基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统

摘要

本发明涉及空间信息技术，尤其涉及基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统，通过在AP监控摄像机建立视频地图基础上，以WIFI移动终端用户群为监控目标，获取某时刻用户群体定位视频图像，通过视频特征分析，形成各目标点点状像素地图，同时，提取该时刻该用户群的手机位置及ID信息，形成点状矢量地图；将上述点状像素图像与点状矢量地图进行空间叠加，以时空坐标为指针，在用户图像及其手机信息间建立对应关系，通过视频像素点与手机定位点通过多次叠加、拟合，最终将用户手机标识号等属性赋予像素人像，实现移动终端信息与视频人像进行精准配对，从而实现大规模人群监控及身份识别，取代传统人工处理，提高效率，降低成本。

说明书

技术领域

本发明涉及空间信息技术，尤其涉及一种基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统。

背景技术

当前摄像监控的目标自动识别，多依赖于视频分析技术。但由于数据复杂、准确率低等问题，导致视频识别水平与应用需求之间差距巨大。改变上述状况有效方式之一，即通过其他技术手段辅助视频分析，本发明将同一监控范围内视频对象及其手机信息进行关联匹配，开展双维度信息的复合查询识别。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统，其特征在于，包括定位移动终端、监控摄像机和后台服务器，其中：

所述定位移动终端包括位置单元、第一时钟单元和第一通信单元，所述位置单元用于获取和记录位置信息；所述第一时钟单元用于在位置单元获取和记录位置信息的同时记录与之相对应的第一时间序列信息；所述第一通信单元用于将位置信息和第一时间序列信息进行整合并发送至后台服务器；

所述监控摄像机包括摄像单元、第二时钟单元和第二通信单元，所述摄像单元用于获取和记录视频图像序列信息；所述第二时间单元与第一时钟单元的时间同步，并用于在摄像单元获取和记录视频图像序列信息的同时记录第二时间序列信息；所述第二通信单元用于将所述视频图像序列信息和第二时间序列信息进行整合并发送至后台服务器；

所述后台服务器存储有视频定位地图；所述后台服务器接收移动终端发送的位置信息和第一时间序列信息以及监控摄像机发送的视频图像序列信息和第二时间序列信息；所述后台服务器将第一时间序列信息和第二时间序列信息进行匹配，以时间为指针进行多次基于同时间的移动终端位置信息与图像信息中用户群像素点的点状要素空间叠加与空间拟合，将移动终端身份信息赋值于视频中对应目标，形成关联匹配，进而完成视频识别追踪定位。

进一步的，所述视频定位地图通过将所述监控摄像机安装在预定位置，所述后台服务器以监控摄像机位置为原点建立空间坐标系，以采集点像素为控制点进行坐标转换，使监控矩阵的全部像素点都具备空间坐标值，从而完成视频定位地图的建立。

更进一步的，所述定位移动终端与多个无线路由器中的一个建立WiFi连接；

多个无线路由器分别与后台服务器连接，所述无线路由器包括存储单元，所述存储单元储存路由器位置信息和路由器ID信息；当该无线路由器与移动终端建立WiFi连接后，所述无线路由器将路由器位置信息和路由器ID信息发送至后台服务器；

多个监控摄像机分别于后台服务器连接，所述监控摄像机用于根据后台服务器的指令对监控目标进行视频定位；

后台服务器接收无线路由器发送的路由器位置信息和路由器ID信息，并根据路由器位置信息确定监控位置与之对应的监控摄像机，并向该监控摄像机发出视频定位指令。

再者，所述移动终端与无线路由器建立WiFi连接后，还包括通过WiFi 指纹定位确定移动终端初步位置信息；所述无线路由器将移动终端初步位置信息发送至后台服务器；后台服务器根据移动终端初步位置信息确定监控区域与之监控范围对应的监控摄像机，并向该监控摄像机发出视频定位指令。

作为一种改进，所述后台服务器还用于提取各用户相关移动终端信息，所述移动终端信息包括此时刻移动终端空间坐标信息及移动终端ID信息，所述移动终端ID信息包括移动终端IP、MAC、SIM串号信息的一种或多种。

进一步的，将所提取用户移动终端空间坐标，生成对应之点状矢量地图；同时将上述同时间、同范围的用户视频定位地图及其矢量地图进行空间叠加，按临近度、拟合度算法，将移动终端坐标值与目标像素值进行匹配，建立对应关系从而实现视频识别追踪定位。

更进一步的，还包括通过多时间点提取用户移动终端空间坐标、多次生成对应之点状矢量地图、多次叠加拟合，匹配优化，实现用户像素点及目标移动终端坐标点之精确配准。

具体的，所述视频定位地图的建立包括所述绘图移动终端、监控摄像机和后台服务器；

所述绘图移动终端包括绘图位置单元、第三时钟单元和第三通信单元，所述绘图位置单元用于获取和记录位置信息；所述第三时钟单元用于在绘图位置单元获取和记录位置信息的同时记录第三时间序列信息；所述第三通信单元用于将位置信息和第三时间序列信息进行整合并发送至后台服务器；

