CN106781165A - 一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置 - Google Patents

一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能安防技术领域，具体涉及一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，该装置包括采集模块、处理模块和通信模块，处理模块包括：交换机、服务器和监控***软件；监控***软件首先根据三维点云图像，基于深度图像匹配算法完成对异常入侵的侦测，然后，对得到的三维点云进行结构抽象，完成对异常入侵的识别，最后，把采集到的视频和图像传输到用户终端设备上，让用户对异常入侵事件进行处理；本智能联动监控装置能够完成由入侵端到用户端的被动监测，也能完成用户端到入侵端的主动控制。本发明适用于无人值守室内场景监控，同时具备对入侵的侦测精度高、误报率低、无死角监控，且能够进行异常事件预警等优点。

Description

一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置
技术领域
本发明属于智能安防技术领域，更具体地，涉及一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其适用于无人值守室内场景监控，同时具备对入侵的侦测精度高、误报率低、无死角监控，且能够进行异常事件预警等优点。
背景技术
随着摄像头安装数量的日益增多，以及智慧城市和公共安全需求的日益增长，采用人工的视频监控方式已经远远不能满足需要，因此智能视频监控技术应运而生并迅速成为一个研究热点。智能视频监控技术是一个跨领域的研究方向，它的研究内容丰富，应用领域广泛多样。传统视频监控***存在入侵侦测精度低、误报率高、对光强变化敏感以及入侵报警形式单一等问题。当前在安防领域，监控***的智能程度还不够高。
此外，进一步的检索发现，申请号为CN201310205130.4的专利设计了一种家庭智能监控防盗***，该***包括智能监控***、自动报警***和网络服务器，其中该***中比较关键的技术是能够对进入的目标进行人脸识别，从而确定目标是陌生人还是熟人，但是如果入侵目标对面部进行一定程度的遮挡，该***将得到错误的识别结果，继而对入侵事件进行误报。申请号为CN201410422128.7的专利公开了一种实现联网视频监控***实时联动监控的方法及***，该***的多摄像头联动控制是通过总监控中心的主控设备根据用户输入的主动云台摄像机设定指令，使得主动云台摄像机根据用户输入的角度调整指令，实时调整摄像机镜头的水平角度和俯仰角度，但是在现实的无人值守环境中，该***不能自动跟踪入侵目标的移动，***的智能程度不够。申请号为CN201610014877.5的专利公开了一种智能安防监控***，该***中的智能功能主要集中在本地安防预警子***中，该***通过第一身份验证单元和第二身份验证单元，利用使用者的多个掌纹信息和相对应的触控压力信息来进行安全辨识，本质上来说整个***只是掌纹图像和压力数据进行分析，属于被动式的预警，如果入侵者对用户的掌纹进行复制，则会很容易通过该***。
由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种室内多摄像头智能联动监控装置，其适用于无人值守室内场景监控，同时具备对入侵的侦测精度高、误报率低、无死角监控，且能够进行异常事件预警等优点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发提供了一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，能够实现在入侵目标有部分遮挡或缺失的情况下仍可准确实现对入侵结构的识别，可以实现服务器与客户终端间实时通讯，当有入侵时入侵画面和报警信息在客户终端及时提醒，本装置一次性建设费用投资小，可靠性高，结构简单便于维护和检修，真正实现了对异常入侵的智能监控。
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，该装置包括三个模块，即：采集模块、处理模块以及通信模块，
所述采集模块包括：入侵目标、多台摄像机和摄像机联控云台，所述处理模块包括：交换机、服务器和监控***软件，所述通信模块包括：显示器、远程终端设备和入侵目标图像；
其中，所述多台摄像机完成二维彩色图像和三维深度图像的获取，所述交换机用于实现多台摄像机数据之间数据的交互和传输，所述服务器用于数据存储和分析，所述监控***软件首先根据三维点云图像，基于深度图像匹配算法完成对异常入侵的侦测，然后，监控***软件对得到的三维点云进行结构抽象，完成对异常入侵的识别，最后，监控***软件把采集到的视频和图像传输到多个显示器和远程终端设备上，让用户对异常入侵事件进行处理；该装置能够完成由入侵端到用户端的被动监测，也能完成用户端到入侵端的主动控制。
