基于射頻識(shí)別和智能視頻分析技術(shù)的車輛監(jiān)視器及智能視頻分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于射頻識(shí)別和智能視頻分析技術(shù)的車輛監(jiān)視器及智能視頻分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)的停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)一般是系統(tǒng)集成企業(yè)從供應(yīng)商處采購(gòu)道閘，RFID閱讀器，CCTV監(jiān)控系統(tǒng)，車位探測(cè)器等設(shè)備然后進(jìn)行布線，連接，集成。采用超聲波探測(cè)器探測(cè)車位是否有車，采用RFID管理用戶權(quán)限和信息，利用CCTV進(jìn)行監(jiān)視。這種系統(tǒng)布線復(fù)雜，反應(yīng)遲緩且一旦出現(xiàn)問題不易定位，設(shè)備涉及過多，維修難度較大，給停車場(chǎng)的長(zhǎng)期正常使用埋下隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可降低布線難度，方便穩(wěn)定靈敏的視頻監(jiān)視器。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
基于射頻識(shí)別和智能視頻分析技術(shù)的車輛監(jiān)視器，包括與電源連接的處理器芯片，和與處理器芯片電連接的FLASH芯片、RAM芯片、音頻輸入接口、音頻輸出接口、開關(guān)量輸入接口、繼電器輸出接口、RS485輸出接口、RS232輸出接口、HDMI輸出接口、BNC輸出接口和SD卡接口，所述處理器芯片為雙核芯片，處理器芯片內(nèi)置C0RTEX-A8的處理器和DSP芯片，與所述的處理器芯片還電連接有智能視頻分析裝置、射頻識(shí)別裝置和兩個(gè)10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口。
[0005]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的處理器芯片為DM8148雙核芯片，C0RTEX-A8的處理器處理速度為IG HZ, DSP芯片型號(hào)為C674X，DSP芯片處理速度為750M HZ。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的智能視頻分析裝置包括與處理器芯片電連接的PTZ控制的高清鏡頭和CMOS傳感器，高清鏡頭與CMOS傳感器電連接。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的PTZ控制采用四芯屏蔽線控制。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的射頻識(shí)別裝置為工作頻段2.4G HZ的RFID閱讀器。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述FLASH芯片有2片，各FLASH芯片存儲(chǔ)空間為4G。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電源為12V直流電源。
[0011]作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種智能視頻分析方法，通過所述的車輛監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟:
I)目標(biāo)檢測(cè)。車輛監(jiān)視器將輸入的視頻圖像中變化劇烈的圖像區(qū)域從圖像背景中分離出來，作為前景，通過區(qū)別每幀視頻的像素變化，利用背景、模型區(qū)分出前景和背景，更新背景模型，去除緩慢變化的因素；
2)目標(biāo)分類。車輛監(jiān)視器利用圖像特征值實(shí)現(xiàn)目標(biāo)類型(一般是人和車)的甄別，主要通過形狀，顏色和寬高比進(jìn)行車輛的識(shí)別。首先通過實(shí)驗(yàn)提取常見車型的比例，顏色以及形狀建立模型庫，然后在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行對(duì)比和估算判斷移動(dòng)物體是否為車輛；
3)目標(biāo)追蹤。車輛監(jiān)視器依據(jù)目標(biāo)及其所在的環(huán)境，選擇能唯一表示目標(biāo)的特征，并在后續(xù)幀中搜索與該特征最匹配的目標(biāo)位置。車輛監(jiān)視器根據(jù)尺寸比、顏色和形狀來進(jìn)行車輛追蹤；
