一种非主动配合人员大范围轨迹采集方法与流程

本发明属于信息处理技术领域，具体的涉及一种非主动配合人员大范围轨迹采集方法。

背景技术：

近年来，伴随城市化的发展，在城市中生活的人越来越多，城市在快速发展的同时也面临着严重的公共安全问题，虽然当前存在着门禁、监控等主动和被动监管手段，但是无法对人在离开门禁及监控区域的行为轨迹做出有效采集，特别是在一个国家、政府、军队等涉密或重要场所，对人的行为大范围轨迹采集可以有效发现不法份子，打击违法、间谍等人员行动。

当前，定位技术在室外范围主要有美国全球定位系统(globalpositionsystem，gps)、欧洲伽利略系统、我国北斗系统等，而在室内范围的定位包括基于摄像机、rfid、超宽带定位(ultra-wide-band，uwb)、wlan/wifi等技术，这两类系统或技术实现了对主动配合的人员的定位。伴随手机等移动设备的普及应用，人们通常会随身携带手机，故基于手机的定位成为在gps、北斗等定位之外又一有效方法。

对于手机的定位主要可以依赖于对手机信号的探测技术，其中主要是手机基站信号和wifi信号。探测的基本思路是通过模仿基站或wifi热点发送信息，并根据手机返回信息来对手机进行定位。该方法中由于国家规定不得使用模仿基站来发送信息，因此对手机的定位在合法的路径上主要是依托wifi信号的探测，相关研究比较多。其中，黄昊权等人发明的“基于移动终端与wifi探针的目标定位方法及其系统”、张寿权等人发明的“一种基于wifi探针的行为大范围轨迹采集方法与流程”等专利，以及高见等人所做的“基于wifi探针的预警系统设计与研究”工作，都是依托wifi信号探测来完成对目标定位和行为轨迹的采集，但是此类方式记录的是设备轨迹，无法识别人员信息。此外，梁鹏等人研究的“基于人脸识别和无线射频识别的行人移动轨迹监控系统及实现”成果基于无线射频装备进行定位，该设备需要主动配合，且仅在室内范围进行识别。李金屏等人发明的“基于动态人脸识别与wifi定位的移动考勤系统及其方法”需要人员主动配合考勤系统来实现考勤，覆盖范围小，且无法对人员轨迹进行记录。

基于wifi探针的研究主要集中于对设备mac进行判别的层次，无法从物理设备的mac地址采集上升到具体人的采集，缺乏物理设备到人员的关联关系，现有研究都是基于采集对象主动配合的方式来完成人和设备的关联。为了克服该问题，本专利通过无需主动配合的人脸识别和wifi探针定位技术，并基于两者在时空上的关联关系，完成行人和手机的关联。同时，由于wifi探针覆盖距离有限，且精确定位人员需要多个设备进行定位，应用范围和成本都相对较大，因此本专利提出一种面向更大范围的采集方法，而非局限于多个wifi探针的精确定位。

技术实现要素：

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非主动配合人员大范围轨迹采集方法。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非主动配合人员大范围轨迹采集方法包括如下步骤：步骤一：在待采集的区域范围内，安装无线网络接入设备ap及数据服务器；步骤二：携带手机的用户在经过所述无线网络接入设备ap所覆盖的区域时，所述无线网络接入设备ap通过wifi探针获取手机的mac地址和rssi信号值；步骤三：所述无线网络接入设备ap将获取的手机mac地址和rssi信号值打包上传到所述数据服务器；步骤四：所述数据服务器接收无线网络接入设备ap的上传数据，并将数据中的rssi信号值转换为手机设备距离无线网络接入设备ap的距离；步骤五：在特定无线网络接入设备ap位置安装摄像机，用于实时拍摄经过摄像机摄录范围内的行人，要求所部署的摄像机可以拍摄到清晰可辨识的人脸；步骤六：携带手机的用户在经过所述摄像机摄录范围内时，摄像机摄录的视频上传至处理服务器，所述处理服务器处理视频得到人脸照片并上传到所述数据服务器；步骤七：所述数据服务器将同一位置同一时间由无线网络接入设备ap所上传的mac地址和由摄像机设备所上传的人脸照片进行关联后存入数据库中；步骤八：用户对所述数据服务器的数据库数据进行查询或浏览，显示人脸照片和轨迹。

