一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法及系統(tǒng)，涉及計算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明技術(shù)要點：拍攝背景圖像；第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像；根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū)域是否有入侵物進(jìn)入，如是則控制第二攝像機(jī)啟動，否則重復(fù)前步驟與本步驟；根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍攝的視頻圖像計算入侵物的空間三維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間三維坐標(biāo)，確定入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度；根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度確定入侵物的威脅等級等。
【專利說明】
一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及計算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)對電力供電可靠性要求的不斷提高，使得因電力中斷造成的影 響越來越不能容忍。輸電線路走廊是指架空輸電線路的路徑所占用的土地面積和空間區(qū) 域，確保輸電線路走廊的安全是保證電力供電可靠性的一個重要方面。然而輸電線路走廊 時常面臨被外物入侵破壞的威脅，尤其是隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)的速度越 來越快，市政、民用工程擠占輸電線路走廊，吊車或者自卸卡車誤碰導(dǎo)致線路跳閘的情況也 時常發(fā)生。
[0003] 目前，輸電線路走廊狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備的功能繁復(fù)，種類繁雜，但主要還是以電學(xué)、力 學(xué)、圖像/視頻、激光/光纖等為監(jiān)測手段進(jìn)行的。受限于輸電走廊的強(qiáng)電磁環(huán)境、高空作業(yè) 環(huán)境、沿線氣候惡劣，傳統(tǒng)監(jiān)測傳感裝置在獲取電學(xué)、力學(xué)等參量時相對困難，導(dǎo)致狀態(tài)監(jiān) 測設(shè)備在監(jiān)測精度、可靠性、可維護(hù)性方面受到了極大制約，因此目前輸電線路上最常使用 的仍為圖像/視頻監(jiān)測方式。然而，由于技術(shù)本身制約，圖像/視頻監(jiān)測裝置在輸電線路上的 應(yīng)用尚存在諸多缺陷：利用3G無線視頻的防外破監(jiān)測系統(tǒng)需要專人24小時值守，3G無線傳 輸所消耗的流量費用巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的輸電線路走廊的監(jiān)控技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種單雙目復(fù)用 的入侵物監(jiān)測方法及系統(tǒng)，一方面能提高監(jiān)測精確度，另一方面還可以大大節(jié)省數(shù)據(jù)流量 及設(shè)備耗電量。
[0005] 本發(fā)明公開的單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法包括：
[0006] 步驟1:拍無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖像，作為背景圖像；
[0007] 步驟2:第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像；
[0008] 步驟3:根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū)域是否有入 侵物進(jìn)入，如是則執(zhí)行步驟4，否則重復(fù)步驟2與本步驟；
[0009] 步驟4:控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像機(jī)同時采集監(jiān)控區(qū)域 的監(jiān)控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者的水平距離為一定 值；
[0010] 步驟5:根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍攝的視頻圖像計算入侵 物的空間三維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間三維坐標(biāo)，確定入侵物與被保護(hù)物的空間 距離以及入侵物的運動速度；
[0011] 步驟6:根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度確定入侵物的 威脅等級。
[0012] 所述步驟3進(jìn)一步包括：
[0013] 步驟31:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運算得到第一差值；
[0014] 步驟32:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一幀圖像做減法運算得到第二差 值；
[0015] 步驟33:計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定閾值時認(rèn)為監(jiān)控區(qū)域有入侵物 進(jìn)入。
[00?6]步驟5中確定監(jiān)控區(qū)域物體空間三維坐標(biāo)的方法進(jìn)一步包括：
