一种智能视频网关、高速公路监控系统及方法

摘要

本发明提供了一种智能视频网关、高速公路监控系统及方法。智能视频网关包括视频上传模块、视频转码模块、视频分析模块以及视频存储模块；其中，所述视频存储模块用于从监控摄像头获取原始视频数据并存储；所述视频转码模块用于对原始视频数据进行转码处理以生成转码视频数据；所述视频分析模块用于根据图像识别算法对原始视频数据进行图像识别，识别内容包括烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测，并在识别到异常内容后向监控中心发送提示信息，所述提示信息中包含相应的老现场画面；所述视频上传模块用于通过5G网络将转码后的转码视频数据上传至云平台。本发明具有功能丰富的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及视频信息处理技术，特别地，涉及一种智能视频网关、高速公路监控系统及方法。

背景技术

智能网关在建设智能网络系统中发挥着重要作用，随着芯片性能的逐渐增强，智能网关正逐渐向高性能化、集成化、多功能化方向发展，目前市面上的智能网关大多功能单一，仅能实现简单的数据收发及协议转换，无法满足现代信息化的更高需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种智能视频网关，其具有功能丰富的特点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种智能视频网关，包括视频上传模块、视频转码模块、视频分析模块以及视频存储模块；其中，

所述视频存储模块用于从监控摄像头获取原始视频数据并存储；

所述视频转码模块用于对原始视频数据进行转码处理以生成转码视频数据；

所述视频分析模块用于根据图像识别算法对原始视频数据进行图像识别，识别内容包括烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测，并在识别到异常内容后向监控中心发送提示信息，所述提示信息中包含相应的现场画面；

所述视频上传模块用于通过5G网络将转码后的转码视频数据上传至云平台。

优选地,所述视频分析模块包括提示单元、协调单元以及五个不同的分析单元，五个分析单元的处理内容分别对应烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测；其中，

所述协调单元用于将一份原始视频数据复制出五份副本，分别分发至五个不同的分析单元；以及用于在从其中一个分析单元接收到有效的识别结果后，通知其它四个分析单元停止分析；

所述分析单元用于对收到的副本进行图像识别，并将识别结果反馈至协调单元；

所述提示单元用于在分析单元生成有效的识别结果时，从对应的副本中提取现场画面，并据此生成提示信息后发送至监控中心。

优选地,所述智能视频网关还包括视频质量评估模块，所述视频质量评估模块用于对所述原始视频数据进行分析，进而评估对应监控摄像机头的拍摄性能。

优选地,所述评估拍摄性能的方法包括：

对视频图像的亮度、色度、清晰度、噪声进行分析，并得到相应的第一分析结果；当分析结果异常时，继续以下步骤；

调动一架携带校正摄像头的无人机飞至对应监控摄像头的位置，所述校正摄像头与监控摄像头的规格型号相同；

该无人机通过无线网络与该监控摄像头通信，以从监控摄像头获取一段参考视频数据并保存；

该无人机调整自身的姿态，使得校正摄像头的位置及朝向与监控摄像头尽量接近，之后拍摄一段校正视频数据并保存；

该无人机的控制系统配置有辅助评估模块，所述辅助评估模块用于对参考视频数据和校正视频数据进行分析；若对两种数据的评估结果均正常，则表示传输线路存在故障；若参考视频数据异常、校正视频数据正常，则表示对应的监控摄像头存在故障。

本发明的第二个目的是提供一种高速公路监控系统，其具有功能丰富的特点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高速公路监控系统，包括监控摄像头、上述的智能视频网关、监控中心以及云平台；所述监控摄像头通过光纤网络将数据传输至智能视频网关；所述智能视频网关通过5G网络与监控中心和云平台通讯；所述云平台包括视频存储模块、视频传输模块，所述视频存储模块用于从所述智能视频网关接收视频数据并存储于数据库中；所述视频传输模块用于根据用户终端发起的数据获取请求向该用户终端传输对应的视频数据。

优选地,所述监控摄像头包括摄像头后段和摄像头前段，所述摄像头前段的侧面安装有四个旋翼组件，所述旋翼组件的端部与摄像头前段的壳体转动连接，且连接处设置有用于驱动旋翼组件转动的第一驱动部件；所述摄像头前段安装有摄像头组件、飞控模块和主控模块，所述旋翼组件与飞控模块电连接，所述主摄像头组件、飞控模块与主控模块电连接；

所述摄像头前段设置有语音对讲模块，所述语音对讲模块与主控模块电连接；

所述摄像头后段的前端呈敞口设置，所述摄像头后段的内部安装有抓取装置，所述抓取装置具有一可从敞口处伸出的抓盘，所述摄像头前段的后端设置有与抓盘适配的连接盘；

所述摄像头后段的内部还设置有副控模块，所述抓取装置与副控模块电连接；所述主控模块和副控模块分别配置有相互通讯的第一通讯模块、第二通讯模块；

所述摄像头后段的前端设置有第一插接端子，所述摄像头前段的后端设置有与第一插接端子适配的第二插接端子，当摄像头后段与摄像头前段对接成功时，所述第一插接端子与第二插接端子实现插接配合；所述第一插接端子与副控模块电连接，所述第二插接端子与主控模块电连接.