进一步优选地，所述多台摄像机为深度摄像机，并且多个摄像机之间可以进行联动控制和互相通信，从而实现对入侵目标的实时、无死角跟踪；每台深度摄像机都单独安装在摄像机联控云台上，该摄像机联控云台可以进行360度旋转，并且所有摄像机联控云台的控制单元与处理模块相连接。
优选地，显示器可用于实时有人值守时入侵事件的监控、观察，远程终端设备能够在无人值守时收到异常报警信号进行远程观察，也可以进行实时观察，入侵目标图像有两种显示方式，普通的二维彩色图像方式显示或黑白的三维深度图像显示，并且在三维深度图像中包含有抽象得到的入侵目标骨架信息，报警信息可以由监控***软件发送到多个显示器和远程终端设备上。
优选地，在监控***软件中，用户可根据实际需要调节报警敏感度，即用户能够选择对一定尺寸大小的目标视为异常或正常入侵；此外，用户可根据抽象得到的三维骨架信息对入侵目标进行分类，即对不同种类的入侵目标用于可以分别选择让***进行报警或不报警；另外，用户可自定义监控区域，对于不希望监控的区域可以通过在服务器上预先的选择来忽略该区域。
优选地，在监控***软件中，首先，利用二维彩色图像通过对多种异常入侵目标动作、姿势分析，提取特征，并构建特征库，其次，对监控场景内捕获的入侵目标动作进行分析，并与特征库进行比对，当有入侵目标的动作与特征库匹配时即可认为此次事件为异常入侵，从而可以有效进行预警。
优选地，该***能够对入侵目标进行实时定位，当入侵目标超出一个摄像机的监测范围时，根据目标移动路线，监控***软件能发出控制指令，对摄像机联动云台进行联动控制，通过分析，对距离入侵目标最近的摄像机进行控制，并通过角度的旋转，得到对入侵目标最佳方位的监控。
优选地，在监控***软件将人体测量学与步态识别学进行融合，综合生理特征和行为特征进行识别，该方法首先通过深度摄像机提取入侵源的静态结构信息，然后，利用3D运动轮廓描述步态特征，最后，综合二者识别结果完成对入侵源的准确鉴定。
优选地，采集模块和处理模块通过有线或者无线的方式进行连接，处理模块和通信模块通过有线或者无线的方式进行连接。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，忽悠以下优点和有益效果：
(1)本发明以数字化和网络化为基础，能够在没有人工干预的情况下，应用图像处理技术对前端视频采集设备所拍摄的画面序列进行处理，将视频源中的重要信号进行分析和计算，可以侦测监控区域中的异常情况，自动识别不同物体，并以最及时的方式发出警报，可以取代或者部分取代人工监控，实现24小时可靠运行，提高了视频监控***的性能和工作效率，同时能够更加高效的协助监控者处理安全事件。
(2)本发明装置中的多摄像头联动控制，可以实时、无死角智能跟踪入侵目标；采用结构抽象技术，能准确识别入侵目标属性，大大降低***误报率，节约人力、财力；利用特征库对比技术能够分析入侵者意图并提前进行预警；装置稳定性高，对光照强度不敏感，适用于各种复杂环境；***智能化程度高，更适用于无人值守环境下的监控。
(3)本发明的智能联动监控装置结构简单，一次性建设费用投资小，可靠性高，结构简单便于维护和检修，真正实现了对异常入侵的智能监控。
附图说明
图1是按照本发明所构思的监控装置结构示意图；
图2是深度摄像头及旋转云台结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
2采集模块，3处理模块，4通信模块，2-1入侵目标，2-2多台摄像机，2-3摄像机联控云台，3-1交换机，3-2服务器，3-3监控***软件，4-1显示器，4-2远程终端设备，4-3入侵目标图像。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，基于深度传感的室内智能监控***其硬件部分包括：深度摄像机、交换机、服务器和显示器。其中，深度摄像机用来采集二维彩色和三维深度图像；交换机用来实现多个摄像机之间数据的交互和传输；服务器用于视频图像的计算和存储；显示器用于视频画面显示。软件部分包括：安装于服务器的监控软件和安装于用户移动终端的监控APP。服务器端软件用于视频图像的计算处理，以完成对入侵情况的侦测和识别，并把入侵画面传输到用户移动端APP；用户移动端APP一方面接受服务器传输过来的入侵画面并发出报警，另一方面可以实时观看监控区域的动态。
所述的深度摄像机2-1利用图2所示的红外发射和接受模块采集到的三维深度图像，能够对整个监控区域以一系列三维点云进行编码，通过无入侵与有入侵时两幅深度图像的对比，计算匹配的误差值，该值以欧式距离来表示。利用改进的迭代最近点算法准确实现对监控区域的侦测。算法精度高、侦测范围广，能够根据用户不同的需求可设置不同的侦测灵敏度。此外，深度摄像机对光强度变化不敏感，在无任何光源的情况下依然可以实现对整个区域的监控。
所述的深度摄像机2-1利用图2所示的RGB摄像头模块捕获二维彩色图像，在进行监控之前，通过大量的图像训练得到异常入侵事件动作图像特征库，在监控过程中，实时与特征库中的特征数据进行对比，如果有匹配事件发生，则认为此次事件为异常入侵事件，接着马上执行报警或预警信号的通信；