[0017]假設(shè)點P(Xc，Yc，Zc)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像上的 平面坐標(biāo)為Pa(X1，yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像上的平面坐標(biāo)為P b(X2，y2)，可 得：
[0018]
[0019] 式中，Bc是兩個攝像機(jī)之間的基線，f攝像機(jī)的焦距。
[0020] 所述監(jiān)控區(qū)域為輸電線路走廊，被保護(hù)物為電網(wǎng)，所述步驟5進(jìn)一步包括：
[0021] 步驟51:獲得電網(wǎng)的空間三維坐標(biāo)(X1，Y1，Z1);
[0022]步驟52:獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間三維坐標(biāo)(XQ，YQ，Z0);
[0023] 步驟53:計算入侵物與電網(wǎng)的空間距離
[0024] 步驟54:獲得入侵物在前一時刻的空間三維坐標(biāo)(X2，Y2，Z2);
[0025] 步驟55:入侵物運動速度 ，At為當(dāng)前時刻 與前一時刻的時間間隔。
[0026] 所述步驟6進(jìn)一步包括：
[0027] 步驟61:確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高H以及與電網(wǎng)的安全距離D; [0028]步驟62:根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電網(wǎng)的距離及入侵物的高度， 判斷入侵物對輸電線路走廊的威脅等級：
[0029] a、若入侵物的高度Zo多安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級 標(biāo)記為一級；
[0030] b、若入侵物的高度Zo多安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路 走廊里面的電網(wǎng)距離d多安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0031] C、若入侵物的速度V多安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0032] d、若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d<D，則威 脅等級標(biāo)記為二級；
[0033] e、其余情況標(biāo)記為"無威脅"。
[0034]本發(fā)明還提供了一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
[0035]背景圖像獲取單元，用于接收第一攝像機(jī)采集的無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖 像，將其作為背景圖像；
[0036]監(jiān)控視頻圖像獲取單元，用于接收第一攝像機(jī)采集到的監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖 像；
[0037]入侵判斷單元，用于根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū) 域是否有入侵物進(jìn)入，如是則轉(zhuǎn)到第二攝像機(jī)控制單元，否則依次轉(zhuǎn)到監(jiān)控視頻圖像獲取 單元及入侵判斷單元；
[0038] 第二攝像機(jī)控制單元，用于控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像 機(jī)同時采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者 的水平距離為一定值；
[0039] 入侵物運動狀態(tài)獲取單元，用于根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍 攝的視頻圖像計算入侵物的空間三維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間三維坐標(biāo)，確定入 侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度；
[0040] 威脅等級確定單元，用于根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速 度確定入侵物的威脅等級。
[0041] 所述入侵判斷單元進(jìn)一步包括：
[0042] 背景差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運 算得到第一差值；
[0043] 幀間差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一幀圖像做減法 運算得到第二差值；
[0044] 綜合判斷子單元，用于計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定閾值時認(rèn)為監(jiān)控 區(qū)域有入侵物進(jìn)入。
[0045] 入侵物運動狀態(tài)獲取單元進(jìn)一步用于：
[0046]假設(shè)點P(HZc)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像上的 平面坐標(biāo)為Pa(X1，yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像上的平面坐標(biāo)為Pb( X2，y2)，可 得：
[0047]
[0048]式中，Bc是兩個攝像機(jī)之間的基線，f攝像機(jī)的焦距。
