专利名称：多源运动目标检测与跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动控制技术领域，涉及一种多源运动目标检测与跟 踪装置。
背景技术：
监控系统能在人们无法直接观察的场合，却能实时、形象、真实地反 映被监视控制对象的画面，并且形成视频数据库便于日后的检索，它己成 为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具。通常情况下，监 控系统只单一使用摄像头或单一其他目标采集设备对现场情况进行实时采 集，并且只能以单一的方式即以时间为目标对视频数据进行回放。
许多情况下，工作人员需要检索在某一段时间以内是否有某个或者多 个具有一定特征的目标进入和离开监控系统所监控的范围。为了获取视频 资料，工作人员不得不将某一段时间以内的所有监控录像从头到尾浏览一 遍，这不仅需要耗费大量的人力物力和时间，甚至耽误下一步工作的开展 进度。
发明内容
本实用新型是针对现有技术的不足，提供一种多源运动目标检测与跟 踪装置，能从多个角度对目标进行监控，在实现时实监控的同时，提供对 目标历史记录进行快速检索并回放视频录像。
本实用新型包括四个摄像头、两个射频探测器、硬盘录像机、视频监 视器、视频信息处理器、射频信息采集器、射频信息处理器、视频数据库 服务器、视频检索服务器、交换机。四个摄像头分别通过视频同轴线与硬
盘录像机连接。输入信号要求为PAL/NTSC BNC (1.0VP_ p，75Q);摄像机应安装在合适的位置，避免逆光、低光照环境，否则要 采用效果良好的逆光补偿摄像机、低照度摄像头；信号线和屏蔽线都应牢 固、良好地连接，避免虚焊、搭焊，避免氧化。硬盘录像机通过
10/100B。seT以太网线与视频信息处理器连接。射频探测器通过专业 射频信号线与射频信息采集器的两个Reverse SMA天线接口连接， RFID频率范围采用865Mhz。射频信息采集器通过串口线与射频信息 处理器的RS232接口连接，将其读取的射频信息传输到射频信息处理 器。视频信息处理器、视频数据库服务器、视频检索服务器，以及射频信 息处理器都通过1 0/1 OOBaseT以太网线与交换机实现互联。
本实用新型采用多元的目标采集设备如摄像头和RFID采集设备对目 标进行多个特征的采集。其中， 一个硬盘录像机可根据需要同时连接多个 摄像头，RFID采集设备可根据需要设置多个阅读器。硬盘录像机能将摄 像头将采集到的视频信号转变为数字信号并存储在硬盘中，视频信息处理 器对其中的信息按照事先设定好的分类进行分类处理。RFID采集设备由 标签、阅读器和天线组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上 标识目标对象，阅读器是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，阅读器 可根据需要设计为手持式或固定式，天线在标签和读取器间传递射频信 号。RFID采集设备采集到的RFID信息由视频信息处理器按照事先设定 好的分类进行分类处理。视频信息处理器或RFID信息处理器将处理后的 数据经由交换机以关键词为索引项存放于视频检索数据库中，视频检索服 务器以相应的关键词如作为检索信息，读取视频检索数据库中的相关记录 并进行视频回放。这样便节省了大量的回放时间。
图1为本实用新型的系统功能框图。
图2后端软件体系结构。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步描述
如图1所示，本实用新型的多源运动目标检测与跟踪系统，由四个 摄像头(1 — 1 1 一4)、两个RFID采集设备(2—1禾卩2 — 2)、硬盘录 像机3、视频监视器4、 RFID信息采集器5、视频信息处理器6、视频
