專利名稱：融合rfid識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地鐵閉路電視監(jiān)控方法，特別涉及一種融合RFID識別技術(shù)的地鐵閉路電視監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)為綜合應(yīng)用無線射頻識別RFID (radio frequencyidentification)、有線視頻監(jiān)視和智能視頻分析提供了可能。所謂物聯(lián)網(wǎng)是指綜合利用射頻識別RFID、無線傳感WSN(wireless sensor network)、GSM/GPRS/3G移動通信和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)把物品與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接起來，從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。作為新一輪的IT技術(shù)革命，物聯(lián)網(wǎng)將造就又一個萬億級的信息產(chǎn)業(yè)，我國也已將物聯(lián)網(wǎng)列為國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一?！の锫?lián)網(wǎng)將從根本上變革世界互聯(lián)的形態(tài)，以“物”為核心的信息交互將成為主流，物品能夠“主動”地發(fā)起通信，匯報自身狀態(tài)，從而創(chuàng)造各類具備“主動性”的智能化信息系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，融合RFID識別的閉路電視CCTV(Closed Circuit
Television)監(jiān)控新方法可以“主動”地發(fā)現(xiàn)可疑人員和可疑狀況，給予重點監(jiān)控和提前預(yù)
m
目O當前，應(yīng)用于地鐵的視頻監(jiān)控方法全部是“被動式”的，具有一定的局限性。一旦發(fā)生突發(fā)狀況及事故，常無法在海量數(shù)據(jù)中及時發(fā)現(xiàn)有效的信息、無法“主動”地對可疑對象實施跟蹤和加強拍攝，也無法提供應(yīng)對恐怖襲擊的有效“預(yù)警”機制。其特征主要表現(xiàn)為(I).大量的監(jiān)控節(jié)點產(chǎn)生海量的監(jiān)控數(shù)據(jù)。有效的數(shù)據(jù)所占比例極小，有效的信息常淹沒于海量數(shù)據(jù)中而無法及時被發(fā)現(xiàn)。(2).監(jiān)控極大地依賴人為因素。突發(fā)狀況需要“等”監(jiān)控人員來發(fā)現(xiàn)和處理，這種“以人為中心”的監(jiān)控模式效率低下，當危機正在發(fā)生時往往喪失寶貴的及時響應(yīng)時間。(3).以CCTV為核心的視頻監(jiān)控存在盲點。這往往給恐怖分子提供可乘之機。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有“主動”監(jiān)控功能的閉路電視監(jiān)控方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，乘客所使用的車票為具有RFID標簽的RFID車票，車站監(jiān)控區(qū)域內(nèi)安裝有多個高清攝像頭和RFID閱讀器，乘客進入監(jiān)控區(qū)域后，RFID閱讀器激活并喚醒RFID車票讀取RFID車票內(nèi)含的乘客ID號，并將時間戳、位置信息上傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)上傳的信息計算出乘客的實時位置信息，進而計算出乘客移動的軌跡，最后根據(jù)乘客移動的軌跡來乘客判斷是否異常，如判斷為異常則提醒監(jiān)控人員重點關(guān)注。優(yōu)選的，服務(wù)器計算乘客實時位置信息的方法為設(shè)乘客位置的坐標為(X，y)，閱讀器B、C、F的信號強度半徑分別為rb，rc, rf,并且閱讀器的位置坐標分別為(xb，yb)，(x。，y。)，和(xf, yf)。則乘客位置的坐標為X = xb_x，，y = yb_y，(Xb-Xf)
rb+rfy’ = ~^~.(yb_yc)
rb+rc優(yōu)選的，乘客的運動軌跡分為如下模式I)正常模式，正常情況下客流軌跡呈線性，無多次往返軌跡；2)異常模式I，長時間在某一空間徘徊且形跡可疑；3)異常模式2，長時間滯留在地鐵線路中，軌跡呈現(xiàn)多次往返特征；4)異常模式3，局部客流量大時，產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，此時采集到的軌跡密度大，軌跡移動速度慢；5)異常模式4，當發(fā)現(xiàn)移動軌跡進入?yún)^(qū)域時。優(yōu)選的，高清攝像頭采集其圖像信息上傳至服務(wù)器，通過服務(wù)器對其進行分析，分析方法包括1)利用并行計算方法來處理海量的視頻數(shù)據(jù)；2)是針對特定視頻的主要特征提取，采用統(tǒng)計學習理論的PCA方法以提取異常狀態(tài)下視頻的主元，并與已知正常情況進行匹配，如一致則說明狀態(tài)正常；如不一致則說明狀態(tài)異常。上述技術(shù)方案具有如下有益效果該方法使乘客采用RFID車票，通過在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)布設(shè)的閱讀器可以感知識別周圍RFID車票內(nèi)含的乘客ID，進而分析乘客的運動軌跡，“主動”對嫌疑人員進行追蹤和視頻監(jiān)控，這樣就避免了從海量的信息中發(fā)現(xiàn)可疑對象和緊急情況所產(chǎn)生的延時，并能防患于未然，實現(xiàn)主動監(jiān)控和預(yù)警，有助于保護乘客的生命及財