[0049] 所述監(jiān)控區(qū)域為輸電線路走廊，被保護(hù)物為電網(wǎng)，所述入侵物運動狀態(tài)獲取單元 進(jìn)一步包括：
[0050] 電網(wǎng)坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得電網(wǎng)的空間三維坐標(biāo)(X1, Y1, Z1);
[0051] 入侵物坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間三維坐標(biāo)(Χο，Υο，Ζο);
[0052] 入侵物與電網(wǎng)空間距離獲取子單元，用于計算入侵物與電網(wǎng)的空間距離
[0053] 入侵物運動速度獲取子單元，用于獲得入侵物在前一時刻的空間三維坐標(biāo)(Χ2，Υ 2， Z2);入侵物運動速度
A t為當(dāng)前時刻與前一時刻的 時間間隔。
[0054] 所述威脅等級確定單元進(jìn)一步包括：
[0055]安全閾值確定子單元，用于確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高H以及距離 電網(wǎng)的安全距離D;
[0056]入侵物運動狀態(tài)判斷子單元，用于根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電 網(wǎng)的距離及入侵物的高度，判斷入侵物對輸電線路走廊的威脅等級：
[0057] a、若入侵物的高度Zo多安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級 標(biāo)記為一級；
[0058] b、若入侵物的高度Zo多安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路 走廊里面的電網(wǎng)距離d多安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0059] c、若入侵物的速度V多安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0060] d、若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d<D，則威 脅等級標(biāo)記為二級；
[0061] e、其余情況標(biāo)記為"無威脅"。
[0062] 通過采用以上的技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：
[0063] 1)利用單目目標(biāo)監(jiān)測追蹤，在能耗上比雙目監(jiān)測要低，并且可以快速高效的監(jiān)測 到輸電走廊入侵物，同時幀間圖像差值的運算能得到入侵物的移動方向，為之后的威脅等 級評價提供依據(jù)；
[0064] 2)當(dāng)檢測到有入侵物進(jìn)入監(jiān)控范圍后利用雙目視覺測量，與單目監(jiān)測相比能過獲 取目標(biāo)的深度信息，計算目標(biāo)具體三維尺寸，能更準(zhǔn)確判斷是否會對輸電走廊造成威脅；
[0065] 綜上，本發(fā)明技術(shù)方案既能降低能耗又能提高入侵物檢測的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0066] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對 范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0067]圖1為本發(fā)明采用的雙目立體視覺三維重建原理圖。
【具體實施方式】
[0068] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，很顯然，下文所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本 發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本 發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的 選定實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0069] 本發(fā)明公開的單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法包括：
[0070]步驟1:拍無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖像，作為背景圖像；
[0071] 步驟2:第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像；
[0072] 步驟3:根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū)域是否有入 侵物進(jìn)入，如是則執(zhí)行步驟4，否則重復(fù)步驟2與本步驟；
[0073] 步驟4:控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像機(jī)同時采集監(jiān)控區(qū)域 的監(jiān)控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者的水平距離為一定 值；
[0074] 步驟5:根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍攝的視頻圖像計算入侵 物的空間三維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間三維坐標(biāo)，確定入侵物與被保護(hù)物的空間 距離以及入侵物的運動速度；
[0075] 步驟6:根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度確定入侵物的 威脅等級。
