航系统的用途是由 GPS卫星定位装置接收无人机的当前位置并将数据跟用户自定义的目的地比较、参照电子地图计算行驶路线，并实时将信息反馈给无人机；
包括高清摄像头2，用于拍摄流浪者；
包括数据处理单元，用于数据的整合、分析、以及处理；
包括存储单元，用于存储被搜救流浪人员的特性信息。
具体来说，所述道路设施包括社区、公园、道路边的电线杆、广告架、护栏等能够作为安装支撑的设施。
具体来说，所述无线通讯装置、无线通讯模块、以及无线通讯单元均采用WIFI模块或移动网络模块。
具体来说，相邻的所述摄像装置满足两两之间有重叠区域，对重叠区域做外参标定，通过外参标定结果建立关联矩阵，使用所述关联矩阵映射关系判断两个摄像头2下的跟踪目标是否为同一流浪者。
一种使用城市流浪人口救助系统进行监测的方法，包括以下步骤：
S1：发现流浪者，对该流浪者进行标号；
可通过市民告知、查看监控等方法发现在城市中流浪的人员；
S2：获取并记录该流浪者的体貌特征；
获取方法为：调取带有该流浪者的监控视频数据，将其切分成帧图像，获取该流浪者多个角度的帧图像，并通过图像分析算法抓取该流浪者的特征，并存储在存储模块中；
对流浪者所拍摄的视频数据的获取，可以通过以下方式，一是市民在告知流浪者的情况后，工作人员调取流浪者出现地点的监控视频，并截取包含流浪者画面的视频数据进行处理；二是工作人员通过实时监控，发现流浪者，截取包含流浪者画面的视频数据进行处理；
S3：云端管理中心获得摄像装置拍摄的该流浪者的视频，通过轨迹分析算法分析出该流浪者的活动轨迹；
所述轨迹分析算法为：将所有视频数据中流浪者的轨迹数据以数据帧的形式存储在内存中，根据图像识别确定每个流浪者所对应的的数据帧数，将每个流浪者对应的数据帧数按照拍摄的时间进行排列即可以分析出流浪者的活动轨迹，根据数据帧的密度和拍摄时间可以分析出流浪者常出没的区域和出没的时间；
S4：根据S3中分析出的流浪者的活动轨迹对其经常出没并长时间停留的区域进行分析，并将分析结果记录在存储模块中，并以此建立流浪者活动地图，包括不同时间出现的位置，根据活动地图归纳活动规律；
对每个流浪者的活动轨迹进行多次的分析，直到其活动规律稳定下来或者离开城市，才可以将归纳的活动规律记录在存储模块中；
S5：数据采集装置上传到云端管理中心的视频数据每24小时上传一次，监控视频每次上传并被切分成帧图像后，将帧图像与存储在存储模块中的所有被记录的流浪者的体貌特征进行比对，查看每个流浪者在24小时内有无活动；
只要流浪者在24小时内有活动，就可以被城市中的监控装置拍摄下来，通过遍布城市中的监控装置便于实现对每个流浪者的跟踪观察，以判断流浪者是否需要救助；
S6：查看到的仍在原本活动区域内的而且有活动的流浪者判定为稳定，在原本活动区域内但是未有活动的流浪者判定为待救助流浪者，云端管理中心立刻将该流浪者的位置、编号、以及特征信息发送给社会治安部门，对该流浪者进行救助；
流浪者在24小时内，仍在其活动区域内正常活动，说明该流浪者处于稳定 的状态，若是其离开了活动区域，则立刻找到其最后出现的监控视频，并根据最后拍摄监控视频的摄像装置，找到流浪者移动方向上的下一个摄像装置，获取监控视频，依次下去，直到找到流浪者，获取对该流浪者的实时监控，判断其是否需要救助；
S7：若流浪者走到了一些没有监控装置覆盖的区域而且超过24小时未出现在监控装置下，如天桥下，通过最后出现该流浪者的帧图像的拍摄地点，并通过周围的监控装置所围成的监控盲区，确定搜救的范围，派出搜救无人机前往该区域，通过高清摄像头2对该区域进行拍摄，并将视频数据切分成帧图像，并对帧图像进行图像识别，找到该流浪者并根据图像判断该流浪者是否需要救助；
