[发明专利]一种顾及多种监控任务的视频传感器部署优化方法

说明书

本发明公开了一种顾及多种监控任务的视频传感器部署优化方法，其步骤为：设定监控目标子区域及其对应监控子目标，确定监控子区域与视频传感器的覆盖有效距离；设定可部署视频传感器的候选空间，选定遮挡视线的障碍物图层；离散各监控目标子区域、离散部署候选空间、离散视频传感器的可变参数；构建优化目标函数以及约束条件；利用启发式优化算法实现视频传感器部署优化，获得部署视频传感器的数量及其部署的空间位置与部署姿态参数。本发明克服了其他优化方法监控任务单一的不足。

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，特别是一种顾及多种监控任务的视频传感器部署优化方法。

背景技术

视频传感器是一种广泛应用于各类突发公共事件感知的重要传感器，对保障社会安全、维护社会稳定起到突出作用，视频数据常被用于人脸识别、行为识别、群体行为识别、车辆检测、车牌检测等等。随着我国“平安城市”等工程的深入开展，全国各城市均加大了对视频传感器硬件的投入，然而当前视频传感器在实际应用中，常存在监控画面模糊不可辨认、监控区域被遮挡、目标区域存在监控盲区、视频传感器重复建设等等问题，究其原因为视频传感器建设前缺乏对监控区域及其监控任务分析，建设过程缺乏分析设计的方法和工具。因此，需要一种视频传感器网络部署优化方法，此方法能够顾及不同监控区域的监控需求，从而使得部署的视频传感器网络不仅可用且部署成本低。

目前，视频传感器部署优化方法已有很多，不同之处主要在于视频传感器覆盖模型、优化目标和优化方法三个方面。在视频传感器覆盖模型方面，主要考虑的方面包括传感器的视域、分辨率等多个因素中的一种或者多种；在优化目标方法则为视频传感器覆盖数量最少、覆盖面积最大等目标中的一个或者多个；在优化方法方面主要包括粒子群智能优化、虚拟力优化、蚁群优化、模拟退化等等。然而目前的监控视频传感器部署优化方法均认为监控区域的监控目标统一，即认为监控区域的重要程度相同。但在实际应用中，由于视频传感器部署的空间范围大，且监控任务目标复杂多样，不同监控子区域监控任务不同，对视频传感器的覆盖要求存在差异，传统的方法仅仅面向单一监控任务，整个监控目标区域的覆盖需求单一，显然无法满足实际应用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种顾及多种监控任务的视频传感器部署优化方法，根据不同监控子区域的多种监控任务，确定子区域中监控视频的覆盖需求，在设定的可架设监控视频传感器的空间位置中，部署最少数量(总成本最低)的监控视频传感器，获得满足多种需求的视频传感器优化部署方案。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种顾及多种监控任务的视频传感器部署优化方法，包括以下步骤：

步骤一、设定监控目标子区域及其对应监控子目标；

步骤二、设定可部署视频传感器的候选空间，选定遮挡视线的障碍物图层；

步骤三、离散各监控目标子区域、离散部署候选空间、离散视频传感器的可变参数；所述离散监控目标子区域是以规则格网将各个监控目标子区域抽样为目标格网点，以格网点的覆盖表示目标区域的覆盖情况；所述离散部署候选空间是以预设的步长将候选空间抽样为多个视频传感器可部署的候选三维空间点；所述离散视频传感器的可变参数包括焦距、俯仰角和旋转角，焦距、俯仰角和旋转角各自分别以预设的步长离散，离散为多个可变参数组，每一组包含一个焦距、俯仰角和旋转角；

步骤四、构建面向多监控任务的覆盖优化目标函数以及约束条件；所述约束条件具体包括：1)离散后的部署候选空间点中，一个空间点只能部署一个视频传感器；2)离散后的目标格网点至少被一个视频传感器有效覆盖，有效覆盖为同时满足以下三个条件：①目标格网点在视频传感器的视域中，视域范围由视频传感器可部署的候选三维空间点的坐标以及可变参数组确定；②根据步骤二中选定的遮挡视线的障碍物图层，确定目标格网点未被障碍物遮挡；③目标格网点到视频传感器的距离满足目标格网点所属子区域监控任务需求；