用于探测和/或跟踪监控对象的监控系统、方法以及计算机程序

摘要

本发明涉及一种用于探测和/或跟踪监控区域(2)中的至少一个运动的监控对象(4)的监控系统(1)，具有：多个监控传感器(6)，所述多个监控传感器在空间上分布在所述监控区域(2)中和/或可在空间上分布在所述监控区域(2)中并且所述多个监控传感器被构造用于检测所述监控对象(4)以及用于输出所检测的对象信息；签名闸(8a，b，c，d)，所述签名闸具有至少一个签名传感器(9)，所述至少一个签名传感器被构造和/或被布置用于检测所述监控对象(4)以及用于输出对象签名信息；分析处理装置(10)，所述分析处理装置被构造用于基于所述对象签名信息来形成和/或补充所述监控对象(4)的对象签名(16)以及用于通过所检测的对象信息与所述监控对象(4)的对象签名(16)的比较来探测和/或跟踪所述监控对象(4)；其中，所述签名闸(8a，b，c，d)具有至少两个签名传感器(9)并且被如此构造，使得所述至少两个签名传感器(9)的对象签名信息能够被明确地和/或不会混淆地分配给所述监控对象和/或是可被明确地和/或不会混淆地分配给所述监控对象的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于探测和/或跟踪监控区域中的至少一个运动的监控对象的监控系统，所述监控系统具有：多个监控传感器，这些监控传感器在空间上分布在监控区域中和/或可在空间上分布在监控区域中并且这些监控传感器被构造用于检测监控对象以及用于输出所检测的对象信息；分析处理装置，所述分析处理装置被构造用于通过所检测的对象信息与监控对象的对象签名的比较来探测和/或跟踪监控对象；以及签名闸，所述签名闸具有至少两个签名传感器，所述至少两个签名传感器被构造和/或被布置用于检测监控对象以及用于输出对象签名信息。此外，本发明还涉及一种用于探测和/或跟踪监控对象的方法以及一种计算机程序。

背景技术

在通常的视频监控系统中——如其例如用于监控公共的或私人的楼房或广场、街道、路口、火车站等等，通过监控摄像机拍摄监控区域，并且通常将监控摄像机的图像数据流在监控中心中进行汇集。图像数据流的分析处理可以通过监控操作人员进行，但经常动用图像处理算法，以便能够实现图像数据流的自动分析处理。

在通过图像处理算法的自动分析处理时的通常处理方式是，将运动的监控对象与监控区域的(基本上静态的)场景背景分离，在时间上跟踪所述监控对象并且例如在重要相关的运动时触发警报。替代监控摄像机而使用其它传感器系统的监控系统也是公知的。

如果监控区域非常广阔并且监控摄像机或其它传感器仅仅覆盖监控区域的部分区域，则对监控对象的跟踪变得特别困难。

文献DE 10 138 763 A1涉及另一技术领域，即安全区域的人员进入权限。在所述文献中提出，使用多个生物特征传感器，以便提供生物特征数据，所述生物特征数据然后定义安全区域中的封锁区域的进入权限。

发明内容

本发明涉及一种具有权利要求1的特征的监控系统、一种具有权利要求11的特征的用于探测和/或跟踪监控对象的方法以及一种具有权利要求12的特征的计算机程序。本发明的优选的或有利的实施方式由从属权利要求、以下说明以及附图中得出。

在本发明的范围内提出一种监控系统，所述监控系统适用于和/或被构造用于监控区域中的至少一个运动的监控对象的探测和/或跟踪。运动的监控对象优选是人，在经修改的实施方式中，运动的监控对象也可以是车辆、以自身的力运动的对象和/或通过外力运动的对象。当然，监控系统也可以时间相同地探测或跟踪一个以上的监控对象。

监控区域可以包括露天的单个区域和/或建筑物、尤其是楼房之内、之上和/或之下的区域。单个区域可以被构造为连续的，或者在替代的实施方式中也可以被布置为彼此分开的。在楼房中，例如可以作为监控区域监控楼房的多个楼层。