优选地,述抓取装置包括电动推杆、连接架、第一杆体、第二杆体和抓盘；所述电动推杆安装于摄像头后段的侧壁上且朝向敞口；所述连接架安装于电动推杆的前端，所述第一杆体的一端固定于连接架，另一端与第二杆体转动连接，且连接处安装有用于驱动第二杆体相对于第一杆体转动的第二驱动部件；所述抓盘固定在第二杆体的另一端；所述第二驱动部件与副控模块电连接；

优选地,所述旋翼组件包括旋翼本体、第一支杆、第二支杆和旋转部件；所述第一支杆的一端与摄像头前段转动连接，另一端连接所述旋转部件的底部；所述旋转部件的旋转头与第二支杆的一端连接；所述第二支杆的另一端与旋翼本体连接；所述摄像头后段的壳体外表面设置有插杆，所述第一支杆或第二支杆的表面设置有与插杆适配的插孔；当第一支杆旋转至原位时，所述插杆与插孔实现插接配合。

本发明的第三个目的是提供一种高速公路监控方法，其具有监控全面的特点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高速公路监控方法，基于权利要求8所述的高速公路监控系统实施；其特征是,所述方法包括：

智能视频网关从监控摄像头接收原始视频数据并存储，以及对原始视频数据做出如下处理：A、对原始视频数据进行转码处理以生成转码视频数据；B、根据图像识别算法对原始视频数据进行图像识别，识别内容包括烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测，并在识别到异常内容后向监控中心发送提示信息，所述提示信息中包含相应的老现场画面；C、通过5G网络将转码后的转码视频数据上传至云平台。

优选地,还包括：

当监测到有异常内容时，监控中心则调用一个监控摄像头并发送跟拍指令；

摄像头接收到跟拍指令后，副控模块向主控模块发送第一指令，副控模块接收到第一指令后控制第一驱动部件工作，以驱动旋翼组件转动至与摄像头前段的外壳垂直的状态，然后控制旋转部件工作，以驱动第二支杆转动180度；然后副控模块控制电动推杆伸出，使得摄像头前段与摄像头后段分离；然后副控模块控制第二驱动部件工作，以驱动第二杆体向下转动至与第一杆体呈90度夹角的状态；然后飞控模块控制旋翼组件工作，使得摄像头前段进入无人机模式；然后副控模块控制抓盘解锁，解锁后，飞控系统控制摄像头旋翼组件工作，使得摄像头前段以无人机的形式跟拍异常目标。

优选地，调用所述监控摄像头的方法包括：

若异常目标为运动目标，则通过视频画面分析该运动目标的移动速度S，若S不大于S0，则根据拍摄时间T0与当前时间T1的时间差ΔT乘以S，获得运动目标的位移距离L1，然后调用与拍摄视频画面的监控摄像头的距离差最接近L1+T2*S的另一个监控摄像头；若S大于S0，则不调用任何监控摄像头；其中，S0为摄像头前段在无人机状态下的最大飞行速度，T2为摄像头前段变为无人机状态所需的时间；

若异常目标为静止目标，则直接调用拍摄画面的监控摄像头。

本发明技术效果主要体现在以下方面：

1、能够实现针对高速公路上的违停、逆行、拥堵、抛洒物、火焰、烟雾等事件分析检测；

2、从封闭的内网环境到开放的公网环境，公众可实时通过终端设备从云平台获取。

附图说明

图1为实施例中智能视频网关的模块图；

图2为实施例中高速公路监控系统的系统结构图；

图3为实施例中监控摄像头的立体图；

图4为实施例中监控摄像头的内部示意图。

附图标记：100、智能视频网关；110、视频存储模块；120、视频转码模块；130、视频分析模块；140、视频上传模块；150、视频质量评估模块；200、云平台；300、监控摄像头；310、摄像头后段；311、插杆；320、摄像头前段；321、连接盘；400、监控中心；500、旋翼组件；510、第一支杆；520、第二支杆；530、旋翼本体；540、旋转部件；610、电动推杆；620、连接架；630、第一杆体；640、第二杆体；641、抓盘；650、第二驱动部件；710、第一插接端子；720、第二插接端子；800、用户终端。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例一、

