監控視頻的三維空間覆蓋模型研究

《監控視頻的三維空間覆蓋模型研究》是依託南京師範大學，由王美珍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：監控視頻的三維空間覆蓋模型研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王美珍
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

監控視頻作為物聯網、對地觀測感測器網中一類重要的感測器，其部署與內容分析已經納入到國家和行業發展規劃。然而目前建設的監控視頻缺乏整體規劃，多數設備並未達到最優配置。同時目前研究多將視頻感測器感知模型抽象為二維感知平面，且將監控區域抽象為平坦平面，與視頻感測器真實感知能力以及實際地理空間不一致，直接導致在此基礎上的覆蓋分析方法無法直接套用於大規模實用系統。本研究旨在解決三維地理環境下實現監控視頻網路最佳化配置，重點研究視頻感測器三維感知模型、監控視頻網路覆蓋效能模型、最佳化配置等基礎問題。一方面豐富監控視頻網路三維感知與覆蓋控制的理論與方法；另一方面，將多視頻感測器納入統一的地理空間下進行最佳化配置，深化監控視頻的實用性。同時，本研究可為監控視頻網路覆蓋盲區檢測與效能評估、新建視頻感測器最佳化配置等提供理論與方法支持，並對其他有向、無向感測器的覆蓋分析具有指導和借鑑意義。

結題摘要

視頻感測器作為物聯網、對地觀測感測器網中一類重要感測器，可以獲取到最為直觀、最為豐富的可視可聽媒體信息。在重要基礎設施安全、社會治安反恐防暴、高危行業安全探測、國土防空等領域有著重要的作用。無論是新建視頻監控網路的部署最佳化，還是已建視頻監控網路的調度最佳化，都急需視頻監控系統覆蓋能力分析及其最佳化的理論與方法。本項目旨在通過研究視頻感測器三維感知模型、視頻感測器覆蓋計算、攝像機網路部署最佳化和調度最佳化等基礎問題，一方面豐富監控視頻網路三維感知與覆蓋控制的理論與方法；另一方面，將多視頻感測器納入統一的地理空間下進行最佳化配置，深化監控視頻的實用性。 本項目的主要成果如下:在視頻感測器感知模型方面，根據CCD/CMOS成像特點和透視投影模型，構建了視頻感測器的感知模型；提出了基於單幅監控圖像的相機疊代標定方法；研發了“視頻感測器時空標籤採集系統”。在視頻感測器覆蓋方面，提出了顧及障礙物的二值格網掃描算法用以快速精確計算視頻感測器的覆蓋範圍，並研發了“視頻感測器覆蓋範圍分析系統”；在視頻感測器部署最佳化方面，研究了視頻感測器的感知強度與感知特性，分析了視頻感測器姿態變化對感知範圍和感知強度的影響；以覆蓋率和感知強度為基本參數，基於A*搜尋算法，提出了視頻感測器的最佳化部署方法，形成了“視頻感測器覆蓋仿真系統”；在視頻感測器網路調度方面，以覆蓋路網的長度、路段數以及參與調度的攝像機數量為最佳化目標，提出了多目標攝像機路網調度最佳化方法。在以上工作的基礎上，本項目還開展了地理視頻方面的拓展研究，實現了監控視頻中運動目標與GIS融合方法、地理視頻的時空檢索方法。 本項目研究成果可為視頻感測器感知模型、監控視頻網路覆蓋盲區檢測與效能評估、新建視頻感測器最佳化配置、已有網路調度最佳化等提供理論與方法支持，並對其他有向、無向感測器的覆蓋分析具有指導和借鑑意義。