监控系统具有多个监控传感器，这些监控传感器在空间上分布在监控区域中和/或可在空间上分布在监控区域中。监控传感器可以通过检测区域重叠或者至少部分不重叠地布置。

所述监控系统包括签名闸(Signaturschleuse)，所述签名闸在最一般的情况下可以被构造为不受限制的闸区域。在其他实施方式中，闸区域受结构措施的限制或者被构造为闸室或者闸装置。在闸区域中布置有至少一个签名传感器，其被构造用于检测监控对象以及用于输出对象签名信息。签名传感器可以与监控传感器类似地构造。传感器——即监控传感器和/或签名传感器被构造用于记录监控对象的不同对象特征，所述对象特征适用于和/或可被用于监控、探测和/或跟踪监控对象并且可被输出为对象信息或对象签名信息。

构成监控系统的一部分的分析处理装置被构造用于通过至少一个监控传感器的对象信息与监控对象的对象签名的比较来探测和/或跟踪、尤其是辨识监控对象。对象签名优选被构造为对象签名信息的汇编，所述汇编选择性地和/或个别化地为单个监控对象建立。

根据本发明，签名闸包括至少2个、优选至少3个并且尤其是至少4个或更多个签名传感器，其中，签名闸被如此构造，使得至少2个签名传感器的对象签名信息可以明确地和/或不会混淆地分配给监控对象。

所述监控系统的优点在于，通过由来自签名闸的对象签名信息形成对象签名确保：贡献于对象签名形成的所有对象签名信息实际上都源自一个唯一的监控对象。如果将根据本发明的方案例如与对象签名的连续构造的方案——其中，不相关的监控传感器共同作用于对象签名的形成——相比，则总是存在以下危险：发生监控对象的混淆并且有错误的签名数据被记录到对象签名中。通过在一确定的时刻在一确定的位置或区域上完整地或者几乎完整地检测监控对象的对象签名数据，可以建立用于监控对象的稳健的对象签名。

本发明的另一优点在于，在经过签名闸之后，对于监控对象或者对于每个后面的监控对象，形成完整的或者至少全面的个别化的对象签名，所述对象签名基于签名闸中优选所有签名传感器的检测产生。即，优选地规定：在签名闸中完整地形成对象签名，即，签名闸具有所有可以提供所需的对象签名信息以形成对象签名的签名传感器。

在本发明的第一可能具体实施方式中，至少两个签名传感器被构造和/或被布置用于在空间上重叠地和/或在时间上重叠地检测监控对象和/或用于在时间上和/或在空间上相关地检测监控对象。例如，通过相应地选择签名传感器从所有侧面同时地或时间相同地检测监控对象。在此，也可以使用多个同类的签名传感器。特别优选的是，至少两个监控摄像机被设置用于同时地或同步地检测监控对象的不同的视图。例如，拍摄监控对象的前视图和后视图或者侧视图或者相对一侧的侧视图。尤其是，为了接收对象签名，签名传感器被如此定位，使得它们不相互干扰。

在另一可能实施方式中，签名闸具有用于监控对象的隔离的隔离装置，其中，至少两个签名传感器布置在隔离区域中，以便在那里检测被隔离的监控对象。在所述结构实施方式中，通过如下方式实现时间相关性和/或空间相关性：确保仅仅一个监控对象存在于签名闸的特定区域中，使得隔离区域中的所有特定于传感器的检测必然属于被隔离的监控对象。

特别优选的是，签名闸被布置在监控区域的入口处。在所述实施方式中，有利地实现：监控对象在进入或侵入到监控区域中时被完整地检测为对象签名，使得可以在各处基于对象签名探测和/或跟踪监控区域中的监控对象。也可以在监控区域的多个入口处布置多个签名闸。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，具有自动激活的签名闸被构造用于检测监控对象。因此，为了启动对象签名的形成，不需要例如监控操作人员或监控对象自身的用户干预。例如，一旦监控对象位于一确定的位置时，对象签名的形成被启动。

在本发明的一个替代的实施方式中，签名闸被构造用于例如通过监控对象或者通过监控操作人员手动地激活。例如可以规定：为了启动对象签名的形成，监控对象必须实施确定的动作。所述实施方式在例如出于数据保护原因而首先获得监控对象的同意以产生对象签名时是有意义的。

可选地，在所有实施方式中可以设置在对象签名已形成时才打开监控区域的入口的装置。

在一个切合实际的实施方式中，优选的是，签名传感器和/或监控传感器包括以下传感器类型中的一个或多个类型：

监控摄像机，优选静止的或运动(例如，摆动/倾斜/变焦摄像机)的监控摄像机，其具有不同的观测波长(UV，VIS，NIR、IR)，尤其是用于监控对象的视图的全方位检测和/或监控对象的真实大小或规模的测量；