[0076] 在另一個具體實施例中，還包括對采集到的圖像，包括背景圖像及監(jiān)控視頻圖像， 進(jìn)行去噪。
[0077] 圖像中的噪聲是一種灰度取值隨機(jī)信號。常見噪聲有脈沖噪聲、椒鹽噪聲、高斯噪 聲等。脈沖噪聲還有隨機(jī)的白灰度值或黑灰度值;椒鹽噪聲含有隨機(jī)出現(xiàn)的黑白灰度值;高 斯噪聲是灰度服從高斯或正態(tài)分布的噪聲。
[0078] 本實施例采用的是線性平滑濾波器(均值濾波器）。它去除高斯噪聲的效果很好， 且在大多數(shù)情況下，對其他噪聲去除也有很好的效果。均值濾波器是最簡單的線性濾波器， 它將每一個點的像素值用其局部鄰域內(nèi)所有像素值的均值來代替：
[0079]
[0080] 其中，h為當(dāng)前點，M是h點鄰域N內(nèi)的像素點總數(shù)，f為像素值。鄰域N的大小影響濾 波程度。通過濾波獲取噪聲較少的圖像序列，為后面的步驟做準(zhǔn)備。
[0081 ]所述步驟3進(jìn)一步包括：
[0082]步驟31:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運算得到第一差值； 這里所說的圖像做減法是指兩幅圖像中對應(yīng)的像素值做差值。
[0083]步驟32:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一幀圖像做減法運算得到第二差 值;將此刻的圖像與上一幀圖像做差值還可以得到入侵物的運動方向。
[0084] 步驟33:計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定閾值時認(rèn)為監(jiān)控區(qū)域有入侵物 進(jìn)入。閾值可根據(jù)經(jīng)驗獲得，不同的環(huán)境，閾值可能不相同。
[0085] 本實施例采用背景差分法和幀間差分法結(jié)合的方法對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并計算目標(biāo) 運動速度，估計目標(biāo)大致運動方向。
[0086] 背景差分法采用固定攝像機(jī)進(jìn)行場景監(jiān)視，認(rèn)為在這種可控環(huán)境下的背景是恒定 不變的，入侵物的提取就可以通過對當(dāng)前圖像和背景圖像的差值來獲得。當(dāng)攝像機(jī)靜止時， 當(dāng)前圖像Ik +1(x，y)與背景圖像uk+1(x，y)相減后求得絕對值：
[0087] Dk+i(x,y)= I Ik+i(x,y)-Uk+i(x,y) | ；
[0088] 其中，Dk+1(x，y)為圖像中各像素值的變化信息。Ik+1(x，y)和uk+1( X，y)可以是圖像 的某一像素值，如亮度，也可以是圖像的某些特征，如灰度、顏色等。
[0089] 幀間差分法利用連續(xù)圖像序列(本說明書中的圖像序列是指兩幀或兩幀以上的視 頻圖像集合)的兩個或者三個相鄰幀圖像，基于像素點之間的差值來提取圖像的運動區(qū)域 及預(yù)測其運動方向。假設(shè)當(dāng)前圖像為Ik +1(x，y)，前一幀圖像為Ik(x，y)，差分表達(dá)式為：
[0090] Tk+i(x,y)= I Ik+i(x,y)-Ik(x,y) | ；
[0091] 其中，Tk+1(x，y)是圖像中各點像素值的時間變化梯度。
[0092]最后對兩個差值后求和：
[0093] Ak+i(x，y)= I Ik+i(x，y)_uk+i(x，y) l + l Ik+i(x，y)_Ik(x，y)
[0094] 又一優(yōu)選的實施例會定時更新背景圖像，以提高檢測準(zhǔn)確度。
[0095]參見圖1，步驟5中確定監(jiān)控區(qū)域物體空間三維坐標(biāo)的方法進(jìn)一步包括：
[0096] 假設(shè)點P(XC，YC，ZC)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像a上 的平面坐標(biāo)為P a(X1，yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像b上的平面坐標(biāo)為P b(X2，y2)， 可得：
[0097]
[0098] 式中，Bc是兩個攝像機(jī)之間的基線，f攝像機(jī)的焦距。攝像機(jī)的外部參數(shù)與內(nèi)部參 數(shù)是攝像機(jī)固有的屬性，攝像機(jī)出廠時，這兩個參數(shù)就已經(jīng)確定。IP a-PbI為視差，即點P在兩 幅圖像中的位置偏移。由于本發(fā)明中限定了兩個攝像機(jī)位于同一水平高度，因此y= yi=y2， 則視差為I X1-X2|。
[0099]根據(jù)上述原理，我們可以獲取監(jiān)控場景中任意一點的空間三維坐標(biāo)。
[0100] 本發(fā)明主要用于輸電線路走廊的監(jiān)控，被保護(hù)物為電網(wǎng)。根據(jù)本說明書的教導(dǎo)，計 算機(jī)視覺領(lǐng)域的技術(shù)人員及鄰近領(lǐng)域技術(shù)人員可以料想到本方法并不局限于這一監(jiān)控場 景，還可適用于銀行、超市等應(yīng)用場景。
[0101] 進(jìn)一步，本實施例的所述步驟5包括：
[0102] 步驟51:獲得電網(wǎng)的空間三維坐標(biāo)(X1，Y1，Z1);電網(wǎng)所占據(jù)的空間范圍較大，可以 選擇其最低點的空間三維坐標(biāo)代表整個電網(wǎng)，也可以使用一個數(shù)值范圍來表示。
[0103] 步驟5 2:獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間三維坐標(biāo)(Xo，Yo，Zo);可選擇其最高點的空間 三維坐標(biāo)代表整個入侵物，也可以使用一個數(shù)值范圍來表示。
[0104] 步驟53:計算入侵物與電網(wǎng)的空間距?
:該 距離也可以是以電網(wǎng)及入侵物不同空間三維坐標(biāo)計算出來的多個距離的均值。
[0105] 步驟54:獲得入侵物在前一時刻的卓問二維巫說(^。1。_7。、.