检索数据库7、视频检索服务器8 、 RFID信息处理器9和交换机1〇 构成。其中， 一个硬盘录像机可根据需要同时连接多个摄像头，RFID采 集设备可根据需要设置多个阅读器。硬盘录像机将摄像头将采集到的视频 信号转变为数字信号并存储在硬盘中，视频信息处理器对其中的信息按照 事先设定好的分类进行分类处理。RFID采集设备由标签、阅读器和天线 组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象，阅读 器是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，阅读器可根据需要设计为手 持式或固定式，天线在标签和读取器间传递射频信号。RFID采集设备采 集到的RFID信息由视频信息处理器按照事先设定好的分类进行分类处 理。视频信息处理器或RFID信息处理器将处理后的数据经由交换机以关 键词为索引项存放于视频检索数据库中，视频检索服务器以相应的关键词 如作为检索信息，读取视频检索数据库中的相关记录并进行视频回放。
视频分析子系统或者应用服务子系统与视频检索子系统进行如下的消 息交互，如图2所示
(1)视频分析子系统向视频检索子系统发送一个目标进入消息，该消息
的消息号为0，消息格式如下所示
(0，索引类别数，索引类别，索引值，目标号，目标位置信息) 该消息中，除目标号为可选项外，其它各项为必选项。当索引类别是 0 99的第一类标识时，它标识一个明确的目标，此时不必包含目标 号；当索引类别是100 255的第二类标识时，它表示具有某种属性的 一类目标，此时须用目标号表示一类目标中的某一目标。视频检索子系统 在接收到该消息后，通过检查索引类别确定是否存在目'标号。 例 ( ， 1 ，〇，23,4 + 6)
视频检索子系统接收到该消息后，首先检查索引类别数，发现其索引
类别数为1，表示只有一个索引类别；然后检查索引类别，发现其索引类
别值是O，表明其是第一类标识，因此没有目标号。索引类别值为0，表示 该索引类别为RFID，索引值为23,表示RFID的标签值为23。此吋应在视频数据库中以RFID为索引类别创建一个索引值为23的记录，该记 录中当前位置项中填写4 + 6这一位置数据，表示该目标的当前空间位置 是4，进入该特定位置区域的帧号是6。如果索引类别数大于1，则可采 用上述相同的步骤，创建其它索引类别的索引值的记录。 一般来说，此时 的索引类别均是第二类标识，因为第一类标识只需一个索引类别即可明确 标识一个目标。
(2)视频分析子系统向视频检索子系统发送一个目标离开消息，该消息 的消息号为1，消息格式如下所示 (1，索引类别数，索引类别，索引值，目标号，目标位置信息) 该消息中，除目标号为可选项外，其它各项为必选项。当索引类别是 0 99的第一类标识时，它标识一个明确的目标，此时不必包含目标 号；当索引类别是100 255的第二类标识时，它表示具有某种属性的 一类目标，此时须用目标号表示一类目标中的某一目标。视频检索子系统 在接收到该消息后，通过检査索引类别确定是否存在目标号。 例(1 ，2， 1 01 +1 02， 1 +2， 5， 7 + 10)
视频检索子系统接收到该消息后，首先检査索引类别数，发现其索引 类别数是2，表明其存在索引类别组，并且索引类别的个数为2;然后检 查索引类别组，发现其第一个索引类别值是101，表明其是第二类标识， 因此消息中应含有目标号。索引类别值为101，表示该索引类别为颜色， 提取第一个索引值，其索引值为1，表示颜色为蓝色。此时应搜索视频数 据库中以颜色为索引类别，索引值为蓝色的记录，从消息的目标位置信息 和目标号中可确定目标为7: 5，把该目标当前位置记录包含的起始帧 号，拷贝到该目标历史位置记录，把消息的目标位置信息包含的帧号10 作为该目标历史位置记录的终止帧号。删除该目标当前位置记录。
同上所述，提取索引类别组中的第二个索引类别，发现其索引类别值 是102,表明其是第二类标识，因此消息中含有目标号。索引类别值为 102，表示该索引类别为形状，提取第一个索引值，其索引值为2，表示
该目标为某种形状如方形。此时应搜索视频数据库中以形状为索引类别， 索引值为方形的记录，从消息的目标位置信息和目标号中可确定目标为 7: 5，把该目标当前位置记录包含的起始帧号，拷贝到该目标历史位置 记录，把消息的目标位置信息包含的帧号10作为该目标历史位置记录的 终止帧号。删除该目标当前位置记录。
(3)应用服务子系统向视频检索子系统发送一个历史记录查询消息，该 消息的消息号为2，消息格式如下所示
(2，索引类别数，索引类别(组)，索引值(组)) 视频检索子系统接收到该消息后，首先检查索引类别数，如果索引类 别数等于1，此时仅存在一个索引类别，如果该索引类别同时又是第一类 标识，则直接取出相应索引类别、索引值的历史记录内容和当前记录中自 进入帧至当前帧的内容，播放这些视频片段。如果索引类别不是第一类标 识，则其只是描述了一类目标，即可能存在同一类型的多个目标，此时可
