一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法及系统与流程

1.本发明属于电子围栏技术领域，尤其涉及一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.现实生产生活中，通常利用设置围栏来阻止无关人员、车辆等进入管控区域。但现有的电子围栏往往需要现场铺设大量的器件设备，费用成本高、操作复杂，并且后期维护难度较大，主要存在以下问题：
4.(1)现有的电子围栏系统需要现场铺设大量电子设备、增加了成本压力。
5.(2)现有电子围栏系统设备在部署后，所需场地改变后，设备搬移困难，并且搬移过程中耗材使用较多。
6.(3)现有电子围栏系统在现实场景中部署时，受实际环境影响较大，不具有部署灵活性。
7.(4)现有电子围栏系统的视频采集设备获取的视频图像，由于部署环境多样性、不稳定性，监控画面存在抖动，没有对视频图像做去除抖动的稳像处理，对后续的操作影响极大。
8.(5)现有电子围栏系统功能单一，仅是当物体跨越警戒线时触发报警系统，不能满足现实中多变的场景需求。
9.(6)现有电子围栏系统中，当物体触碰警戒线时，仅是触发报警系统，而不能辨别出触碰警戒线物体的类别，无法做到智能化管控。
10.(7)现有电子围栏系统中，当行人触碰警戒线时就触发报警系统，而无法判断该行人是否具备进入该区域的权限，存在误报、错报等缺陷，无法进行智能化处理。


技术实现要素：

11.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法及系统，其通过判断被监控对象与设置的无向警戒线、有向警戒线和封闭警戒线区域的空间位置关系，并结合后续的权限分析模块的处理，判断是否触发警报，避免了误报、错报等现象的发生，可以结合现实需求灵活多变的进行部署，同时节约成本开销。
12.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
13.本发明的第一个方面提供一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法。
14.一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法，包括：
15.生成虚拟电子围栏：利用监控终端，在经稳像处理后的视频图像中根据实际需求绘制警戒线，包括：无向警戒线、有向警戒线和封闭警戒线区域，其触线规则的判定如下所示：
16.无向警戒线：监控画面中的被监控对象从各个方向跨越警戒线，都视为触线；
17.有向警戒线：监控画面中的被监控对象触线的判定具有一定的方向性，即：被监控对象由第一方向向第二方向跨越警戒线时被视为触线；被监控对象由第二方向向第一方向跨越警戒线时不视为触线。
18.封闭警戒线区域：若被监控对象由各个方向跨越封闭警戒线或者被监控对象进入封闭警戒线区域内时，则被视为触线。
19.视频图像经过目标检测模型处理后，得到视频画面中出现的物体类别以及空间位置信息；利用物体的空间位置信息分析其与已设置的无向警戒线、有向警戒线和封闭区域警戒线的逻辑关系，判断画面中被监控物体是否触线。结合相关的警报触发等级，触发报警机制。
20.触线人员授权信息的查询：利用海量人脸识别数据集训练人脸识别模型，对视频画面中有触线行为的行人利用人脸识别模块，获得相关人员的信息以及该人员的相关权限，如果该人员具有进入权限，则不会触发报警；如果该人员检索不到相关信息或者不具有权限，则触发报警。杜绝了错报、漏报等问题发生。
21.本发明的第二个方面提供一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统。
22.一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统，包括：
23.生成虚拟电子围栏模块：利用监控终端，在经稳像处理后的视频图像中根据实际需求绘制警戒线，包括：无向警戒线、有向警戒线和封闭警戒线区域，其触线规则的判定如下所示：
24.无向警戒线：监控画面中的被监控对象从各个方向跨越警戒线，都视为触线；
25.有向警戒线：监控画面中的被监控对象触线的判定具有一定的方向性，即：被监控对象由第一方向向第二方向跨越警戒线时被视为触线；被监控对象由第二方向向第一方向跨越警戒线时，不视为触线。
26.封闭警戒线区域：若被监控对象由各个方向跨越封闭警戒线或者被监控对象进入封闭警戒线区域内时，则被视为触线。
27.视频图像物体检测模块：视频图像经过目标检测模型处理后，得到图像中出现的物体类别以及空间位置信息；利用物体的空间位置信息分析其与已设置的无向警戒线、有向警戒线和封闭区域警戒线的逻辑关系，判断画面中被监控物体是否触线。结合相关的警报触发等级，触发报警机制。
28.触线人员授权信息的查询模块：利用海量人脸识别数据集训练人脸识别模型，对视频画面中有触线行为的行人利用人脸识别模块，获得相关人员的信息以及该人员的相关权限，如果该人员具有相关权限，则不会触发报警；如果该人员检索不到相关信息或者不具有权限，则触发报警。杜绝了漏报、错报等问题发生。
