[发明专利]基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法、系统

说明书

本发明属于智慧工地现场管理技术领域，公开了一种基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法、系统，基于视频监控图像，自动识别监控区域内由所放置标识物划分的区域，采用混合高斯模型对视频图像背景建模，提取包含运动目标的前景图像；对前景图像进行中值滤波、形态学预处理，提取运动目标的连通域特征和LBP纹理特征，采用两层级别的跟踪策略；对提取的每个运动目标与图像中所检测到的区域做入侵检测；对检测到的非法入侵事件，根据区域管理规范发出声光报警信号。本发明移动目标的跟踪采用连通区域块特征和LBP特征两层级别的跟踪策略，保证了目标跟踪的实时性与准确性。

技术领域

本发明属于智慧工地现场管理技术领域，尤其涉及一种基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法、系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

当前，我国正处于各种基础设施大建设的阶段，2017年有60多万个工地在施工，投资大，同时，我国的基础建设又处在从粗放型到集约型转型阶段，急待提高管理水平，降低成本提高效益。施工工地种类多，现场特点也各不相同，现场状况也一直在不停变化中，但有一个共同点是：都会进行分区域管理，如：危险区、工作区、休息区等，不同区域的安全管理要求不同。更复杂的是，这些区域随着施工进展，常常会发生改变。急需灵活、方便的区域管理与监控新技术。

目前施工现场的区域管理一般都是应用电子围栏及人员定位技术完成，典型的电子围栏有高压脉冲式、张力式、静电感应式、红外对射式；典型定位技术如Wifi、蓝牙、RFID、ZigBee、GPS、NB-IoT技术。其中电子围栏实现区域划分，定位技术完成人员位置检测与跟踪。这些不同技术方案的定位精度各不相同，对应用环境也有不同的限定和要求，而且有一个共同的特点是，必须安装新的定位设备系统，增添了新的安装、维护成本。其中基于局域组网的方案(Wifi、蓝牙、RFID、ZigBee)，灵活度不足，现场环境发生变化后，必须重新调试设备；基于广域网的方案(GPS、NB-IoT)，受限于无线信号通讯，应用受到限制。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)电子围栏进行区域划分管理，在复杂的施工现场首先便存在着物理边界问题，在临时停用区域监控进行与该区域相关的施工时，该物理隔离本身成为障碍。其中红外对射的方式虽然没有此问题，但红外对射方式在室外和复杂环境下，误报率高，主要适用于室内。

(2)当前人员定位解决方案解决的是已知的人或物在哪儿的问题，无法完成未知目标的闯入问题。

(3)现场变化适应性不足的问题。施工工地现场在施工过程中经常处于不停地变化中，现场不同区域的监控要求在施工进程的不同阶段，要求也不同。当前区域管理方案下，每一次区域调整，都必须拆除原系统，根据新要求再次对系统进行施工、安装、调试的过程。

(4)定位精度问题。当前无线定位系统的定位精度是以“米”为单位，且受环境的影响较大，并不稳定。而施工现场的某个监控区域，其面积可能也只有几平方米，显然在精度上难以满足要求。

(5)应用成本问题。除以上问题之外，当前的区域管理系统都是独立的子系统，需要初装与维护，是现场管理额外的成本，而且并不便宜，仅初装费用，少则数万，多则数十万上百万。

解决上述技术问题的意义：

首先大大降低了现场区域管理的应用成本。利用施工场地已有的视频监控设备，应用图像识别技术，即可完成现场分区域管理需求，增加很少的成本即可实现现场管理从粗放型到精细化的提升。

灵活适应施工现场的多变性与复杂性。可以在软件层面灵活调整监控区内的不同区域以及不同区域的监控等级与内容，而不必额外增加成本或耽搁工程施工时间，全部在软件后台执行。系统部署简单易行。

发明内容