[发明专利]基于GPS和GIS的智能视觉传感网络运动目标接力跟踪系统

说明书

技术领域

本发明属于视频传感网络、计算机视觉、智能信息处理领域。涉及基于GPS(Global Positioning System)卫星定位技术和GIS(Geophysics Information System)地理信息系统的视频传感网络接力跟踪技术以及基于运动图像的计算机监控和视觉计算技术。具体是一种将GPS卫星定位系统、GIS地理信息系统、有线/无线数字通信网络、视频监控、计算机网络以及视觉计算有机融合于一体的视觉监控智能组网的运动目标接力跟踪方法，可实现对移动嫌疑对象的自主发现、实时定位、接力跟踪并将目标的监控视频融合显示于电子地图之上以及应急联动、视频监控、指挥调度等多项功能。

背景技术

随着社会对公共安全问题的重视，实时视频监控系统得到了越来越广泛的应用。现有视频监控系统存在的主要问题，一是各监控系统自我封闭成信息孤岛，没有在较大范围内比如城域内建立视频传感监控网络，形成对被监控目标的接力跟踪；另一个是几乎完全依靠人工进行视频内容的判别，人员工作强度大，易产生漏警漏报现象，往往用于事后查询，属被动式系统。随着人们对视频监控智能化、大范围部署的要求越来越高，上述两个问题变得日益突出。

随着电信宽带网络和移动无线互联网络的日臻完善与成熟，数字视频信号的远程实时传输变得十分便捷和经济。而GPS卫星定位技术则随着硬件成本的不断降低和我国各地GPS差分台站的不断建立以及美国SA政策的取消，得到了广泛的应用，单机定位精度可达到亚米级，能实时提供经度、纬度、高度、时间、速度、航向等参数，可以满足视频摄像机定位精度的应用要求。GPS/GIS集成技术在发达国家的运输导航与监控领域应用已经非常普及，在中国的一系列大中城市，特别是在公安、交通、消防及银行等部门也有了较快的发展，取得了一定的成效。与此同时，基于视觉计算的视频监控技术也开展了较多的相关研究，取得了较大进展，包括国家高技术研究发展计划和国家重点基础研究发展计划中智能监控项目的研究，一批视频对象的行为识别、特征识别的研究成果已达到或接近实用水平。

考虑到视频监控系统现有问题的需要和相关的网络、定位与智能监控等技术条件的成熟，本发明提出了基于GPS和GIS的智能视觉传感网络运动目标接力跟踪系统，利用有线和无线数字通信网络、GPS与GIS及智能监控技术，建立大范围(城域或高速公路)内的视频传感监控网络，实现对可疑运动目标的自主发现与接力跟踪，协助安全部门对特定行为和事件的分析和识别。

视频传感监控网络的组网方法是计算机视觉监控领域基础理论研究的新热点，涉及到网络互联、GPS授时定位、GIS系统及视觉计算等课题。虽然近年来学术上对网络互联、GPS授时定位、GIS系统和视频监控等各个方面进行了较多的相关研究，但还没有将GIS、GPS和视频监控结合在一起形成一个汇集GIS中的电子地图信息、GPS授时定位数据和监控摄像机视频信息的综合的、智能化程度更高的视频传感监控接力跟踪网络。

本发明项目组对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明密切相关和一样的报道或文献。

发明内容

本发明的目的是将GPS卫星定位系统、GIS地理信息系统、有线/无线数字通信网络、视频监控、计算机网络以及视觉计算有机地融合于一体，形成一个智能化更高、定位准确、智能组网并利用计算机视觉技术监控和分析被监控目标的运动、实现对被监控目标接力跟踪的综合网络系统。

本系统根据摄像机中内嵌的GPS模块获取的授时定位数据决定摄像机在GIS电子地图中所处的地理位置，根据GIS数据决定摄像机直接的地理邻接关系(即有可供运动物体到达的道路等通路)，根据地理邻接关系自动生成摄像机直接的接力跟踪网络拓扑结构，当有新的摄像机加入后，自动根据其GPS授时定位数据和系统的GIS数据重新生成接力跟踪的网络拓扑结构。当有车载无线GPS监控摄像机加入后，也可自动实时重新生成接力跟踪网络拓扑结构；并能将监控视频信息实时显示在监控指挥中心的监控屏幕，同步将导航和指挥调度信息发送给车载移动监控平台。监控指挥中心的目标分析模块对监控视频自动进行分析，发现警情及时报警给监控人员，并自动启动接力跟踪模块进行监控跟踪。本发明的应用有助于改善更大范围内的视频传感网络接力跟踪监控水平。

本发明技术方案如下：