云端管理中心将超过24小时未出现在监控中流浪者编号发送给社会治安部门，社会治安部门确认后派出搜救无人机进行搜查，搜集无人机根据其自身坐标和搜救区域的坐标规划航线并沿航线飞向搜救区域，工作人员将对应的流浪者的体态特征发送至搜救无人机，主要包括流浪者的面部、衣着、肢体、走路姿势等，便于无人机通过图像识别算法找到目标。
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 (5)

  1. 一种城市流浪人口救助系统，所述系统包括数据采集装置、云端管理中心、以及搜救无人机，其特征在于：所述数据采集装置设置在道路设施上，所述数据采集装置包括摄像装置，用于拍摄城市中的流浪者；
    包括数据处理装置，用于数据的整合、分析、以及处理；
    包括无线通讯装置，用于与云端管理中心进行无线通讯；
    所述云端管理中心包括无线通讯模块，用于接收所有数据采集装置发送的信息；
    包括数据处理模块，用于数据的整合、分析、以及处理；
    包括存储模块，用于记录城市内所有流浪者的面部、肢体、衣着、走路姿势、以及经常出没区域等信息；
    所述搜救无人机包括无人机本体(1)，用于飞行至搜救区域；
    包括无线通讯单元，用于与云端管理中心无线通讯；
    包括定位单元，用于对无人机的航线进行导航定位；
    包括高清摄像头(2)，用于拍摄流浪者；
    包括数据处理单元，用于数据的整合、分析、以及处理；
    包括存储单元，用于存储被搜救流浪人员的特性信息。
  2. 根据权利要求1所述的一种城市流浪人口救助系统，其特征在于：所述道路设施包括社区、公园、道路边的电线杆、广告架、护栏等能够作为安装支撑的设施。
  3. 根据权利要求1所述的一种城市流浪人口救助系统，其特征在于：所述无线通讯装置、无线通讯模块、以及无线通讯单元均采用WIFI模块或移动网络模块。
  4. 根据权利要求1所述的一种城市流浪人口救助系统，其特征在于：相邻的所述摄像装置满足两两之间有重叠区域。
  5. 一种使用权利要求1-4所述的城市流浪人口救助系统进行监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
    S1：发现流浪者，对该流浪者进行标号；
    S2：获取并记录该流浪者的体貌特征；
    S3：云端管理中心获得摄像装置拍摄的该流浪者的视频，通过轨迹分析算法分析出该流浪者的活动轨迹；
    S4：根据S3中分析出的流浪者的活动轨迹对其经常出没并长时间停留的区域进行分析，并将分析结果记录在存储模块中，并以此建立流浪者活动地图，包括不同时间出现的位置，根据活动地图归纳活动规律；
    S5：数据采集装置上传到云端管理中心的视频数据每24小时上传一次，监控视频每次上传并被切分成帧图像后，将帧图像与存储在存储模块中的所有被记录的流浪者的体貌特征进行比对，查看每个流浪者在24小时内有无活动；
    S6：查看到的仍在原本活动区域内的而且有活动的流浪者判定为稳定，在原本活动区域内但是未有活动的流浪者判定为待救助流浪者，立即进行救助；
    S7：若流浪者走到了一些没有监控装置覆盖的区域而且超过24小时未出现在监控装置下，如天桥下，通过最后出现该流浪者的帧图像的拍摄地点，并通过周围的监控装置所围成的监控盲区，确定搜救的范围，派出搜救无人机前往该区域，通过高清摄像头(2)对该区域进行拍摄，并将视频数据切分成帧图像，并对帧图像进行图像识别，找到该流浪者并根据图像判断该流浪者是否需要救助。
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