4)內(nèi)容識(shí)別與智能分析。包括異常檢測(cè)、身份識(shí)別及視頻內(nèi)容理解。
[0012]采用基于模型的方法或基于分類器的方法進(jìn)行異常檢測(cè)；
5)視頻診斷。車輛監(jiān)視器對(duì)視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡和云臺(tái)失控等常見攝像頭故障做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，步驟I)目標(biāo)檢測(cè)基于背景減法優(yōu)化的原理，該原理通過判斷物體相對(duì)應(yīng)位置(x，y)的像素變化率S來提取前景內(nèi)容。F代表視頻的每一個(gè)畫面，B代表背景模塊算法，x，y代表像素的坐標(biāo)f代表某點(diǎn)像素和背景模塊中該像素的比較，目的在于算出該像素與背景模塊中該點(diǎn)像素的相似性，S就是像素變化率的值，C代表該點(diǎn)像素是否發(fā)生變化，C取決于相似值S和門限值T。計(jì)算公式如下所示
S(x, y) =f (F (x, y), B(x, y))
S值越大，變化越明顯。為了區(qū)別是否變化可采用以下公式判斷。
[0014]C(x, y)取決于S(x, y),如果S(x, y) >= τ，則像素已經(jīng)變化，如果S (x, y) < τ ,
則像素未變化。
[0015]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)為:本車輛監(jiān)視器將智能視頻分析技術(shù)和RFID技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，為停車場(chǎng)的車輛和人員信息的獲取、車輛的室內(nèi)定位提供了新的解決方案；采用雙核處理器架構(gòu)，高清智能視頻監(jiān)控和分析一體的設(shè)計(jì)，通過內(nèi)置的web服務(wù)器可方便的對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置；豐富的通信接口，擴(kuò)展輸出和存儲(chǔ)接口使視頻的監(jiān)控、分析和傳輸?shù)玫搅擞行У谋ＷC，提高了停車場(chǎng)車輛監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性，降低了布線難度，節(jié)省了存儲(chǔ)資源，為將來停車場(chǎng)系統(tǒng)的智能化奠定了基礎(chǔ)。
[0016]說明書附圖
圖1是本發(fā)明的車輛監(jiān)視器的架構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明中的閱讀器的架構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明智能分析技術(shù)部分視頻分析的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖1、2、3所示，基于射頻識(shí)別和智能視頻分析技術(shù)的車輛監(jiān)視器，包括與電源連接的處理器芯片，和與處理器芯片電連接的FLASH芯片、RAM芯片、音頻輸入接口、音頻輸出接口、開關(guān)量輸入接口、繼電器輸出接口、RS485輸出接口、RS232輸出接口、HDMI輸出接口、BNC輸出接口和SD卡接口，所述處理器芯片為雙核芯片，處理器芯片內(nèi)置C0RTEX-A8的處理器和DSP芯片，與所述的處理器芯片還電連接有智能視頻分析裝置、射頻識(shí)別裝置和兩個(gè)10/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口，所述的處理器芯片為DM8148雙核芯片，C0RTEX-A8的處理器處理速度為IG HZ, DSP芯片型號(hào)為C674X，DSP芯片處理速度為750M HZ，所述的智能視頻分析裝置包括與處理器芯片電連接的PTZ控制的高清鏡頭和CMOS傳感器，高清鏡頭與CMOS傳感器電連接，所述的PTZ控制采用四芯屏蔽線控制。所述的射頻識(shí)別裝置為工作頻段2.4G HZ的RFID閱讀器，所述FLASH芯片有2片，各FLASH芯片存儲(chǔ)空間為4G，所述電源為12V直流電源。