优选地，在步骤一中具体包括如下步骤：

选择适当的无线网络接入设备ap的安装位置，保证对采集区域的有效覆盖；

每个无线网络接入设备ap通过网线或光纤连接到互联网或内部局域网实现互联互通；

为每个无线网络接入设备ap应提供电源供电，保障设备有效运行。

优选地，在步骤二中具体包括如下步骤：

无线网络接入设备ap通过轮转扫描方式侦测覆盖区域内各个wifi频段，获取每个wifi频段内各设备ap的广播数据包；

当用户携带开启wifi功能的手机设备进入无线网络接入设备ap覆盖区域，手机设备接收到无线网络接入设备ap的广播数据包后，返回设备mac和rssi信号值等信息。

优选地，在步骤三中具体包括如下步骤：

无线网络接入设备ap在获取手机设备的相关信息后，对数据包进行预处理；

无线网络接入设备ap将预处理后的信息存储于sd卡中，并根据设置上传数据包到数据服务器。

优选地，在步骤四中具体包括如下步骤：

数据服务器接收数据并对数据中的rssi信号值进行转换；

数据服务器将转换后的数据存储于数据服务器的数据库中。

优选地，在步骤五中具体包括如下步骤：

选定某个无线网络接入设备ap，在其周边适当位置安装摄像机，摄像机可以是网络摄像机或usb摄像机；

摄像机为网络摄像机时，摄像机通过网线接入互联网或内部局域网，所拍摄的视频数据由网络传输到处理服务器；

摄像机为usb摄像机时，摄像机通过usb连接到嵌入式终端设备，终端设备直接获取视频数据并传输到处理服务器；

将同一位置的摄像机id和无线网络接入设备ap进行关联，关联信息存入数据服务器数据库中。

优选地，在步骤六中具体包括如下步骤：

携带手机用户在通过所述摄像机的摄录区域时，摄像机摄录场景视频并传输到所述处理服务器；

处理服务器通过人脸检测算法获取视频中人脸区域，提取人脸照片；

按照预定时间或周期将人脸照片上传到数据服务器上。

优选地，在步骤七中具体包括如下步骤：

对与摄像机无关联的无线网络接入设备ap上传的mac地址数据，数据服务器在数据库中查找是否存在相同的mac地址，若存在，表明该手机设备属于已有记录，直接更新数据库中的记录；若不存在，添加一个新的记录到数据库中；

同一手机设备(mac地址)可匹配存在多个人脸照片，这些人脸照片可以是不同时间或不同地点采集的；

若摄像机只拍摄到一张人脸图片且同一时刻相关联的无线网络接入设备ap上传的mac信息只有一个，则可以将人脸照片和mac关联，完成人脸和手机设备的关联；

若摄像机只拍摄到一张人脸图片但同一时刻相关联的无线网络接入设备ap上传了两个或两个以上的mac地址时，则先根据mac地址查找记录，若不存在mac地址，则添加一条无人脸照片的mac记录到数据库中；若存在mac地址，则继续将人脸图片进行比对，若比对相同则加入一条记录。

优选地，在步骤八中具体包括如下步骤：

用户选择一个时间段，浏览所有记录，或查看记录统计信息。若记录中存在人脸照片，则点击记录可显示人脸照片；

用户选择一个时间段并提供mac地址，查询对应mac地址在该时间内的所有记录，可选择在地图上呈现所有记录，并以箭头方式显示经过的轨迹；

用户提供人脸照片，可根据人脸照片识别可能的人员信息，并提供该人员的活动记录和轨迹呈现。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明提供非主动配合人员大范围轨迹采集方法中，基于手机wifi信号定位与人脸识别的相互配合，在部署和正常开启无线网络接入设备和摄像机等设备后，携带开启wifi的手机用户进入监视区域后，无需用户主动配合，该方法可自动获取人脸照片和手机mac地址等信息，经关联后手机设备经过其它无线网络接入设备ap所覆盖区域，可获取对应手机mac信息，所有数据记录可通过数据库查询获得，并可同步显示人脸照片和轨迹信息，实现对非主动配合人员大范围轨迹的采集。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于手机wifi信号定位与人脸识别的非主动配合人员大范围轨迹采集方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

请参阅图1，本发明实施方式提供一种基于手机wifi信号定位和人脸识别的非主动配合人员大范围轨迹采集方法，所述方法包括以下步骤：

步骤s1：在待采集的区域范围内，安装若干个无线网络接入设备ap及一个数据服务器。

在本实施方式中，无线网络接入设备ap的安装位置主要位于道路的交叉口或有重要设施设备的位置，其部署个数由待采集区域内的设施和道路的形状及面积决定，每个道路交叉口或设施处部署不少于1个。若设施或路口区域面积超出了ap的覆盖范围，则应该适当增加ap的数量；同时，对于较长的道路可间隔500米或1000米部署1个设备ap。以保证对待采集的有效覆盖。每个无线网络接入设备ap通过网线或光纤连接到互联网或内部局域网，实现无线网络接入设备ap各节点之间的互联互通。每个无线网络接入设备ap应提供电源供电，供电设备可以是直流电源、移动电源或太阳能、风能等转换供电，供电需有可靠的稳压措施保障设备的可靠运行，防止设备损坏。

步骤s2：携带手机的用户在经过所述无线网络接入设备ap所覆盖的区域时，所述无线网络接入设备ap通过wifi探针获取手机的mac地址和rssi信号值。

在本实施方式中，无线网络接入设备ap部署完成后，开启扫描功能，通过轮转扫描方式侦测覆盖区域内各个wifi频段，获取每个wifi频段内各设备ap的广播数据包。当用户携带开启wifi功能的手机设备进入无线网络接入设备ap覆盖区域，手机设备接收到无线网络接入设备ap的广播数据包，则返回设备相关信息，包括设备mac和rssi信号强度。