產(chǎn)安全。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖對本專利進行詳細說明。


圖I為本發(fā)明實施例服務(wù)器判斷乘客位置的原來示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細介紹。如圖I所示，該地鐵閉路電視監(jiān)控方法包括如下步驟首先乘客所使用的車票為具有RFID標簽的RFID車票，車站監(jiān)控區(qū)域內(nèi)安裝有多個高清攝像頭和RFID閱讀器，乘客進入監(jiān)控區(qū)域后，RFID閱讀器激活并喚醒RFID車票讀取RFID車票內(nèi)含的乘客ID號，并將時間戳、位置信息上傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)上傳的信息計算出乘客的實時位置信息，進而計算出乘客移動的軌跡，最后根據(jù)乘客移動的軌跡來乘客判斷是否異常，如判斷為異常則提醒監(jiān)控人員重點關(guān)注。實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)架構(gòu)可分為四層感知層、定位層、智能分析層和應(yīng)用層。感知層獲取監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻信息和RFID標簽信息；定位層利用感知式精確定位技術(shù)對乘客進行定位；智能分析層利用智能分析技術(shù)分析乘客的運動軌跡和視頻信息，從海量的信息中發(fā)現(xiàn)可疑對象和緊急情況，提請管理人員注意；應(yīng)用層對各站臺實行主動監(jiān)控以應(yīng)對突發(fā)狀況。系統(tǒng)的主要模塊可以分成信息采集模塊、數(shù)據(jù)存儲及處理模塊和智能信息分析模塊。信息采集模塊主要由高清攝像機、RFID閱讀器和RFID車票組成。主要目的是獲取被監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的傳感信息，對本系統(tǒng)來說主要包含 視頻信息和電子車票內(nèi)的信息。RFID閱讀器集成于攝像機處，激活并喚醒RFID車票，讀取車票內(nèi)含的乘客ID號，并將時間戳、地理信息上傳到服務(wù)器(定位層)。同時，攝像機采集視頻信息，對現(xiàn)場圖像進行實時監(jiān)控與錄像。這些視頻圖像和RFID標簽信息，是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)進行安全分析的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲及處理模塊主要由視頻圖像預(yù)處理和存儲、閱讀器信息存儲兩部分組成。高清視頻采集到的圖像信息經(jīng)均衡器預(yù)處理調(diào)節(jié)后傳給分配器，再通過編碼器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量存入系統(tǒng)存儲器中。閱讀器所采集到的數(shù)據(jù)直接通過總線傳輸，保存到系統(tǒng)存儲器。智能信息分析模塊的主要功能包括標簽感知式定位，目標軌跡分析和智能視頻分析三部分。如圖2所示，標簽感知定位包括如下方法設(shè)目標(target)的坐標為(x，y)，閱讀器B、C、F的信號強度半徑分別為rb，rc, rf,并且閱讀器的位置坐標分別為(xb，yb)，(xc, yc)，和(xf, yf)。則目標位置為X = xb-x，, y = yb_y，X'=^T—.(Xb-Xf)
rb +rfy’ = ^Cyb-yc)
rb +rc基于上述感知定位算法，可獲得任意目標的實時位置信息<t，(X，Y)>，據(jù)此可以繪制任意目標的運動軌跡，由于地鐵客流巨大，因此進行統(tǒng)計分析，采用基于模糊的聚類方法，將移動軌跡聚合為若干模式I)正常模式。正常情況下，客流軌跡呈線性，無多次往返軌跡。2)異常模式1，長時間在某一空間徘徊且形跡可疑，有可能為恐怖分子。3)異常模式2，長時間滯留在地鐵線路中，軌跡呈現(xiàn)多次往返特征，有可能為小商小販、乞討者等常駐地鐵的人員。4)異常模式3，局部客流量大時，產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，此時采集到的軌跡密度大，軌跡移動速度慢。5)異常模式4，當發(fā)現(xiàn)移動軌跡進入禁止區(qū)域時，如乘客跌落到軌道線內(nèi)等情況如出現(xiàn)上述異常模式的情況，則應(yīng)體現(xiàn)監(jiān)控人員重點關(guān)注、進行視頻跟蹤拍攝，實現(xiàn)對地鐵站點的主動式監(jiān)控和主動式預(yù)警。智能視頻分析主要應(yīng)用軟件分析技術(shù)對海量的視頻圖像進行自動分析，從中提取異常情況，如可疑人員、可疑物品和可疑軌跡等。