参照图1，本实施例提供了一种智能视频网关100，包括视频上传模块140、视频转码模块120、视频分析模块130以及视频存储模块110。

视频存储模块110用于从监控摄像头300获取原始视频数据并存储。

视频转码模块120用于对原始视频数据进行转码处理以生成转码视频数据；视频上传模块140用于通过5G网络将转码后的转码视频数据上传至云平台200。

视频分析模块130用于根据图像识别算法对原始视频数据进行图像识别，识别内容包括烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测，并在识别到异常内容后向监控中心400发送提示信息，提示信息中包含相应的现场画面。由于通过视频画面分析以实现烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测等已经属于现有技术，因此本实施例不再赘述其具体原理。

具体地，视频分析模块130包括提示单元、协调单元以及五个不同的分析单元，五个分析单元的处理内容分别对应烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测；其中，协调单元用于将一份原始视频数据复制出五份副本，分别分发至五个不同的分析单元；以及用于在从其中一个分析单元接收到有效的识别结果后，通知其它四个分析单元停止分析；分析单元用于对收到的副本进行图像识别，并将识别结果反馈至协调单元；提示单元用于在分析单元生成有效的识别结果时，从对应的副本中提取现场画面，并据此生成提示信息后发送至监控中心400。

视频质量评估模块150用于对原始视频数据进行分析，进而评估对应监控摄像机头的拍摄性能。评估拍摄性能的方法包括：1、对视频图像的亮度、色度、清晰度、噪声进行分析，并得到相应的第一分析结果；当分析结果异常时，继续以下步骤；2、调动一架携带校正摄像头的无人机飞至对应监控摄像头300的位置，校正摄像头与监控摄像头300的规格型号相同；3、该无人机通过无线网络与该监控摄像头300通信，以从监控摄像头300获取一段参考视频数据并保存；4、该无人机调整自身的姿态，使得校正摄像头的位置及朝向与监控摄像头300尽量接近，之后拍摄一段校正视频数据并保存；5、该无人机的控制系统配置有辅助评估模块，辅助评估模块用于对参考视频数据和校正视频数据进行分析；若对两种数据的评估结果均正常，则表示传输线路存在故障；若参考视频数据异常、校正视频数据正常，则表示对应的监控摄像头300存在故障。

实施例二、

参照图2，本实施例提供了一种高速公路监控系统，包括监控摄像头300、上述的智能视频网关100、监控中心400以及云平台200；监控摄像头300通过光纤网络将数据传输至智能视频网关100；智能视频网关100通过5G网络与监控中心400和云平台200通讯；云平台200包括视频存储模块110、视频传输模块，视频存储模块110用于从智能视频网关100接收视频数据并存储于数据库中；视频传输模块用于根据用户终端800发起的数据获取请求向该用户终端800传输对应的视频数据。该用户终端800可以是PC、平板或手机，用户终端800中安装微信或者地图软件，进而从云平台200获取视频数据。

参照图、图4，监控摄像头300包括摄像头后段310和摄像头前段320，摄像头前段320的侧面安装有四个旋翼组件500，旋翼组件500的端部与摄像头前段320的壳体转动连接，且连接处设置有用于驱动旋翼组件500转动的第一驱动部件；摄像头前段320安装有摄像头组件、飞控模块和主控模块，旋翼组件500与飞控模块电连接，摄像头前段320设置有语音对讲模块，语音对讲模块、主摄像头组件、飞控模块与主控模块电连接。飞控模块与普通的无人机的控制系统基本相同，因此不再具体介绍。

摄像头后段310的前端呈敞口设置，摄像头后段310的内部安装有抓取装置，抓取装置具有一可从敞口处伸出的抓盘641，摄像头前段320的后端设置有与抓盘641适配的连接盘321。摄像头后段310的内部还设置有副控模块，抓取装置与副控模块电连接。抓取装置包括电动推杆610、连接架620、第一杆体630、第二杆体640和抓盘641；电动推杆610安装于摄像头后段310的侧壁上且朝向敞口；连接架620安装于电动推杆610的前端，第一杆体630的一端固定于连接架620，另一端与第二杆体640转动连接，且连接处安装有用于驱动第二杆体640相对于第一杆体630转动的第二驱动部件650；抓盘641固定在第二杆体640的另一端；第二驱动部件650与副控模块电连接。

具体地，抓盘641上可以安装电磁锁，当连接盘321贴近抓盘641的盘体时，副控模块则控制电磁锁将连接盘321锁定（依靠磁力）。值得说明的是，抓盘641上可以安装感应装置，用于感应连接盘321是否贴近，感应装置与副控模块电连接，将感应信号传递至副控模块。

