一种提高城市道路监控效率的多机联动控制方法与流程

本发明属于路网监控领域，尤其涉及一种提高城市道路监控效率的多机联动控制方法。

背景技术：
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现有的城市道路监控网络优化不足，监控设备使用效率不够高。而之前所有提高路网监控效率的方法都是从图像处理的角度进行优化，而本发明公开的多机联动控制方法则极具创新性地从物理空间占位及连续性入手，通过调控多个监控摄像头作用的物理空间来优化监控网络和提高监控设备的使用效率。

技术实现要素：
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针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种提高城市道路监控效率的多机联动控制方法，该方法包括：

（1）实现路网监控的最优化设计：综合路网监控中监视器的具体参数及具体位置，通过调整其监视角度和焦距，实现监控的最优化，在监视模式下获取最多的视频信息；

（2）动态管理监控摄像机方位及焦距：当需对某一特定目标持续监控时，自动分配管理监控摄像机实现工作目标；

（3）突发情况下实现多机联动：在有突发情况时，调动事件周围的多个监控摄像机，从多方位监视事件周边情况；

（4）与其他系统信号进行关联操作。

优选的，所述实现监控的最优化具体为对路网层次进行划分且对路网关键节点上的监控进行重点优化。

优选的，所述路网关键节点包括交通运行数据采集关键监测点、基础设施结构安全关键监测点及气象信息采集关键监测点。

优选的，所述动态管理监控摄像机方位及焦距具体为解决路网节点摄像头同步协同和相邻节点间摄像头异步协同的问题，根据交通监控协同网络模型，采用组合化和层次化建模分析方法，动态管理多路网节点间多摄像头的并发监控工作。

优选的，所述实现多机联动首先要分析各个摄像机之间的拓扑关系，利用多视几何学对摄像机拍摄角度建模，有效理清摄像机之间复杂的关系。

优选的，所述突发情况是指影响正常交通运行的，并引起道路通行能力下降的道路条件、交通条件和环境条件。

优选的，所述与其他系统信号进行关联操作包括引入智能视频监控，运用计算机视觉技术、数字图像处理技术，智能分析技术对摄像头传回的交通视频信息进行智能化提取和行为分析以及对交通参数的计算机分析。

本发明有益效果：在常态监视环境中，可以最大化获取路网中车辆目标信息，即视场最大化，图像信息最大化；在目标监控作业过程中，可以实现目标的多命中，即在多机环境下，目标出现平均次数最大化。该方法不从图像处理的角度进行优化，而是从物理空间占位及连续性入手，通过调控多个监控摄像头作用的物理空间来优化监控网络和提高监控设备的使用效率。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为常态监视环境下的云台摄像机A、B示意图。

图2为云台摄像机A、B的互相补位示意图。

图3为正常情况下的道路A、B交汇处的监控摄像机示意图。

图4为突发情况下所有周围摄像机被紧急调动监视事发区域的示意图。

图中：1-道路；2-摄像头A；3-摄像头B；4-摄像头C；5-摄像头D；6-道路A；7-道路B。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-4所示，本实施例的一种提高城市道路监控效率的多机联动控制方法，该方法包括：

（1）实现路网监控的最优化设计：综合路网监控中监视器的具体参数及具体位置，通过调整其监视角度和焦距，实现监控的最优化，在监视模式下获取最多的视频信息；

（2）动态管理监控摄像机方位及焦距：当需对某一特定目标持续监控时，自动分配管理监控摄像机实现工作目标；

（3）突发情况下实现多机联动：在有突发情况时，调动事件周围的多个监控摄像机，从多方位监视事件周边情况；

（4）与其他系统信号进行关联操作。

具体地，实现路网监控的最优化设计：最优化是指在综合路网监控中的监视器的具体参数，在考虑监视器具体位置的基础上，通过调整其监视角度、焦距，实现监控的最优化，在监视模式下获取最多的视频信息。通过路网监控优化，在保证最佳监控效果的基础上，避免监控过于密集，减少成本，避免不必要的浪费。为了实现监控最优，我们必须将路网层次进行划分，降低路网关键监测点辨识的难度，提高关键监测点辨识的效率和准确性。

对于路网的优化，特别是在路网关键节点上的监控，需要进行重点优化，重点的监控节点有以下三种：

1、交通运行数据采集关键监测点，通过分析交通参数，选择和构建能够反映路段单元对路网安全运行系统影响的指标来识别关键路段。

2、基础设施结构安全关键监测点，主要是为了在路网中的关键基础设施上布设相应的监测设备，以获取相关基础数据，实现对路网基础设施结构安全的准确评估。

3、气象信息采集关键监测点，雨、雪、雾、大风等不利气象条件对道路的监控产生了严重的影响，通过气象环境对路网安全运营影响因素的分析，对路网中各路段从气象信息角度进行量化分析，进而实现对该类型关键监测点的辨识。