能要对视频片段求并集。如7: 5 + 23_77; 7: 6 + 33 — 51求并集后 为7 + 23 — 77。又如7: 3 + 23-77;7: 6 + 34-88;求并集后为 7 + 23-88。上述并集运算应作用于相应索引类别、索引值的历史记录 和当前记录。如果索引类别数大于1，表明应用服务子系统要求多索引值 联合查询，此时应先对不同索引值检索获得的同一目标视频片段求交集， 然后对求得的结果再求并集。同理上述交集和并集运算应作用于相应索引 类别、索引值的历史记录和当前记录 例(2， 2， 1 01 +1 00， 0+1 )
视频检索子系统接收到该消息后，首先检查索引类别数，发现其值为 2，表明这是一个多索引值联合查询，然后提取第一个索引类别和索引值 为101和O,其意义为颜色为红色的目标，找到红色目标的记录；提取第 二个索引类别和索引值为100和1，其意义为类别为小汽车的目标，于 是该多索引值联合査询的逻辑意义为查询红色小汽车，此时在红色目标和 小汽车二个记录中寻找目标号相同的记录，对所有这些记录做并集操作，
即可得到所有的红色小汽车记录。这里的记录同样包括历史记录和当前记 录。
(4)应用服务子系统向视频检索子系统发送一个当前记录查询消息，该 消息的消息号为3，消息格式如下所示
(3，索引类别数，索引类别(组)，索引值(组))
视频检索子系统接收到该消息后，首先检查索引类别数，如果索引类 别数等于1 ，表明此时仅存在一个索引类别，如果该索引类别同时又是第 一类标识，则直接取出相应索引类别、索引值的当前记录中当前帧的内容 并进行播放，由于此时目标是明确的，因此当前记录中仅包含一个目标的 记录。如果索引类别不是第一类标识，则其只是描述了一类目标，即可能 存在同一类型的多个目标，此时取出相应索引类别、索引值的当前记录中 所有可能目标的当前帧的内容，并进行播放。如果索引类别数大于1，表 明应用服务子系统要求多索引值联合查询，此时应先对不同索引值检索获 得的同一目标当前视频流求交集，然后对求得的结果再求并集。
例(3， 2， 1 01 +1 00， 0+1 )
视频检索子系统接收到该消息后，首先检査索引类别数，发现其值为
2，表明这是一个多索引值联合查询，然后提取第一个索引类别和索引值 为101和O，其意义为颜色为红色的目标，找到红色目标的当前记录；提 取第二个索引类别和索引值为100和1，其意义为类别为小汽车的目 标，于是该多索引值联合査询的逻辑意义为观看红色小汽车的当前视频 流，此时在红色目标和小汽车二个索引值的当前记录中寻找目标号相同的 记录，并对所有这些记录做并集操作，即可得到所有的红色小汽车的当前 记录。
权利要求1、多源运动目标检测与跟踪装置，包括四个摄像头，其特征在于四个摄像头分别通过视频同轴线与硬盘录像机连接，硬盘录像机与视频监视器连接，并通过10/100BaseT以太网线与视频信息处理器连接；两个射频探测器分别通过射频信号线与射频信息采集器的两个ReverseSMA天线接口连接；射频信息采集器通过串口线与射频信息处理器的RS232接口连接；视频信息处理器、视频数据库服务器、视频检索服务器以及射频信息处理器均通过10/100BaseT以太网线与交换机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种多源运动目标检测与跟踪装置。目前的装置难以检索在一段时间内是否有某个或者多个具有一定特征的目标进入和离开。本实用新型中四个摄像头分别与硬盘录像机连接，硬盘录像机分别与视频监视器连接和视频信息处理器连接；两个射频探测器与射频信息采集器的两个Reverse SMA天线接口连接；射频信息采集器与射频信息处理器连接；视频信息处理器、视频数据库服务器、视频检索服务器以及射频信息处理器均通过10/100BaseT以太网线与交换机连接。发明内容本实用新型能从多个角度对目标进行监控，在实现时实监控的同时，提供对目标历史记录进行快速检索并回放视频录像，节省了大量的回放时间。
文档编号G06F17/30GK201204665SQ20082008438
公开日2009年3月4日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者杨海波, 王修晖, 王勇刚 申请人:浙江树人大学