主控模块和副控模块分别配置有相互通讯的第一通讯模块、第二通讯模块。具体地，第一通讯模块、第二通讯模块可以是无线电模块或其它通讯模块，实现较远的通讯。若两者距离过远，主控模块则就近寻找其它监控摄像头300的副控模块进行通讯。

摄像头后段310的前端设置有第一插接端子710，摄像头前段320的后端设置有与第一插接端子710适配的第二插接端子720，当摄像头后段310与摄像头前段320对接成功时，第一插接端子710与第二插接端子720实现插接配合；第一插接端子710与副控模块电连接，第二插接端子720与主控模块电连接。第一插接端子710、第二插接端子720的主要是用于给主控模块的备用电源充电，以及在摄像头前段320与摄像头后段310对接成功时，通过第一插接端子710、第二插接端子720传输数据和信号，而不再依赖于无线电，从而保证传输的稳定性。

旋翼组件500包括旋翼本体530、第一支杆510、第二支杆520和旋转部件540；第一支杆510的一端与摄像头前段320转动连接，另一端连接旋转部件540的底部；旋转部件540的旋转头与第二支杆520的一端连接；第二支杆520的另一端与旋翼本体530连接；摄像头后段310的壳体外表面设置有插杆311，第一支杆510或第二支杆520的表面设置有与插杆311适配的插孔；当第一支杆510旋转至原位时，插杆311与插孔实现插接配合。

实施例三、

基于实施例二，本实施例提供了一种高速公路监控方法，该方法包括：

智能视频网关100从监控摄像头300接收原始视频数据并存储，以及对原始视频数据做出如下处理：A、对原始视频数据进行转码处理以生成转码视频数据；B、根据图像识别算法对原始视频数据进行图像识别，识别内容包括烟雾检测、火焰监测、违停监测、拥堵监测和逆行监测，并在识别到异常内容后向监控中心400发送提示信息，提示信息中包含相应的现场画面；C、通过5G网络将转码后的转码视频数据上传至云平台200。

当监测到有异常内容时，监控中心400调用一台监控摄像头300并发送跟拍指令；

摄像头接收到跟拍指令后，副控模块向主控模块发送第一指令，副控模块接收到第一指令后控制第一驱动部件工作，以驱动旋翼组件500转动至与摄像头前段320的外壳垂直的状态，然后控制旋转部件540工作，以驱动第二支杆520转动180度；然后副控模块控制电动推杆610伸出，使得摄像头前段320与摄像头后段310分离；然后副控模块控制第二驱动部件650工作，以驱动第二杆体640向下转动至与第一杆体630呈90度夹角的状态；然后飞控模块控制旋翼组件500工作，使得摄像头前段320进入无人机模式；然后副控模块控制抓盘641解锁，解锁后，飞控系统控制摄像头旋翼组件500工作，使得摄像头前段320以无人机的形式跟拍异常目标。该异常目标一般是烟雾目标、火焰目标和逆行目标。

当摄像头前段320接近异常目标时，监控中心相关人员可通过摄像头前段320内置的语音对讲模块指挥现场人员并与之沟通。

调用所述监控摄像头的方法包括：若异常目标为运动目标，则通过视频画面分析该运动目标的移动速度S，若S不大于S0，则根据拍摄时间T0与当前时间T1的时间差ΔT乘以S，获得运动目标的位移距离L1，然后调用与拍摄视频画面的监控摄像头300的距离差最接近L1+T2*S的另一个监控摄像头300；若S大于S0，则不调用任何监控摄像头300；其中，S0为摄像头前段320在无人机状态下的最大飞行速度，T2为摄像头前段320变为无人机状态所需的时间；若异常目标为静止目标，则直接调用拍摄画面的监控摄像头300。

当摄像头前段320完成任务需要返航时，若当前电量不足以返航，则就近寻找一个监控摄像头300并与之通讯，该被通讯的监控摄像头300采用相同的方式将自身的摄像头前段320分离，并与当前需要返航的摄像头前段320对接；该被分离的摄像头前段320则根据GPS导航自动飞至之前的那个监控摄像头300的位置并完成对接。

对接的方法包括：先通过GPS导航至大概的位置，然后主控模块和副控模块均配置有蓝牙模块，两者通过蓝牙模块实现较为精准的定位，即摄像头前段320飞至抓盘641的正下方，然后通过连接盘321和抓盘641上的红外装置确认是否到位，到位后，副控模块则控制抓盘上的电磁锁锁定；然后依次控制第二驱动部件630反转90度，然后控制电动推杆610复位，将摄像头前段320拉回，使得第一插接端子与第二插接端子对接；最后，主控模块控制第一驱动部件反转，使得旋翼组件复位，插杆311与插孔配合。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。