气味传感器，用于接收嗅觉的对象特征；

温度传感器，用于接收监控对象的温度；

秤，用于确定监控对象的重量；

声学传感器，例如麦克风，用于接收典型的声音，例如呼吸、心跳、马达声等等；

用于检测电磁辐射、例如兆兆赫兹辐射的传感器；用于检测计算机、手机、RFID等等的信号的辐射测量装置；

补充地，可以由传感器检测生物特征数据——例如面部分析、指纹和/或运动学数据——例如运动模式。

对象信息或对象签名信息可以包含与颜色、纹理、数字图象处理中的特征、大小、重量、辐射特性、温度等等有关的特征。

在所述监控系统的一个特别优选的实施方式中，签名传感器的全部覆盖监控传感器的所有类型或者至少大部分类型。在此实施的构思还有，首先对于完整的对象签名对于监控传感器的所有种类或类型提供所有签名传感器，以便在监控区域中的其它位置上安装提供相应环境的最佳识别率的监控传感器。

在信号技术方面优选地规定：监控传感器和/或签名传感器被布置和/或连接在例如LSN总线(LSN：安全局域网)形式的传感器网络中。所述传感器网络在例如楼房形式的建筑物和/或被构造为自由地带的监控区域内延伸。

本发明的另一主题涉及一种具有权利要求11的特征的用于探测和/或跟踪监控区域中的监控对象的方法。优选地，在根据以上权利要求中任一项所述或如其以上所述的监控系统中实施所述方法。在所述方法中，首先基于多个签名传感器的对象签名信息优选自动地形成监控对象的对象签名，其中，可以将对象签名信息明确地和/或不会混淆地分配给监控对象。

另一主题涉及一种具有权利要求12的特征的计算机程序。

附图说明

本发明的其他特征、优点和效果有以下对本发明的优选实施例的描述中得出。附图示出：

图1：作为根据本发明的实施例的监控系统的示意性框图。

具体实施方式

作为根据本发明的实施例，图1以示意性框图示出监控系统1。监控系统1被构造用于在示例性地通过线3确定边界的监控区域2中探测和/或跟踪行人形式的监控对象4。

在监控区域2中，在楼房5中布置有多个监控传感器6，这些监控传感器6监控所述监控区域2或者所述楼房5中的不同的部分区域7。

在图1中，部分区域7如此分布，使得这些部分区域7至少有时无重叠地并排布置。对于探测或跟踪监控对象4，现在困难的是，在从一个部分区域7到邻近的部分区域7的过渡中重新识别监控对象4，以便能够实现在整个监控区域2上对监控对象4的跟踪。更确切地说，可能的错误来源是监控对象4离开一个部分区域7并且在邻近的部分区域7中被作为新的监控对象4接收到跟踪中。由于所述错误来源使对监控区域2中的监控对象4的稳健的跟踪变得困难。

为了简化对监控对象4的探测、辨识或跟踪，监控区域2在此示例中具有4个签名闸8a、b、c和d，这些签名闸布置在监控区域2的入口区域中。监控对象4为了可以进入监控区域2，它必须穿越签名闸8a、b、c或d中的一个。当然，监控区域2可以具有更多或更少的签名闸8a、b、c、d。

在此示例中，签名闸8a、b、c、d中的每一个都具有4个签名传感器9，这些签名传感器9被如此布置和/或构造，使得在穿越签名闸8a、b、c或d时从监控对象4接收特定于传感器的测量信号作为对象签名信息的基础，所述对象签名信息随后在分析处理装置10中被综合成对象签名。在此，签名传感器9被如此布置在签名闸8a、b、c、d中，使得进行监控对象4的尤其是在空间上和/或在时间上相关的检测。通过所述相关确保：肯定从同一监控对象4接收特定于传感器的测量信号。因此，由签名传感器9的特定于传感器的测量信号得出的对象签名的特点在于，所述对象签名肯定是基于仅仅一个监控对象4形成的。

如此选择签名传感器9，使得对于监控传感器6的每种类型而言或者至少对于监控传感器6的所有类型中的大部分而言签名传感器9具有相同的类型或者具有与其兼容的特定于传感器的测量信号。在图1中，通过三角形、四边形、五边形以及六边形示出不同的传感器类型。