具体地，动态管理监控摄像机方位及焦距：在最优化监控的基础上，根据具体工作要求，可以动态的联动多台监控摄像机，特别是根据实际工作需要，当对某一特定目标持续监控时，监控网络可以自动的分配管理监控摄像机，来实现工作目标。针对路网节点协同监控中，路网节点摄像头同步协同和相邻节点间摄像头异步协同的问题，根据交通监控协同网络模型，采用组合化和层次化建模分析方法，来动态管理多路网节点间多摄像头的并发监控工作。

具体地，突发情况下实现多机联动：路网监控作为一种技术手段，可以为各类公务机关提供视频图像信息。当有突发情况时，可以调动事件周围的多个监控摄像机，来从多方位监视事件周边情况。同时也可以根据工作需求，扩大监控范围，对事件周边的大范围监控，来进 行预测预防疏导工作。要实现多机联动的功能，首先要分析各个摄像机之间的拓扑关系。利用多视几何学对摄像机拍摄角度建模，可以有效的理清摄像机之间复杂的关系。

交通中的突发事件是指影响正常交通运行的，并引起道路通行能力下降的道路条件、交通条件和环境条件，例如交通事故、人流聚集、冰雪火灾等，其一般表现是事发地点、时间、影响范围随机，无法准确预测；二是事件对正常交通运行具有一定的破坏性，会影响路网通行能力的下降，甚至会引起次发交通事故，对路网通行能力带来更大的破坏。通过多机联动可以及时的获取突发事件的视频信息，对事件的视频档案留存有着不可或缺的帮助，同时也可以为事件处置提供一手信息。同时获取事件周边路网信息，为事件的后继评估提供信息，也可以及时的通过交通调度，缓解事件点交通压力，避免次生事故的发生。

具体地，与其他系统信号进行关联操作：路网监控作为一个信息源，往往需要与其他系统，特别是交通控制信息进行联动，因此需要留出接口实现与其他信号的关联操作，例如当某个路网节点交通管控时，路网监控也能对该节点实施重点监控。引入智能视频监控，运用计算机视觉技术、数字图像处理技术，智能分析技术等对摄像头传回的交通视频信息进行智能化提取和行为分析，实时采集交通流量，车型，车速等交通信息，通过对交通参数的计算机分析，对道路交通行为的判断，自动生成交通控制命令和交通方案，通过接口与交通信号控制系统管理，实现对交通信号的智能控制，以实现不间断的智能交通控制。

下面通过具体实施例来描述本发明的工作原理。

实施例1.常态监视环境多广角摄像机覆盖的目标监控：

常态作业状态采用广角工作状态监视，即获取大视场的图像信息，使得监视摄像机可以获取最多的目标图像信息。如图1，我们可以通过云台摄像机A2和B3对目标进行特征细节信息获取，但由于单个云台摄像机侦查视角θ有限，相邻两个云台摄像机A2和B3之间会存在监控盲区，如果要实现监控摄像机的无盲区覆盖，最大化获取路网中车辆目标信息，就需要对云台摄像机A2、B3进行动态分配管理，调整监视角度实现自动补位。

图2中，当监控摄像机A2转过α角时，道路1中的阴影区域此时成为监控摄像机A2的监控盲区，摄像机B3此时需相应地转过一个β角，尽量做到最大程度地覆盖摄像机A2的监控盲区。当出现摄像机A2失灵的情况，之前其监控的区域全部成为监控盲区，此时摄像机B3应该适当扩大其转动角度，尽可能地覆盖之前摄像机A2的监控区域，直到摄像机A2在更换或修理后恢复监控功能。摄像机B3失灵时同理。这样就从物理空间占位分析的角度实现了监控摄像机之间的互相补位，完成了区域目标数量的优化，从而最大化获取了路网中车辆目标的信息。

实施例2.突发情况目标监控作业的多机联动：

突发情况时，可以调动事件周围的多个监控摄像机，从多方位监视事件周边情况。通过多机联动可以及时的获取突发事件的视频信息，对事件的视频档案留存有着不可或缺的帮助，同时也可以为事件处置提供一手信息。同时获取事件周边路网信息，为事件的后继评估提供信息，也可以及时的通过交通调度，缓解事件点交通压力，避免次生事故的发生。

与此同时，当突发事件周围的多个监控摄像机都被调动监视该区域，监控摄像机原先关注的区域将有一部分成为监控盲区，从而导致一定的信息丢失代价，如果计算此代价得到的结果与调动观测突发事件获得收益相比可以忽略不计，则说明突发情况目标监控作业的多机联动是可行的。

图3为正常情况下的道路A6、道路B7交汇处的摄像机监控状况，每个摄像机都有一块独立的道路监控领域。当发生突发事件时，如图4所示的阴影区域发生交通事故，周围的4个监控摄像机A2、B3、C4、D5都被紧急调动，一起对阴影区域进行监控，从而实现对突发事件区域的多方位监视。这样的动态多机联动调控基于物理空间连续性实现目标的多命中，即在多机环境下目标出现的平均次数最大化。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。