29.本发明的第三个方面提供一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统。
30.一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统，包括：监控终端，以及均与监控终端连接的监控摄像头、ups电源、声光报警器和服务器，所述服务器执行时实现如上述第一个方面所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
31.本发明的第四个方面提供一种计算机可读存储介质。
32.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现
如上述第一个方面所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
33.本发明的第五个方面提供一种计算机设备。
34.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36.(1)本发明仅需服务器设备和视频监控设备就可以完成系统的搭建，功耗较低，极大的减少了成本开销。
37.(2)本发明所需的部署模块较少，搬移灵活，并且耗材消耗少，节省成本。
38.(3)本发明基于监控终端的虚拟电子围栏系统，不需要在现场铺设安装大量的器件设备，环境受限较少，部署灵活。
39.(4)本发明通过对视频图像采用稳像处理技术，达到消除因监控设备晃动产生画面抖动的目的。
40.(5)本发明可以结合实际需求设置多种功能的警戒线，包括：无向警戒线、有向警戒线、闭合区域警戒线，结合逻辑处理模块触发报警，可以结合现实场景需求灵活多变的进行部署，同时节约成本开销。
41.(6)本发明利用海量数据集训练检测模型，对车类(轿车、卡车、巴士、摩托车、自行车等)、行人、动物(猫类、狗类等)进行检测分类，结合空间位置信息判断与设置警戒线的空间逻辑关系，可以设置报警等级，做到警戒区域内的智能化管控。
42.(7)本发明利用海量人脸识别数据集训练人脸识别模型，识别进入警戒区域的人员信息，判断该人员是否具备进入该区域的权限，对检索不到相关信息或没有权限进入的人员，触发警报，杜绝了漏报、错报的问题。
附图说明
43.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
44.图1是本实施例一示出的基于警戒线类别的电子围栏监控方法的流程图；
45.图2是本实施例一示出的监控画面中被监控物体触碰有向警戒线时触发报警机制示意图；
46.图3是本实施例一示出的监控画面中被监控物体进入封闭警戒区域触发报警机制示意图；
47.图4是本实施例一示出的监控画面中被监控物体触碰无向警戒线时触发报警机制示意图；
48.图5是本实施例一示出的多种警戒模式同时设置示意图；
49.图6是本实施例一示出的基于警戒线类别的电子围栏监控方法的整体流程图；
50.图7是本实施例三示出的基于警戒线类别的电子围栏监控系统的框架图。
具体实施方式
51.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
52.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
53.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
54.需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
55.实施例一
56.如图1、图2、图3、图5所示，本实施例提供了一种基于警戒线类别的电子围栏监控方法，包括：
57.生成电子围栏，包括有向警戒线区域和封闭警戒线区域；
58.基于获取的视频图像，根据被监控对象的位置信息以及存储在电子围栏的警戒区域信息，判断被监控对象是否满足触线条件；
59.若被监控对象跨越有向警戒线，且监控对象由第一方向向第二方向跨越警戒线，则视为触线；被监控对象由第二方向向第一方向跨越警戒线时，不视为触线；
60.若被监控对象触碰到封闭警戒线或进入到封闭警戒线区域内时，则视为触线。
61.作为一种或多种实施方式，若为有向警戒线区域，则警戒区域信息为有向警戒线信息，包括第一方向位置信息、第二方向位置信息、有向警戒线起点坐标和有向警戒线终点坐标。
62.作为一种或多种实施方式，若为封闭警戒线区域，则警戒区域信息为封闭警戒线信息，包括：封闭警戒线区域的范围和封闭警戒线的所有数据坐标。
63.作为一种或多种实施方式，如图4所示，所述电子围栏还包括无向警戒线区域，若被监控对象跨越无向警戒线时，则视为触线；
64.作为一种或多种实施方式，若为无向警戒线区域，则警戒区域信息为无向警戒线信息，包括：无向警戒线起点坐标和无向警戒线终点坐标。