[0106] 步驟55:入侵物運動速度 At為當(dāng)前時刻 與前一時刻的時間間隔。
[0107] 所述步驟6進(jìn)一步包括：
[0108] 步驟61:確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高H以及與電網(wǎng)的安全距離D;安 全速度可經(jīng)過反復(fù)試驗確定，安全限高及安全距離是根據(jù)電網(wǎng)設(shè)計規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)制定。
[0109] 步驟62:根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電網(wǎng)的距離及入侵物的高度， 判斷入侵物對輸電線路走廊的威脅等級，下面是本實施例采用的等級認(rèn)定原則，但不限于 以下內(nèi)容：
[0110] a、若入侵物的高度Zo多安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級 標(biāo)記為一級;朝向輸電線路走廊是指入侵物的運動方向不與輸電線路走廊平行，且靠近輸 電線路走廊。
[0111] b、若入侵物的高度Zo多安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路 走廊里面的電網(wǎng)距離d多安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級。
[0112] c、若入侵物的速度v多安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級。
[0113] d、若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d<D，則威 脅等級標(biāo)記為二級。
[0114] e、其余情況標(biāo)記為"無威脅"。
[0115] 本發(fā)明還提供了一種與上述單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法一一對應(yīng)的軟系統(tǒng)，包 括：
[0116]背景圖像獲取單元，用于接收第一攝像機(jī)采集的無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖 像，將其作為背景圖像；
[0117] 監(jiān)控視頻圖像獲取單元，用于接收第一攝像機(jī)采集到的監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖 像；
[0118] 入侵判斷單元，用于根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū) 域是否有入侵物進(jìn)入，如是則轉(zhuǎn)到第二攝像機(jī)控制單元，否則依次轉(zhuǎn)到監(jiān)控視頻圖像獲取 單元及入侵判斷單元；
[0119] 第二攝像機(jī)控制單元，用于控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像 機(jī)同時采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者 的水平距離為一定值；
[0120] 入侵物運動狀態(tài)獲取單元，用于根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍 攝的視頻圖像計算入侵物的空間三維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間三維坐標(biāo)，確定入 侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速度；
[0121] 威脅等級確定單元，用于根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離以及入侵物的運動速 度確定入侵物的威脅等級。
[0122] 所述入侵判斷單元進(jìn)一步包括：
[0123] 背景差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運 算得到第一差值；
[0124] 幀間差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一幀圖像做減法 運算得到第二差值；
[0125] 綜合判斷子單元，用于計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定閾值時認(rèn)為監(jiān)控 區(qū)域有入侵物進(jìn)入。
[0126] 入侵物運動狀態(tài)獲取單元進(jìn)一步用于：
[0127] 假設(shè)點P(XC，YC，ZC)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像上的 平面坐標(biāo)為P a(X1，yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像上的平面坐標(biāo)為Pb( X2，y2)，可 得：
[0128]
[0129] 式中，Bc是兩個攝像機(jī)之間的基線，f攝像機(jī)的焦距。
[0130] 所述監(jiān)控區(qū)域為輸電線路走廊，被保護(hù)物為電網(wǎng)，所述入侵物運動狀態(tài)獲取單元 進(jìn)一步包括：
[0131] 電網(wǎng)坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得電網(wǎng)的空間三維坐標(biāo)(X1, Y1, Z1);
[0132] 入侵物坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間三維坐標(biāo)(XQ，YQ，Z0);
[0133] 入侵物與電網(wǎng)空間距離獲取子單元，用于計算入侵物與電網(wǎng)的空間距離
[0134] 入侵物運動速度獲取子單元，用于獲得入侵物在前一時刻的空間三維坐標(biāo)(X2，Y2， Z2);入侵物運動速度
4 t為當(dāng)前時刻與前一時刻的 時間間隔。
[0135] 所述威脅等級確定單元進(jìn)一步包括：
[0136] 安全閾值確定子單元，用于確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高H以及距離 電網(wǎng)的安全距離D;
