[01578345]基于传感网技术的监控侦测系统与智能成像分析

技术领域背景：以物联网技术为基础的新型信息化应用给传统的安全监控提出了新的挑战。以大范围、复杂场景、多维度、实时性等为特征的监控系统需求广泛，需要对传统视频红外等技术为基础的系统进行扩展、融合和提升，该项目就是基于传感网技术，以监狱、银行、海关、仓库等重要场所监控为出发点，构建移动目标定位、人和物协同监控的综合监控侦测系统。主要技术内容：基于无线传感网的监控侦测和智能视频图像分析技术，研发针对区域内人和车辆的定位监控系统，包括：①区域内基于无线传感网的定位系统；②出入车辆底盘成像与视频监控系统；③视频监控与智能侦测系统；④基于云计算的融合网络数据处理平台。对监控场地大、建筑物密集、地势复杂区域的监控，在出入口采用对人员和车辆的监控，实现人员计数和视频采集、车辆联动底盘成像等功能；在区域内可实施视频监控的地方，采用视频监控和图像智能分析，实现对活动人员的视频图像采集，以及异常情况的侦测，如聚众、打架等；同时采用无线定位系统，实现移动目标的轨迹跟踪，既可以对被监控人（如犯人）实施监控，防止逃逸和肇事，又可以对管理人员进行管理，了解当前位置，保护其安全。所有数据处理将通过并行云计算平台，达到高效实时。主要技术创新点与指标：①研制了具有自主知识产权的手表腕带式传感器节点，实现移动节点信息采集，腕带为电源回路，一次成型佩戴，可防水防剪脱；②提出了网络链路层接入技术，解决了在狭小区域内密集移动节点的接入碰撞和数据融合问题，实时并发数>3000个；③建立了有效的数学模型和计算模型，解决了复杂环境下移动物体的准确定位（如密集建筑物反射、工厂机器干扰等），定位误差<2m；④对车辆监控通道采用180度大广角地埋行扫描CDD镜头实现车辆底盘图像采集，解决了成像距离短、广角边缘图像失真修复、成像面宽、车辆前进速度变化大等难题，达到镜头CDD到底盘距离<30cm，底盘最大宽度为300cm，行分辨率>2048像素，车辆行进速度<30km；⑤建立了有效的视频图像前景分离技术，为智能图像处理奠定了基础；⑥视频设计了基于MapReduce的图像处理并行云计算方法，对n个节点的云平台，Map计算的并行加速比>n/2，提高了计算速度；⑦设计开发了综合监控系统，实现与传统红外等设备联动，经实际应用验证了系统的可靠性和有效性。主要技术成果：共申请发明专利25项，授权发明专利10项；获软件著作权17项；发表论文70多篇，其中SCI/EI收录40多篇。发明专利涉及图像处理中的前景分离、异常检测、行扫描摄像机图像采集、鱼眼镜头图像修正、云计算平台构建与并行算法设计等。项目基础为国家973项目“物联网混杂信息融合与决策研究”（2011CB302903）、国家自然科学基金（60873231，61272084）、以及南京市“321”计划项目“智能成像与防逃脱监控侦测系统”等。推广应用情况：开发的应用系统已经在江苏、新疆、江西、浙江、福建、陕西等省的看守所和监狱进行了实际应用，通过采集佩戴在人体身上的位置无线传感器信息，实时将管理者（干警）或被管理者（犯人）的工作情况自动录入服务器，实现了视频、报警、位置信息的联动。同时通过部署在出入口处的视频和车辆底盘监控系统，实现了对人员的监控，防止通过人员通道逃逸和车辆底盘夹带等情况出现。应用软件系统合同额4600多万元，预计将产生了近一亿元的经济效益，为国家监控领域信息化建设做出了贡献。