一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统及方法与流程

本发明涉及监控领域，具体涉及一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统及方法。

背景技术：

近年来，随着信息技术、网络技术的迅猛发展，智慧城市信息化改革的不断深入，全国各地的城市视频监控联网系统发展非常迅速，在各部门的领导下，各级机关统一部署，大力推进视频监控联网系统的建设，为提高城市防控能力和城市管理能力起到了良好的作用。

“天网监控系统”利用设置在大街小巷的大量摄像头组成了监控网络，结合地理信息系统，是公安机关打击街面犯罪的一项法宝，是城市治安的坚强后盾。所谓“天网恢恢，疏而不漏”。现在各大城市基本上都在运行此套系统。“天网监控系统”是“科技强警”的标志性工程。公安机关通过监控平台，可以对城市各街道辖区的主要道路、重点单位、热点部位进行24小时监控，可有效消除治安隐患，使发现、抓捕街面现行犯罪的水平得到提高。

然而随着科技的迅速发展，二维地图结合“天网监控系统”的局限性日渐凸显，其监控的现场信息不够真实、丰富和直观，给监控应用带来较大的制约。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统及方法，可以真实、丰富和直观的显示监控现场的信息，实现平面到立体的全视角全方位的“天网”覆盖。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统，包括数据采集模块、数据库生成模块和监控模块，

所述数据采集模块，其用于采集待监控区域的倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据；

所述数据库生成模块，其用于根据所述倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据分别对应建立真三维模型数据库和视频监控资源数据库；

所述监控模块，其用于将所述真三维模型数据库和所述视频监控资源数据库进行无缝贴合，生成全视角立体真三维场景。

本发明的有益效果是：本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统将实景三维与视频监控的无缝贴合，实时平面到立体的全视角覆盖，提高了整体的仿真度高，并能提供更真实、更丰富和更直观的现场信息。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述数据采集模块包括监控摄像头和搭载在无人机上的倾斜摄影相机，其中，所述倾斜摄影相机用于采集待监控区域的倾斜摄影图像数据，所述监控摄像头用于采集待监控区域的定点视频监控数据。

进一步，无人机飞行的航向重叠度不低于80％，旁向重叠度不低于60％。

采用上述进一步方案的有益效果是：无人机飞行的航向重叠度不低于80％，旁向重叠度不低于60％，可以保证真三维模型建模数据的质量，使得真三维模型更加精准。

进一步，所述数据库生成模块具体用于，将所述倾斜摄影图像数据通过照片建模技术生成真三维模型，并采用lod树型金字塔模型对所述真三维模型切片后入库形成真三维模型数据库。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用lod树型金字塔模型对所述真三维模型切片后入库，可以保证数据的浏览效率和空间关系的正确性。

进一步，所述数据库生成模块具体用于，将所述定点视频监控数据和监控摄像头的属性进行建档并入库形成视频监控资源数据库；

进一步，所述监控模块具体用于，根据所述监控摄像头的属性将所述定点视频监控数据手动调整无缝贴合至真三维模型对应的位置信息上。

基于上述一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统，本发明还提供一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法。

一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法，包括以下步骤，

s1，采集待监控区域的倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据；

s2，根据所述倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据分别对应建立真三维模型数据库和视频监控资源数据库；

s3，将所述真三维模型数据库和所述视频监控资源数据库进行无缝贴合，生成全视角立体真三维场景。

本发明的有益效果是：本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法将实景三维与视频监控的无缝贴合，实时平面到立体的全视角覆盖，提高了整体的仿真度高，并能提供更真实、更丰富和更直观的现场信息。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在所述s1中，利用搭载在无人机上的倾斜摄影相机采集待监控区域的倾斜摄影图像数据；利用监控摄像头采集待监控区域的定点视频监控数据。

进一步，无人机飞行的航向重叠度不低于80％，旁向重叠度不低于60％。

采用上述进一步方案的有益效果是：无人机飞行的航向重叠度不低于80％，旁向重叠度不低于60％，可以保证真三维模型建模数据的质量，使得真三维模型更加精准。

进一步，在所述s2中，将所述倾斜摄影图像数据通过照片建模技术生成真三维模型，并采用lod树型金字塔模型对所述真三维模型切片后入库形成真三维模型数据库。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用lod树型金字塔模型对所述真三维模型切片后入库，可以保证数据的浏览效率和空间关系的正确性。