监控系统1的构思是，对于每个监控传感器6在签名闸8a、b、c、d中接收特定于传感器的测量信号作为对象签名信息的基础，并且将所述测量信号作为对象签名存储。所述处理方式的优点是，在监控区域2中仅须布置例如关于当前环境显示出最佳的识别性能和/或环境相容性的各个监控传感器6。监控传感器6的选择也可以基于经济考虑。基于对象签名的完整性，每个部分区域7放置一个监控传感器6足以借助其特定于传感器的测量信号基于所存储的对象签名可靠地辨识或者重新识别相应的监控对象4并且由此实现探测以及跟踪。以此实现对监控区域2内的监控对象4的稳健的重新识别，其中，在监控区域2的进入区域中一次性地提供关于待跟踪的监控对象4的信息的尽可能完整和全面的收集。作为监控传感器6或签名传感器9可以使用最不同的、也非常有区别的传感器，例如允许监控对象4的视图的全方位检测并且例如实现监控对象4的真实大小和规模或体积的测量的监控摄像机。作为监控摄像机的特殊实施方式，也可以使用具有1000nm以上的波长的红外摄像机，所述红外摄像机例如可以记录监控对象4的温度和/或温度分布。可以接收监控对象4的特定气味的气味传感器也是可行的。同样可以考虑用于接收监控对象4的重量的秤。另一种可行方案在于使用声学传感器，例如麦克风，其记录典型的声音，例如呼吸、心跳以及马达声或脚步声。其他的用于接收电磁辐射——例如兆兆赫兹辐射的传感器也可行方案的范围内。

为了检测例如计算机、手机、RFID等等，也可以使用辐射测量，以便建立对象签名或重新识别监控对象4。例如也可以使用辐射的信息内容、即例如手机标志或RFID标识信息作为对象签名信息。所述关于监控对象4的在时间上和在空间上相关的信息的全方位检测为分散的监控传感器6提供其所需的数据以便稳健地重新识别监控对象4。

用于接收特定于传感器的测量信号以形成对象签名的签名传感器9如此布置在签名闸8a、b、c、d中，使得它们不互相干扰。对于签名闸8a和b，签名传感器9被如此布置，使得可以从所有侧面时间相同地检测监控对象4。也可以同时使用多个同类的签名传感器9，例如用于同时检测监控对象4的多个视图或所有视图的监控摄像机。

对于签名闸8c，签名传感器9依次并排地布置，其中，签名传感器的检测区域可以重叠地或者不重叠地布置。为了确保签名器传感器9的传感器信号的空间相关性或时间相关性，签名闸8b具有隔离装置11，所述隔离装置11使得仅仅单个监控对象4可以进入到签名闸8b中。

签名闸8d与签名闸8a或b类似地构造，其中，但与所述签名闸8a或b不同地，对监控对象4的检测不自动地进行，而是通过由监控对象操纵装置12激活。装置12例如可以被构造为计算机终端并且可选地与关闭装置13连接，所述关闭装置在对象签名已经形成时才允许进入到建筑物5中。

监控区域2中的监控传感器6例如可以通过安全网络LSN 14彼此连接以及与分析处理装置10连接。

以下阐述用于实施对监控对象的探测、重新识别或跟踪的方法：在第一步骤中，在签名闸8a、b、c、d中的一个中通过签名传感器9接收用于记录监控对象4的对象特征的、特定于传感器的测量信号，并且将所述测量信号作为对象签名信息通过同样可以构成安全网络14的一部分的网络15传输给分析处理装置10。在分析处理装置10中，将对象签名信息综合成例如数据组形式的对象签名16，其中，每个数据组个别化地分配给监控对象4。可选地，通过另一数据库的其他的信息补充数据组。在替代的实施方式中，将签名传感器9的测量信号传输给分析处理装置10并且在那里将所述测量信号转换成对象签名信息。

如果监控对象4进入监控区域2，则在另一步骤中由监控传感器6中的任意一个记录所述监控对象4。将监控传感器6的特定于传感器的测量信号通过安全网络14输送给分析处理装置10，并且将所述测量信号以原始形式或经后续处理的形式作为对象信息在比较模块17中与基于签名传感器9的特定于传感器的测量信号建立的对象签名16进行比较。在一致或足够相似的情况下，对象签名4被分配属于数据组16的监控对象4的标识。

如果监控对象4从部分区域7的第一部分区域进入到第二部分区域7中，则借助布置在邻近的部分区域7中的监控传感器6重复所述程序。收集通过对象签名16分配的监控对象4的位置或其他传感器数据的全部，并且随后可以对其分析处理，以便探测、辨识以及跟踪监控区域2中的监控对象4。