65.作为一种或多种实施方式，现实场景中的视频监控设备可能受到风力等其他因素影响而产生画面抖动的问题，本实施例对监控设备采集到的视频图像依次进行运动估计、运动平滑、运动补偿、图像合成等算法进行稳像处理，视频经过处理后抖动现象明显消除，主要去除视频图像的抖动问题。其中，稳像处理涉及到的方法均为现有技术。
66.作为一种或多种实施方式，如图6所示，若触线的被监控对象为人员，判断人员是
否具有权限，若是，则不报警，否则，则报警；若触线的被监控对象为其他类别，则报警。
67.作为一种或多种实施方式，在获取的视频图像之后还包括对视频图像进行预处理，所述预处理包括对视频进行稳像处理。
68.本实施例的电子围栏可以应用在工业、企业园区、住宅小区、工地、工厂、养老院以及智能安防等领域，本实施例利用海量真实场景数据集训练yolov5检测模型，调整训练集数据结构，使得模型具有优异的泛化性，减少漏检、错检的情况。
69.将yolov5检测模型集成到电子围栏中，利用yolov5检测模型得到类别，当物体存在触线行为时，给出该物体的类别：车类(轿车、卡车、巴士、摩托车、自行车等)、行人、动物(猫类、狗类等)，同时根据逻辑判断是否发出警报。
70.本实施例使用自主大数据量下的人脸数据集训练出来的人脸特征提取模型进行人脸特征提取，实现高准确率的识别功能。对监控画面中的相关人员进行人脸识别，检索出其身份信息，如果未检测到身份信息，则触发报警机制；如果检索到人员信息而没有相关权限，则同样触发报警机制。
71.在设置警戒线区域时，本实施例与现有的电子围栏系统相比较，不需要在实际场景中安装所需繁杂的传感器等部件，在现场安装完毕所需的监控设备后，只需要在监控终端，利用本系统的基于图形用户界面(gui)结合鼠标即可设置完毕。本gui界面由opencv结合pyqt5编写而成，使用opencv中的函数cv2.line()、cv2.polylines()和cv2.puttext()绘制警戒线。
72.本实施例使用多线程技术，对于多个摄像头使用多个线程进行并行处理，这样子可以保证对于多源摄像头的视频不会有先后影响，同时也能保证一个较高的实时性。
73.实施例二
74.本实施例提供了一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统。
75.一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统，包括：
76.电子围栏生成模块，其被配置为：生成电子围栏，包括有向警戒线区域和封闭警戒线区域；
77.触线判断模块，其被配置为：基于获取的视频图像，根据被监控对象的位置信息以及存储在电子围栏的警戒区域信息，判断被监控对象是否满足触线条件；
78.警戒模块，其被配置为：若被监控对象跨越有向警戒线，且监控对象由第一方向向第二方向跨越警戒线，则视为触线；被监控对象由第二方向向第一方向跨越警戒线时，不视为触线；若被监控对象触碰到封闭警戒线或进入到封闭警戒线区域内时，则视为触线。
79.此处需要说明的是，上述电子围栏生成模块、触线判断模块和警戒模块与实施例一中的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
80.实施例三
81.本实施例提供了一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统。
82.如图7所示，一种基于警戒线类别的电子围栏监控系统，包括：监控终端，以及均与监控终端连接的监控摄像头、ups电源、声光报警器和服务器，所述服务器执行时实现如上述实施例一所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
83.本实施例与现有的电子围栏硬件设备相比，模块较少，易于搬移，采购成本较少，功耗较少。
84.实施例四
85.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
86.实施例五
87.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的基于警戒线类别的电子围栏监控方法中的步骤。
88.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
89.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
90.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
91.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
92.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
93.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。