所述监控摄像机包括摄像单元、第四时钟单元和第四通信单元，所述摄像单元用于获取和记录视频图像序列信息；所述第二时间单元与第三时钟单元的时间同步，并用于在摄像单元获取和记录视频图像序列信息的同时记录第四时 间序列信息；所述第四通信单元用于将所述视频图像序列信息和第四时间序列信息进行整合并发送至后台服务器；

所述后台服务器接收绘图移动终端发送的位置信息和第三时间序列信息以及监控摄像机发送的视频图像序列信息和第四时间序列信息；所述后台服务器将第三时间序列信息和第四时间序列信息进行匹配，以时间为指针将位置信息与图像信息中的像素点进行精确匹配，进而完成基于像素点的视频定位地图的建立。

本发明通过在AP监控摄像机初始空间标定、建立视频地图基础上，以WIFI移动终端用户群为监控目标，获取某时段用户群体定位视频图像，通过视频特征分析，找出其中各目标点行为轨迹地图，与此同时，通过WIFI服务，提取该时段该用户群的手机位置及ID信息，形成点状矢量地图。将上述轨迹图像与其移动终端点状矢量进行空间叠加，以时空坐标为指针，采用相似度、拟合度等算法，在用户图像及其手机信息间建立对应关系，通过视频像素点与手机定位点通过多次叠加、拟合，最终将用户手机标识号等属性赋予像素人像，实现移动终端信息与视频人像进行精准配对、用户视频图像与其移动终端信息间甄别定位，从而实现大规模人群监控及身份识别，取代传统人工处理，提高效率，降低成本。

附图说明

图1是本发明提供的基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统的结构示意图；

图2是本发明提供的基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统的视频定位地图标定原理示意图；

图3是本发明提供的基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统的地图标定原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，基于位置点状拟合的视频识别追踪定位系统，其特征在于，包括定位移动终端100、监控摄像机200和后台服务器400，其中：

所述定位移动终端100包括位置单元101、第一时钟单元102和第一通信单元，所述位置单元101用于获取和记录位置信息；所述第一时钟单元102用于在位置单元101获取和记录位置信息的同时记录与之相对应的第一时间序列信息；所述第一通信单元用于将位置信息和第一时间序列信息进行整合并发送至后台服务器400；

所述监控摄像机200包括摄像单元、第二时钟单元和第二通信单元，所述摄像单元用于获取和记录视频图像序列信息；所述第二时间单元与第一时钟单元102的时间同步，并用于在摄像单元获取和记录视频图像序列信息的同时记录第二时间序列信息；所述第二通信单元用于将所述视频图像序列信息和第二时间序列信息进行整合并发送至后台服务器400；

所述后台服务器400存储有视频定位地图；所述后台服务器400接收移动终端发送的位置信息和第一时间序列信息以及监控摄像机200发送的视频图像序列信息和第二时间序列信息；所述后台服务器400将第一时间序列信息和第二时间序列信息进行匹配，以时间为指针进行多次基于同时间的位置信息与图 像信息中像素点的点状要素空间叠加与空间拟合，将移动终端身份信息赋值于视频中对应目标，形成关联匹配，进而完成视频识别追踪定位。

进一步的，所述视频定位地图通过将所述监控摄像机200安装在预定位置，所述后台服务器400以监控摄像机200位置为原点建立空间坐标系，以采集点像素为控制点进行坐标转换，使监控矩阵的全部像素点都具备空间坐标值，从而完成视频定位地图的建立。

更进一步的，所述定位移动终端100与多个无线路由器300中的一个建立WiFi连接；

多个无线路由器300分别与后台服务器400连接，所述无线路由器300包括存储单元，所述存储单元储存路由器位置信息和路由器ID信息；当该无线路由器300与移动终端建立WiFi连接后，所述无线路由器300将路由器位置信息和路由器ID信息发送至后台服务器400；

多个监控摄像机200分别于后台服务器400连接，所述监控摄像机200用于根据后台服务器400的指令对监控目标进行视频定位；

后台服务器400接收无线路由器300发送的路由器位置信息和路由器ID信息，并根据路由器位置信息确定监控位置与之对应的监控摄像机200，并向该监控摄像机200发出视频定位指令。

再者，所述移动终端与无线路由器300建立WiFi连接后，还包括通过WiFi指纹定位确定移动终端初步位置信息；所述无线路由器300将移动终端初步位置信息发送至后台服务器400；后台服务器400根据移动终端初步位置信息确定监控区域与之监控范围对应的监控摄像机200，并向该监控摄像机200发出视频定位指令。

作为一种改进，所述后台服务器400还用于提取各用户相关移动终端信息，所述移动终端信息包括此时刻移动终端空间坐标信息及移动终端ID信息，所述移动终端ID信息包括移动终端IP、MAC、SIM串号信息的一种或多种。

