[发明专利]一种飞机跑道实时全景视频远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及全景视频远程监控系统，具体涉及一种飞机跑道实时全景视频远程监控系统 

背景技术

飞机跑道安全是一个很大的航空安全问题，飞机跑道的视频监控非常重要，随着科学技术的发展，目前飞机跑道所使用的视频监控系统主要为“模拟-数字”监控系统（DVR）已经不能满足人们在监控管理上的需求。“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心、半模拟--半数字方案，从摄像机到DVR采用的是同轴电缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并且支持网络访问，由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，DVR系统仍存在大量局限。这种产品存在一些明显的缺点：（1）传输距离有限，这主要是由于同轴电缆的传输距离受限而影响到视频信号的传输距离。（2）布线复杂，每个摄像机都要安装单独的同轴电缆，导致布线复杂。（3）不适合远程监控，并且远程监控的时候实时性较差，有较高网络的延迟。（4）由于每一路摄像头监控范围有限，监控整个飞机跑道需要同时观看多路视频，监控起来比较麻烦。（5）多路视频分别存储，不利于回放和查找问题。（6）系统部署困难，并且需要在监控机器上安装视频采集卡。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种飞机跑道实时全景视频远程监控系统，实现对飞机跑道远程集中监控和控制。 

本发明包括：至少一组网络摄像机、至少一组无线路由器、至少一组图形工作站、以太网以及至少一个远程监控中心；其中： 

网络摄像机组,安置在机场塔楼上，每组网络摄像机设有至少一个网络摄像机，对准飞机跑道上的不同位置； 

无线路由器和图形工作站,设在机房内，每一台无线路由器对应一组网络摄像机，一台所述无线路由器通过LAN口以有线方式与一组内各个网络摄像机的实时视频图像输出端相连，每一台图形工作站以无线方式连接一台无线路由器，输入对应于一个机场跑道的不同位置的实时视频图像； 

所述图形工作站，以有线方式连接以太网； 

远程监控中心，是每个客户端PC机，以有线的方式连接以太网； 

所述图形工作站，是一台同时设有无线网卡和有线网卡的计算机，内设有基于并行编程模型指令集架构CUDA的NVIDIA显卡，依次按以下步骤对从相应的所述网络摄像机输入的多路实时视频图像进行拼接： 

步骤（1），采集在水平方向有部分重合的三路一批的视频图像； 

步骤（2），对所述三路视频图像进行同步互斥控制，以确保视频流全景图像的正确拼接； 

步骤（3），判断所述三路视频图像的实时性： 

若当前为离线阶段，则转至步骤（4）， 

若当前为实时阶段，这转至步骤（6）； 

步骤（4），对从离线阶段输入的所述三路视频图像依次进行特征点提取、描述、匹配以及特征变换，其中：利用SURF算子提取特征点，再用RANSAC算法求解图像空间的空间变换模型，得到单应矩阵的8个参数，从而确定出一个三维平面上的点在不同二维图像中的投影位置，使得同组相邻的两幅视频图像分别得到配准； 

步骤（5），依次对配准后的两幅相邻的视频图像利用最终伽马校正参数进行颜色亮度校正，并且找出最佳缝合线，利用最佳缝合线对两幅有重叠的所述配准后的视频图像进行全景合成，在此基础上，再利用距离变换函数对设在所述最佳缝合线两侧的两个初始化权重矩阵，计算出对应于各初始化权重矩阵中所有非零像素点到与其相邻的最近的零像素点的街区距离，经过平滑过渡后，得到对应所述全景图像的所述两幅相邻且有部分重叠的视频图像的加权融合矩阵； 

步骤（6），依次按以下步骤对在实时阶段传入的三路实时视频图像进行实时拼接： 

利用离线阶段得到的最终伽马校正参数进行颜色亮度校正； 

调用所述基于并行编程模型指令集架构CUDA，直接利用离线阶段算出的单应矩阵，在图像处理器NVIDIA GPU卡上实现多线程并发的图像变换计算，对实时输入的相邻图像进行配准，确定图像的重叠区域和最佳缝合线，把结果返回给所述计算机的CPU； 

所述计算机利用离线阶段得到加权融合矩阵进行加权融合，得到的最佳缝合 线处更为平滑过渡的三幅实时视频图像，然后利用成熟的H264压缩算法对拼接后的全景视频图像进行压缩处理，再将压缩后的视频流经过以太网向远程监控中心输出。