[0137] 入侵物運動狀態(tài)判斷子單元，用于根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電 網(wǎng)的距離及入侵物的高度，判斷入侵物對輸電線路走廊的威脅等級：
[0138] a、若入侵物的高度Zo多安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級 標(biāo)記為一級；
[0139] b、若入侵物的高度Zo多安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路 走廊里面的電網(wǎng)距離d多安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0140] c、若入侵物的速度V多安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級；
[0141] d、若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d<D，則威 脅等級標(biāo)記為二級；
[0142] e、其余情況標(biāo)記為"無威脅"。
[0143] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的軟系 統(tǒng)的具體工作過程可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程，且方法實施例的變形同樣適用 于軟系統(tǒng)實施例，在此不再贅述。
[0144] 最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，用以說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā) 明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員 在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕 易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使 相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法，其特征在于，包括： 步驟1:拍攝無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖像，作為背景圖像； 步驟2:第一攝像機(jī)采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像； 步驟3:根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像進(jìn)行運動目標(biāo)檢測，確定監(jiān)控 區(qū)域是否有入侵物進(jìn)入，如是則執(zhí)行步驟4,否則重復(fù)步驟2與本步驟； 步驟4:控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像機(jī)同時采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān) 控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者的水平距離為一定值； 步驟5:根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍攝的視頻圖像計算入侵物的 空間=維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間=維坐標(biāo)，確定入侵物與被保護(hù)物的空間距離 W及入侵物的運動速度； 步驟6:根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離W及入侵物的運動速度確定入侵物的威脅 等級。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟3 進(jìn)一步包括： 步驟31:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運算得到第一差值； 步驟32:將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一帖圖像做減法運算得到第二差值； 步驟33:計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定闊值時認(rèn)為監(jiān)控區(qū)域有入侵物進(jìn)入。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法，其特征在于，步驟5中確 定監(jiān)控區(qū)域物體空間=維坐標(biāo)的方法進(jìn)一步包括： 假設(shè)點P(Xc，Yc，Zc)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像上的平面 坐標(biāo)為PaUi, yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像上的平面坐標(biāo)為Pb(X2，y2)，可得：式中，Bc是攝像機(jī)的外部參數(shù)，巧錄像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法，其特征在于，所述監(jiān) 控區(qū)域為輸電線路走廊，被保護(hù)物為電網(wǎng)，所述步驟5進(jìn)一步包括： 步驟51:獲得電網(wǎng)的空間S維坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi); 步驟52:獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間S維坐標(biāo)(Xo，Yo，Zo); 步驟53:計算入侵物與電網(wǎng)的空間距步驟54:獲得入侵物在前一時刻的空間S維坐標(biāo)(X2，Y2，Z2); 步驟55:入侵物運動速B，A t為當(dāng)前時刻與前一 時刻的時間間隔。