[发明专利]一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统，属于交通监控领域中的云端化建设方向。

背景技术

随着经济的发展，城市规模的不断扩大，机动车数量的急剧增长使得城市交通压力不断增大。交通问题已经成为城市管理工作中的重点问题。在交通监控系统中，通过多摄像机合理的协作可以扩大监控系统的观测范围，可以有效提高目标检测、跟踪的准确性，使更多灵活的应用成为可能。因此，多摄像机协同跟踪技术存在着广泛的应用前景。

传统的交通视频监控系统可分为三层，即数据采集层，网络传输层和中央控制层。数据采集层，主要由前端监控摄像机（防护罩、摄像机、镜头、支架）等主要设备组成。用于实时采集各交通路段的视频信息；网络传输层，包括网络物理链路即交换机等设备，前端摄像机的视频信号利用网络传输到中央控制层的服务器上；中央控制层，设置了中心视频监控系统服务器，完成现场图像接收，控制信号的协调，图像的实时监控，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等功能。在监控中心，视频监控系统服务器将数字视频还原成模拟图像，将视频信号转到指挥中心电视墙上，工作人员还可以选择以操作台微机作为监控终端，对全部路面信息集中调用监控。可实现多画面实时监控，远程控制摄像机云台、和违章抓拍等操作。

在目标车辆连续跟踪应用方面，传统的三层结构的交通视频监控系统存在智能化程度低下的问题。工作人员在前一部摄像机中圈选一辆目标车辆开始跟踪，当目标车辆驶出该摄像机时，工作人员需要手动切换到下一部摄像机，并在新的摄像机中重新用肉眼识别出目标车辆，重新圈选继续跟踪。对于全城域范围内的跨摄像机目标连续跟踪，人员工作量是巨大的。这个问题不止受限于跟踪算法，更大程度上受限于传统的交通视频监控系统自身的体系结构。传统的三层结构，只有中央控制层具有运算能力，而往往其运算能力是有限的，难以胜任全城域所有摄像机并行处理任务。仅仅在中央控制层的服务器上实现跨摄像机跟踪算法是不明智的，服务器的运算能力将限制多任务的并发执行，而且由于视频信息需要汇总到中央服务器中进行计算，这会急剧增加网络传输压力。

因此，传统的交通视频监控系统已经难以满足更高智能化应用的需求。

发明内容

本发明技术问题：克服现有技术的不足，提供一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统，将中央控制层中的计算分布到前端处理层中，有效降低了中央服务器的计算压力，实现自动控制多区域内目标车辆的跨摄像机跟踪接力；同时使得各摄像机自行协同联动实现多任务并行执行。

本发明技术解决方案：一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统，为了提高交通视频监控系统的多任务并行处理能力，增强计算能力，进而提高系统的智能化，本发明以跨摄像机目标跟踪接力应用为切入点，在数据采集层和网络传输层之间增加了前端处理层，实现了一种四层体系结构的交通视频监控体系。

为了实现上述目的，本发明设计了如下5个模块：本发明设计了包括数据采集层、前端处理层、网络传输层、中央控制层的四层交通监控体系，在新增的前端处理层中加入了一种分布式终端模块，实现摄像机及终端设备内的功能自治，完成全城域范围内车辆的跨摄像机的跟踪接力自动控制。

1.视频采集模块。该模块处于数据采集层中，由架设在城域范围内的前端监控摄象机（防护罩、摄像机、镜头、支架）等主要设备组成。用于实时采集各交通路段的视频信息，并传递给分布式终端模块用于算法处理。在中央控制模块中存储着各个视频采集模块中设备的编号、规格，架设高度、角度等信息；

2.分布式终端模块。本发明设计了一套分布式终端模块，该模块处于前段处理层，由硬件层、系统层、应用层组成三层体系结构：

硬件层包括电源、芯片、网卡、接口等，数据采集模块和通信协议模块的信息通过该层实现信号的输入和输出，同时该层为上面的系统层和应用层提供了计算能力；

系统层主要是系统固件，包括操作系统、编码器解码器、网络通信模块等，该层可以理解硬件层接收到的信号，并根据信号控制上面的应用层中算法的执行；

应用层是在分布式终端模块中执行的算法程序，跟踪算法模块是其中之一。该层可以有多个算法模块并行执行；