智能視頻分析一是利用并行計算方法來處理海量的視頻數(shù)據(jù)；二是針對特定視頻的主要特征(或者說主元)提取，采用統(tǒng)計學習理論的PCA方法以提取異常狀態(tài)下(潛在存在危險)視頻的主元，并與已知正常情況進行匹配，如一致則說明狀態(tài)正常；如不一致則說明狀態(tài)異常。特別是對于以出現(xiàn)上述異常模式的情況下，應(yīng)重點進行分析。本發(fā)明專利創(chuàng)新性地將RFID技術(shù)和智能視頻分析技術(shù)應(yīng)用到安全監(jiān)控系統(tǒng)中，避免了從海量的信息中發(fā)現(xiàn)可疑對象和緊急情況所產(chǎn)生的延時，并能防患于未然，實現(xiàn)主動監(jiān)控和預(yù)警，有助于保護乘客的生命及財產(chǎn)安全。同時，本發(fā)明專利使用無源RFID標簽，可以提供更大的存儲能力和更精確的無線識別能力。各處布設(shè)的閱讀器可以感知識別周圍RFID車票內(nèi)含的乘客ID，分析其運動軌跡，“主動”對嫌疑人員進行追蹤和視頻監(jiān)控，并提供應(yīng)對突發(fā)事件的提前預(yù)警。綜上所述，該發(fā)明專利具有下述效果 I)該方法可以極大地提高地鐵系統(tǒng)的“反恐”能力。2)該方法能及時響應(yīng)突發(fā)狀況并保障乘客人生安全。3)該方法能有效監(jiān)控地鐵系統(tǒng)內(nèi)的“特殊人群”。只需在現(xiàn)有CCTV系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加RFID閱讀器和RFID標簽?zāi)K，增加感知式定位軟件、目標軌跡分析軟件和智能視頻分析軟件即可構(gòu)成該發(fā)明專利所描述的系統(tǒng)，因此實現(xiàn)起來非常的方便。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，其特征在于乘客所使用的車票為具有RFID標簽的RFID車票，車站監(jiān)控區(qū)域內(nèi)安裝有多個高清攝像頭和RFID閱讀器，乘客進入監(jiān)控區(qū)域后，RFID閱讀器激活并喚醒RFID車票讀取RFID車票內(nèi)含的乘客ID號，并將時間戳、位置信息上傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)上傳的信息計算出乘客的實時位置信息，進而計算出乘客移動的軌跡，最后根據(jù)乘客移動的軌跡來乘客判斷是否異常，如判斷為異常則提醒監(jiān)控人員重點關(guān)注。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，其特征在于，服務(wù)器計算乘客實時位置信息的方法為設(shè)乘客位置的坐標為0^，7)，閱讀器8、(、？的信號強度半徑分別為rb，rc, rf,并且閱讀器的位置坐標分別為(xb，yb)，(xc, yc)，和(Xf，yf)。則乘客位置的坐標為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，其特征在于，乘客的運動軌跡分為如下模式 1)正常模式，正常情況下客流軌跡呈線性，無多次往返軌跡； 2)異常模式1，長時間在某一空間徘徊且形跡可疑； 3)異常模式2，長時間滯留在地鐵線路中，軌跡呈現(xiàn)多次往返特征； 4)異常模式3，局部客流量大時，產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，此時采集到的軌跡密度大，軌跡移動速度慢； 5)異常模式4，當發(fā)現(xiàn)移動軌跡進入?yún)^(qū)域時。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，其特征在于，高清攝像頭采集其圖像信息上傳至服務(wù)器，通過服務(wù)器對其進行分析，分析方法包括1)利用并行計算方法來處理海量的視頻數(shù)據(jù)；2)是針對特定視頻的主要特征提取，采用統(tǒng)計學習理論的PCA方法以提取異常狀態(tài)下視頻的主元，并與已知正常情況進行匹配，如一致則說明狀態(tài)正常；如不一致則說明狀態(tài)異常。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種融合RFID識別的地鐵閉路電視監(jiān)控方法，乘客所使用的車票為具有RFID標簽的RFID車票，車站監(jiān)控區(qū)域內(nèi)安裝有多個高清攝像頭和RFID閱讀器，乘客進入監(jiān)控區(qū)域后，RFID閱讀器激活并喚醒RFID車票讀取RFID車票內(nèi)含的乘客ID號，并將時間戳、位置信息上傳到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)上傳的信息計算出乘客的實時位置信息，進而計算出乘客移動的軌跡，最后根據(jù)乘客移動的軌跡來乘客判斷是否異常，如判斷為異常則提醒監(jiān)控人員重點關(guān)注。該方法可“主動”對嫌疑人員進行追蹤和視頻監(jiān)控，這樣就避免了從海量的信息中發(fā)現(xiàn)可疑對象和緊急情況所產(chǎn)生的延時，并能防患于未然，實現(xiàn)主動監(jiān)控和預(yù)警，有助于保護乘客的生命及財產(chǎn)安全。
文檔編號H04N7/18GK102710928SQ20111030114
公開日2012年10月3日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者張君華, 李曉雷, 沈鳴飛, 薛晨洋 申請人:蘇州元澄智能科技有限公司