进一步的，将所提取用户移动终端空间坐标，生成对应之点状矢量地图；同时将上述同时间、同范围的用户视频定位地图及其矢量地图进行空间叠加，按临近度、拟合度算法，将移动终端坐标值与目标像素值进行匹配，建立对应关系从而实现视频识别追踪定位。

更进一步的，还包括通过多时间点提取用户移动终端空间坐标、多次生成对应之点状矢量地图、多次叠加拟合，匹配优化，实现用户像素点及目标移动终端坐标点之精确配准。

具体的，如图2所示，所述视频定位地图的建立包括所述绘图移动终端500、监控摄像机200和后台服务器400；

所述绘图移动终端500包括绘图位置单元501、第三时钟单元502和第三通信单元，所述绘图位置单元501用于获取和记录位置信息；所述第三时钟单元502用于在绘图位置单元501获取和记录位置信息的同时记录第三时间序列信息；所述第三通信单元用于将位置信息和第三时间序列信息进行整合并发送至后台服务器400；

所述监控摄像机200包括摄像单元、第四时钟单元和第四通信单元，所述摄像单元用于获取和记录视频图像序列信息；所述第二时间单元与第三时钟单元502的时间同步，并用于在摄像单元获取和记录视频图像序列信息的同时记录第四时间序列信息；所述第四通信单元用于将所述视频图像序列信息和第四时间序列信息进行整合并发送至后台服务器400；

所述后台服务器400接收绘图移动终端500发送的位置信息和第三时间序 列信息以及监控摄像机200发送的视频图像序列信息和第四时间序列信息；所述后台服务器400将第三时间序列信息和第四时间序列信息进行匹配，以时间为指针将位置信息与图像信息中的像素点进行精确匹配，进而完成基于像素点的视频定位地图的建立。

进一步地，所述监控摄像机通过测绘获取空间坐标，用于对目标进行主动定位与追踪，且在后台服务器中嵌入空间标定软件，以监控摄像机100自身的位置为坐标的中心，以视频监控设备采集点的屏幕像素为控制点进行坐标转换，使监控矩阵的全部像素点都具备空间坐标值，并根据监控范围，建立视频监控网络的空间坐标系。以视频监控网络的空间坐标系为例，比如，摄像机A 101的地理坐标为(X0，Y0)，其监控范围的半径r＝100米。以摄像机为原点建立监控坐标系，选择监控范围中的WIFI用户(人或车辆)为控制点，进行空间+视频测绘，获取其空间坐标，并对应其在监控摄像机的监控矩阵中的像素值。

结合地图标定原理图3，具体包括：在监控摄像机A 101的监控范围内选择控制点，如选择路人B与汽车C；通过手机、GPS等设备对上述控制点进行测绘，得到路人B的时空坐标为(Xb，Yb，Tb)，汽车C的时空坐标为(Xc，Yc，Tc)；以时间为指针，获取路人B在监控矩阵中的像素值(Rb，Cb,Tb)，获取汽车C在成像矩阵中的像素值(Rc，Cc,Tc)；将路人B的位置记录为(Xb，Yb，Rb，Cb)；将汽车C的位置记录为(Xc，Yc，Rc，Cc)。在实际应用中，上述控制点一般应在4个及以上，并尽量分散分布在同一帧监控画面的四周，以便在后续转换过程中几何变形最小。如此可实现目标像素及其空间坐标之间的关联匹配，从而进行投影转换，将整个监控矩阵转化为具有目标像素和空间坐标的视频地图；此外，在监控摄像机100LINUX系统中还可采用JAVA、C++ 等程序语言及OPEN CV函数，调用安卓、IOS等相关函数及驱动程序加以实现监控摄像机100运行位置的测度，从而使其监控摄像机具有视频空间定位能力，实现监控范围内任意动静态目标像素的空间定位。此外，将空间坐标实时存储于监控摄像机，且以空间坐标数据为索引，建立基于空间位置查询、聚类以及关联分析的监控摄像机数据库。

本发明通过在AP监控摄像机初始空间标定、建立视频地图基础上，以WIFI移动终端用户群为监控目标，获取某时段用户群体定位视频图像，通过视频特征分析，找出其中各目标点行为轨迹地图，与此同时，通过WIFI服务，提取该时段该用户群的手机位置及ID信息，形成点状矢量地图。将上述轨迹图像与其移动终端点状矢量进行空间叠加，以时空坐标为指针，采用相似度、拟合度等算法，在用户图像及其手机信息间建立对应关系，通过视频像素点与手机定位点通过多次叠加、拟合，最终将用户手机标识号等属性赋予像素人像，实现移动终端信息与视频人像进行精准配对、用户视频图像与其移动终端信息间甄别定位，从而实现大规模人群监控及身份识别，取代传统人工处理，提高效率，降低成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。