步骤s3：所述无线网络接入设备ap将获取的手机mac地址和rssi信号值打包上传到所述数据服务器。

在本实施方式中，无线网络接入设备ap中的wifi探针在获取手机设备的相关信息后，对数据包进行预处理，去除无效信息，保留采集时间、设备mac地址和信号强度等。无线网络接入设备ap将预处理后的信息预先存储于sd卡中，并按照预定时间或周期将sd卡中的数据包增量上传到服务器上，或者根据服务器要求不定时上传数据包。

步骤s4：所述数据服务器接收无线网络接入设备ap的上传数据，并将数据中的rssi信号值转换为手机设备距离无线网络接入设备ap的距离。

在本实施方式中，数据服务器以c/s方式对客户端无线网络接入设备ap进行管理，并接收客户端上传的数据，对上传上来的数据中的rssi信号值进行转换，转换公式由经验数据获得，在部署ap后通过测定多组固定距离的ap设备rssi强度，完成rssi信号强度到距离的映射关系。对新的rssi信号值，直接根据映射关系完成转换。对于完成转换的数据存储于数据服务器的数据库中。

步骤s5：在特定无线网络接入设备ap位置安装摄像机，用于实时拍摄经过摄像机摄录范围内的行人，要求所部署的摄像机可以拍摄到清晰可辨识的人脸。

在本实施方式中，摄像机通常可部署于区域入口或通道入口，在无线网络接入设备ap部署的周边位置，如：水平1～3米范围内，将摄像机部署在高度约2米到3米的地方，如墙壁或支撑杆位置，相机镜头水平稍向下拍摄行人正面视频，摄像机可以是网络摄像机或usb摄像机。摄像机为网络摄像机时，摄像机通过网线接入互联网或内部局域网，同时通过交流电源供电。摄像机拍摄的视频数据由网络传输到处理服务器。摄像机为usb摄像机时，摄像机通过usb连接到嵌入式终端设备，终端设备直接获取视频数据并传输到处理服务器。将同一位置的摄像机id和无线网络接入设备ap进行关联，关联信息存入数据服务器数据库中。

步骤s6：携带手机的用户在经过所述摄像机摄录范围内时，摄像机摄录的视频上传至处理服务器，所述处理服务器处理视频得到人脸照片并上传到所述数据服务器。

在本实施方式中，在摄像机拍摄区域限制一人通行，携带手机用户在正面通过所述摄像机位置时，摄像机拍摄到用户经过时的场景视频帧，摄像机数据传输到所述处理服务器。所述处理服务器通过人脸检测算法检测视频中人脸区域，提取人脸照片，将拍摄时间、相机设备id等与照片一并压缩后上传至数据服务器。人脸检测结果按照预定时间或周期将数据包增量上传到数据服务器上，或者根据服务器要求不定时上传数据包。

步骤s7：所述数据服务器将同一位置同一时间由无线网络接入设备ap所上传的mac地址和由摄像机设备所上传的人脸照片进行关联后存入数据库中。

在本实施方式中，数据服务器接收到无线网络接入设备ap所上传的mac地址等信息，以及摄像机服务器设备上传的人脸照片等，利用无线网络接入设备ap和摄像机id的关联信息，数据服务器将同一时间点的人脸照片数据与手机设备的mac地址数据进行关联。对与摄像机无关联的无线网络接入设备ap上传的mac地址数据，数据服务器在数据库中查找是否存在相同的mac地址，若存在，表明该手机设备属于已有记录，直接更新数据库中的记录；若不存在，添加一个新的记录到数据库中。同一手机设备(mac地址)可匹配存在多个人脸照片，这些人脸照片可以是不同时间或不同地点采集的；若摄像机只拍摄到一张人脸图片且同一时刻相关联的无线网络接入设备ap上传的mac信息只有一个，则可以将人脸照片和mac关联，完成人脸和手机设备的关联；若摄像机只拍摄到一张人脸图片但同一时刻相关联的无线网络接入设备ap上传了两个或两个以上的mac地址时，则先根据mac地址查找记录，若不存在mac地址，则添加一条仅mac记录到数据库中；若存在mac地址和人脸照片，则比对人脸图片，若比对相同则加入一条记录。

步骤s8：用户对所述数据服务器的数据库数据进行查询或浏览，显示人脸照片和轨迹。

在本实施方式中，用户选择一个时间段，浏览所有记录，或查看记录统计信息。若记录中存在人脸照片，则点击记录可显示人脸照片；用户选择一个时间段并提供mac地址，查询对应mac地址在该时间内的所有记录，可选择在地图上呈现所有记录，并以箭头方式显示经过的轨迹。用户提供人脸照片，可根据人脸照片识别可能的人员信息，并提供该人员的活动记录和轨迹呈现。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。