所述的监控***软件3-3结合结构抽象技术能够利用获得的物体表面点提取物体的结构特征，基于深度点的提取，从表面点云得到物体内部结构特征，从而实现对不同种类入侵触发源的精确识别，该技术尤其适用于表面点云不完整物体的识别，结构抽象技术克服了在识别距离上的局限性，将人体测量学与步态识别学进行融合，综合生理特征和行为特征进行识别，具体来讲，该方法首先通过深度摄像机提取入侵源的静态结构信息；然后，利用3D运动轮廓描述步态特征；最后，综合二者识别结果完成对入侵源的准确鉴定大大降低误报率，在智能安防中有着特殊的用途；
所述的入侵目标图像(4-3)不同于传统的短信或邮件报警，该装置在灵敏侦测以及准确识别入侵的基础上，可以向用户移动终端及时发出报警信息，同时把入侵画面和视频实时捕捉发送给管理者，让用户对入侵事件有更完整的认知信息，能够根据入侵情况选择最合适的处理方案，从而可以高效地对入侵行为进行处理。
该装置能够分别从低、中、高三层来完成对整个入侵事件的智能侦测、智能识别与智能报警。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，该装置包括三个模块，即：采集模块(2)、处理模块(3)和通信模块(4)，
所述采集模块(2)包括：入侵目标(2-1)、多台摄像机(2-2)和摄像机联控云台(2-3)，所述处理模块(3)包括：交换机(3-1)、服务器(3-2)和监控***软件(3-3)，所述通信模块(4)包括：显示器(4-1)、远程终端设备(4-2)和入侵目标图像(4-3)；
其中，所述多台摄像机(2-2)完成二维彩色图像和三维深度图像的获取，所述交换机(3-1)用于实现多台摄像机数据之间数据的交互和传输，所述服务器(3-2)用于数据存储和分析，所述监控***软件(3-3)首先根据三维点云图像，基于深度图像匹配算法完成对异常入侵的侦测；然后，监控***软件(3-3)对得到的三维点云进行结构抽象，完成对异常入侵的识别；最后，监控***软件(3-3)把采集到的视频和图像传输到多个显示器(4-1)和远程终端设备(4-2)上，让用户对异常入侵事件进行处理；该装置能够完成由入侵端到用户端的被动监测，也能完成用户端到入侵端的主动控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，所述多台摄像机(2-2)为深度摄像机，多个深度摄像机之间联动控制和互相通信，从而实现对入侵目标的实时、无死角跟踪；每台深度摄像机都单独安装在摄像机联控云台(2-3)上，该摄像机联控云台(2-3)可以进行360度旋转，并且所有摄像机联控云台(2-3)的控制单元与处理模块(3)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，显示器(4-1)用于实时有人值守时入侵事件的监控、观察；远程终端设备(4-2)能够在无人值守时收到异常报警信号进行远程观察，也能进行实时观察；入侵目标图像(4-3)有两种显示方式：普通的二维彩色图像方式显示或黑白的三维深度图像显示，并且在三维深度图像中包含有抽象得到的入侵目标骨架信息，报警信息由监控***软件(3-3)发送到多个显示器(4-1)和远程终端设备上(4-2)。
4.根据权利要求3所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，在监控***软件(3-3)中，用户选择以下一种或多种方式调节报警需求：(a)根据实际需要调节报警敏感度，即用户能够选择对一定尺寸大小的目标视为异常或正常入侵；(b)根据抽象得到的三维骨架信息对入侵目标进行分类，即对不同种类的入侵目标分别选择让***进行报警或不报警；(c)自定义监控区域，对于不希望监控的区域通过在服务器(3-2)上预先的选择来忽略该区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，在监控***软件(3-3)中，首先，利用二维彩色图像通过对多种异常入侵目标动作、姿势分析，提取特征，并构建特征库，其次，对监控场景内捕获的入侵目标动作进行分析，并与特征库进行比对，当有入侵目标的动作与特征库匹配时即认为此次事件为异常入侵，从而有效进行预警。
6.根据权利要求5所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，该***能够对入侵目标进行实时定位，当入侵目标超出一个摄像机的监测范围时，根据目标移动路线，监控***软件(3-3)能发出控制指令，对摄像机联动云台(2-3)进行联动控制，通过分析，对距离入侵目标最近的摄像机进行控制，并通过角度的旋转，得到对入侵目标最佳方位的监控。
7.根据权利要求6所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，在监控***软件(3-3)将人体测量学与步态识别学进行融合，综合生理特征和行为特征进行识别，该方法首先通过深度摄像机提取入侵源的静态结构信息，然后，利用3D运动轮廓描述步态特征，最后，综合二者识别结果完成对入侵源的准确鉴定。
8.根据权利要求7所述的一种基于深度传感的室内多摄像头智能联动监控装置，其特征在于，采集模块(2)和处理模块(3)通过有线或者无线的方式进行连接，处理模块(3)和通信模块(4)通过有线或者无线的方式进行连接。
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