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測方法，其特征在于， 所述步驟6進(jìn)一步包括： 步驟61:確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高HW及與電網(wǎng)的安全距離D; 步驟62:根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電網(wǎng)的距離及入侵物的高度，判斷 入侵物對輸電線路走廊的威脅等級： a、 若入侵物的高度2〇>安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級標(biāo)記為 一級； b、 若入侵物的高度2〇>安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路走廊 里面的電網(wǎng)距離安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級； C、若入侵物的速度v>安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級； d、 若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d《D，則威脅等 級標(biāo)記為二級； e、 其余情況標(biāo)記為"無威脅"。6. -種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括： 背景圖像獲取單元，用于接收無入侵物進(jìn)入時的監(jiān)控區(qū)域的圖像，將其作為背景圖像； 監(jiān)控視頻圖像獲取單元，用于接收第一攝像機(jī)采集到的監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像； 入侵判斷單元，用于根據(jù)背景圖像與第一攝像機(jī)采集的監(jiān)控視頻圖像確定監(jiān)控區(qū)域是 否有入侵物進(jìn)入，如是則轉(zhuǎn)到第二攝像機(jī)控制單元，否則依次轉(zhuǎn)到監(jiān)控視頻圖像獲取單元 及入侵判斷單元； 第二攝像機(jī)控制單元，用于控制第二攝像機(jī)啟動，第二攝像機(jī)啟動后與第一攝像機(jī)同 時采集監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控視頻圖像;第二攝像機(jī)與第一攝像機(jī)位于同一水平高度且兩者的水 平距離為一定值； 入侵物運動狀態(tài)獲取單元，用于根據(jù)第一攝像機(jī)拍攝的視頻圖像及第二攝像機(jī)拍攝的 視頻圖像計算入侵物的空間=維坐標(biāo)及監(jiān)控區(qū)域中被保護(hù)物的空間=維坐標(biāo)，確定入侵物 與被保護(hù)物的空間距離W及入侵物的運動速度； 威脅等級確定單元，用于根據(jù)入侵物與被保護(hù)物的空間距離W及入侵物的運動速度確 定入侵物的威脅等級。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述入侵判 斷單元進(jìn)一步包括： 背景差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與背景圖像做減法運算得 到第一差值； 帖間差值計算子單元，用于將第一攝像機(jī)采集到的當(dāng)前圖像與上一帖圖像做減法運算 得到第二差值； 綜合判斷子單元，用于計算兩個差值的和，并在所述和大于設(shè)定闊值時認(rèn)為監(jiān)控區(qū)域 有入侵物進(jìn)入。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，入侵物運動 狀態(tài)獲取單元進(jìn)一步用于： 假設(shè)點P(Xc，Yc，Zc)是監(jiān)測區(qū)域中的一點，其在Tl時刻第一攝像機(jī)采集的圖像上的平面 坐標(biāo)為PaUi, yi)，點P在Tl時刻第二攝像機(jī)采集的圖像上的平面坐標(biāo)為Pb(X2，y2)，可得：式中，Bc是兩個攝像機(jī)之間的基線，巧暴像機(jī)的焦距。9. 根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān) 控區(qū)域為輸電線路走廊，被保護(hù)物為電網(wǎng)，所述入侵物運動狀態(tài)獲取單元進(jìn)一步包括： 電網(wǎng)坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得電網(wǎng)的空間S維坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi); 入侵物坐標(biāo)獲取子單元，用于獲得入侵物當(dāng)前時刻的空間=維坐標(biāo)(Xo，Yo，Zo); 入停物臺由網(wǎng)巧間陽離巧巧子單元，用于計算入侵物與電網(wǎng)的空間距離入侵物運動速度獲取子單元，用于獲得入侵物在前一時刻的空間=維坐標(biāo)(X2，Y2，Z2); 入侵物運動速運，A t為當(dāng)前時刻與前一時刻的時間 間隔。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種單雙目復(fù)用的入侵物監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述威脅等級確定單元進(jìn)一步包括： 安全闊值確定子單元，用于確定安全速度V、輸電線路走廊的安全限高HW及與電網(wǎng)的 安全距離D; 入侵物運動狀態(tài)判斷子單元，用于根據(jù)已經(jīng)獲取的入侵物運動速度、入侵物與電網(wǎng)的 距離及入侵物的高度，判斷入侵物對輸電線路走廊的威脅等級： a、 若入侵物的高度2〇>安全限高H并且運動方向朝向輸電線路走廊，則威脅等級標(biāo)記為 一級； b、 若入侵物的高度2〇>安全限高H，運動方向與輸電線路走廊平行，且與輸電線路走廊 里面的電網(wǎng)距離安全距離D，則威脅等級標(biāo)記為二級； C、若入侵物的速度v>安全速度V，則威脅等級標(biāo)記為二級； d、 若入侵物的高度2〇<安全限高H，且與輸電線路走廊里面的電網(wǎng)距離d《D，則威脅等 級標(biāo)記為二級； e、 其余情況標(biāo)記為"無威脅"。
【文檔編號】G06K9/00GK105915846SQ201610264483
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】龍學(xué)軍, 周劍, 陸宏偉, 徐丹, 徐一丹
【申請人】成都通甲優(yōu)博科技有限責(zé)任公司