进一步，在所述s2中，将所述定点视频监控数据和监控摄像头的属性进行建档并入库形成视频监控资源数据库；

在所述s3中，根据所述监控摄像头的属性将所述定点视频监控数据手动调整无缝贴合至真三维模型对应的位置信息上。

附图说明

图1为本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统的结构框图；

图2为本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统的架构图；

图3为本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统，包括数据采集模块、数据库生成模块和监控模块，

所述数据采集模块，其用于采集待监控区域的倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据；

所述数据库生成模块，其用于根据所述倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据分别对应建立真三维模型数据库和视频监控资源数据库；

所述监控模块，其用于将所述真三维模型数据库和所述视频监控资源数据库进行无缝贴合，生成全视角立体真三维场景。

在本具体实施例中：

所述数据采集模块包括监控摄像头和搭载在无人机上的倾斜摄影相机，其中，所述倾斜摄影相机用于采集待监控区域的倾斜摄影图像数据，所述监控摄像头用于采集待监控区域的定点视频监控数据。

无人机搭载倾斜摄影相机实现对待监控区域的倾斜摄影图像数据进行采集前，需要根据待监控区域的现场情况，进行实地踏勘并布设人工标志，基本原则为：1)根据现场实地情况设置最优的无人机行高以及航线规划；2)为了保证真三维模型数据的质量，倾斜摄影飞行的航向重叠度不得低于80％，旁向重叠度不得低于60％；3)为了保证数据配准精度，扫描过程中根据情况相控点，需根据测区地形地貌特征以及建模精度布设地面控制点，控制点布设应遵循“分布合理，有效控制测区精度”的原则；4)当天扫描完成后检查扫描数据的完整性，防止漏测。控制点布设：采用gnss实时动态定位系统rtk测量仪器，配合全站仪，水准仪以及当地cors(连续运行参考站系统)等坐标系统信息，准确测量控制点的三维坐标,针对每个控制点的实际位置应当制作点之记，针对所有控制点在测区的分布应当绘制整体分布图，以便后期进行三维建模时能够快速准确的将控制点测设在三维地形图上。

所述数据库生成模块具体用于，将所述倾斜摄影图像数据通过照片建模技术生成真三维模型，并采用lod树型金字塔模型对所述真三维模型切片后入库形成真三维模型数据库。无人机搭载倾斜摄影相机采集的倾斜摄影图像数据中含有gps信息，能够快速导入三维重建相关软件进行处理；结合控制点信息，可以获取到高精度数据成果。内业数据处理主要流程包括相片的美化，相片控制点选择与刺点，空中三角测量和模型重建。另外，倾斜摄影过程中由于天气、光纤以及现场实际情况的影响会影响数据的显示质量，因此，倾斜摄影真三维数据进行重建完后还要对路面和楼层进行一定的精修和美化。

所述数据库生成模块具体用于，将所述定点视频监控数据和监控摄像头的属性进行建档并入库形成视频监控资源数据库。其中监控摄像头的属性包括各个监控摄像头的坐标位置、编号、型号、位置信息，生产日期，事故率等；在所述监控模块中，将所述真三维模型数据库和所述视频监控资源数据库进行无缝贴合的具体过程为，根据所述监控摄像头的属性将所述定点视频监控数据手动调整无缝贴合至真三维模型对应的位置信息上。手动微调使视频监控与真三维场景结合实际场景的匹配更精确。

图2为本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统的架构图，主要分为三层：

信息采集层

无人机搭载倾斜摄影相机进行倾斜摄影以及监控摄像头进行视频监控；

数据库层

无人机航飞倾斜摄影数据经空间三维处理后形成真三维模型，并按照金字塔模型对所述真三维模型切片处理后入库生成真三维模型数据库；监控摄像头的定点视频监控数据建立视频监控资源数据库。

监控层(即应用层)

将真三维模型和视频监控资源数据库进行无缝贴合，形成全视角立体真三维场景，实现对待监控区域实时动态的立体监控；具体可以进行如下监控应用：

实景报案：

通过原有的二维地图结合天网联动监控设备与真三维进行无缝对接，达到实时平面立体全视角覆盖，实现实景报案。

真三维场景监控视频巡逻:

通过真三维场景，可以身临其境般的查看所关心区域的真实场景，通过真三维上面布设的监控系统，可以实现实时动态的监控视频巡逻功能。

三维标注:

通过真三维场景，可以查看摄像头的空间坐标位置和实时视角，结合周围场景进行精准定位，比如道路的方向和视角等，提供更多的空间信息辅助调度指挥。

数据快速更新:

传统的仿真建模技术无法满足城市快速发展的建模需求。真三维模型采用的自动建模技术与智能场景分析技术可大幅提升建模效率和城市信息采集能力。

真三维模型建模所采用的三维数据由无人机搭载倾斜摄影相机高效采集，并通过照片建模技术快速生成实景三维，大幅度缩短数据库更新周期；同时真实的记录城市的发展变迁和各种事件的应急指挥环境，打造警用影像博物馆，为城市安全应急指挥提供历时参考和决策依据。

本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统是通过摄影测量数字化创新并结合地理信息系统开发的，将倾斜摄影真三维模型与“视频监控”通信连接，实现平面到立体的全视角全方位的“天网”覆盖，完成真三维“监控”地理信息系统建设，有效的解决监控与二维地图盲区的问题。

本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统将倾斜摄影真三维模型与视频监控相结合构成基础地理数据，不仅提供了空间位置信息、细致的环境信息以及实时的监控信息，为各部门安全措施提供强大的支撑。

将倾斜摄影真三维模型与视频监控相结合构成的基础地理数据库，丰富了基础数据，拓展了业务应用，弥补了传统矢量影像数据的缺陷，还原了现场的真实环境。具有以下特点：

1.打造实景可视化的地理信息系统数据库，将全场景的市容市貌在电脑中实景化再现与视频监控实现实时与全场景的无缝贴合。

2.基于实景影像采集的监控基础地理真三维模型数据库结合原有公共数据、业务专题数据内容的采集更新，为监控系统提供必需的数据建设内容。

3.通过实景三维结合视频监控，可实现真实场景的视频巡逻功能，如：报案事件、危险源的可视化定位管理、建筑物及通道的测量和评估、实景化的预案制作和指挥调度等。

4.为城市安全应急指挥的领导或市委市政府领导提供远程的可视化的应急预案；不管白天还是晚上，都可以在第一时间进行身临其境的决策指挥。

5.真实的记录城市的发展变迁和各种事件的应急指挥环境，为城市安全应急指挥提供历时参考和决策依据。

基于上述一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统，本发明还提供一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法。

一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法，利用上述一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控系统进行监控，包括以下步骤，

s1，采集待监控区域的倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据；

s2，根据所述倾斜摄影图像数据和定点视频监控数据分别对应建立真三维模型数据库和视频监控资源数据库；

s3，将所述真三维模型数据库和所述视频监控资源数据库进行无缝贴合，生成全视角立体真三维场景。

在本具体实施例中：

在所述s1中，利用搭载在无人机上的倾斜摄影相机采集待监控区域的倾斜摄影图像数据；利用监控摄像头采集待监控区域的定点视频监控数据。

无人机飞行的航向重叠度不低于80％，旁向重叠度不低于60％。

在所述s2中，将所述倾斜摄影图像数据通过照片建模技术生成真三维模型，并采用lod树型金字塔模型切片后入库形成真三维模型数据库。

在所述s2中，将所述定点视频监控数据和监控摄像头的属性进行建档并入库形成视频监控资源数据库；在所述s3中，根据所述监控摄像头的属性将所述定点视频监控数据手动调整无缝贴合至真三维模型对应的位置信息上。例如：真三维模型上的不同点都有一个空间坐标(真三维模型其实就是对现场的一个模拟)，视频监控是在现场的某一点上进行的，将视频监控的数据移到真三维模型对应位置上，使视频监控的数据与真三维模型上对应点的坐标重合就可以实现无缝贴合。

本发明一种基于倾斜摄影真三维模型的立体监控方法将实景三维与视频监控的无缝贴合，实时平面到立体的全视角覆盖，提高了整体的仿真度高，并能提供更真实、更丰富和更直观的现场信息；同时，无论白天、黑夜都能实时的掌控现场真实场景环境，另外真三维场景加视频监控的利用可以更好更直观的实现视屏联动、巡逻的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。