[0021 ] 兩個(gè)10/100M網(wǎng)口可通過網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信，方便設(shè)備之間的串聯(lián)，方便布線和設(shè)備組集，HDMI接口和BNC接口可連接顯示器查看監(jiān)視內(nèi)容；SD卡接口持最大32G SD/SDHC卡本地存儲(chǔ)；2.4G RFID閱讀器可外接天線，天線連接線采用同軸線纜；處理器芯片通過四芯屏蔽線控制云臺(tái)對(duì)鏡頭實(shí)現(xiàn)PTZ控制；與處理器芯片電連接的時(shí)鐘芯片每隔半小時(shí)與服務(wù)器校準(zhǔn)一次時(shí)間。PTZ在安防監(jiān)控是Pan/Tilt/Zoom簡(jiǎn)寫,代表云臺(tái)全方位(上下、左右)移動(dòng)及鏡頭變倍、變焦控制。以普通監(jiān)控控制PTZ，一般采用多芯連線，控制器以開關(guān)觸點(diǎn)控制云臺(tái)、鏡頭各個(gè)方向的連接供電，以達(dá)到云臺(tái)移動(dòng)、鏡頭變倍的目的。
[0022]本實(shí)施例的智能視頻分析裝置可識(shí)別運(yùn)動(dòng)的車輛和行人并且可以獲取車輛的顏色外形等信息。本車輛監(jiān)視器具有防區(qū)監(jiān)測(cè)的功能，用戶可自定義設(shè)置多達(dá)6個(gè)防區(qū)，可劃定區(qū)域判斷某區(qū)域是否有車輛進(jìn)入，使用此功能配合RFID閱讀可實(shí)現(xiàn)車輛的室內(nèi)定位以及車位使用狀況檢測(cè)。
[0023]本車輛監(jiān)視器主要用于停車場(chǎng)車輛監(jiān)控。每個(gè)停車位上設(shè)置有低頻喚醒源，平時(shí)處于靜默狀態(tài)，雙頻RFID卡片在沒有激活時(shí)RFID讀卡器將讀不到卡片信息。正常工作時(shí)，本車輛監(jiān)視器通過對(duì)視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)分析不斷監(jiān)測(cè)用戶劃定的防區(qū)(停車位)內(nèi)是否有車輛駛?cè)敕绤^(qū)(停車位)，一旦檢測(cè)到車輛駛?cè)敕绤^(qū)(停車位)便通知該防區(qū)內(nèi)的低頻喚醒源開始工作激活司機(jī)攜帶的RFID卡片，本車輛監(jiān)視器中的RFID閱讀器將獲取RFID卡片信息和激活源編號(hào)信息，整合后傳送給服務(wù)器，確定車輛位置信息和停車位使用情況。也可設(shè)置直接將停車畫面切換至最頂部供管理人員查看。車輛駛離防區(qū)(停車位)時(shí)，設(shè)備將獲取的車位和車輛信息傳送給服務(wù)器通知車輛離開停車位。然后通知激活源處于靜默狀態(tài)，等待下輛車駛?cè)?，從而?shí)現(xiàn)車輛的室內(nèi)定位和車位使用狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0024]本車輛監(jiān)視器主要有RFID閱讀部分和智能視頻分析兩個(gè)部分構(gòu)成。智能視頻分析部分可實(shí)現(xiàn)500萬像素高清視頻監(jiān)控，最大圖像尺寸2560X1920，CPU采用TI公司的TMS320DM8148雙核芯片，該芯片內(nèi)置IG HZ的C0RTEX-A8處理器和750MHZ的C674X DSP芯片可實(shí)現(xiàn)高清視頻監(jiān)控和視頻分析。同時(shí)自帶IG NANDFLASH, IG DDR3 RAM以及SD卡接口。用戶可通過瀏覽器或客戶端軟件劃定監(jiān)控區(qū)域(最多6個(gè))監(jiān)測(cè)是否有車輛進(jìn)入，通過網(wǎng)絡(luò)配置設(shè)備。如果視頻分析到有車輛進(jìn)入防區(qū)，則觸發(fā)RFID設(shè)備進(jìn)行工作，獲取人員信息并與車輛信息綁定傳送給服務(wù)器。監(jiān)視器的架構(gòu)如圖1所示。
[0025]500萬像素高清攝像機(jī)部分鏡頭采用Tamron鏡頭可通過CS接口進(jìn)行變焦控制，傳感器采用鎂光500萬像素傳感器，傳感器將圖像信息處理后輸出到TMS320DM8148芯片進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。
[0026]DM8148將可編程視頻及音頻處理與高度集成的外設(shè)集組合在一起，所有的控制程序和視頻分析算法均在DM8148上完成，不依靠后端服務(wù)器進(jìn)行分析。
[0027]RFID閱讀部分采用木蘭電子的2.4G有源遠(yuǎn)距離閱讀ML-M300，閱讀器架構(gòu)如圖2所示，通過TTL電平與TMS320DM8148進(jìn)行通信，通信IC通過天線獲取RFID數(shù)據(jù)后傳給單片機(jī)，單片機(jī)將數(shù)據(jù)傳送給DSP。
[0028]RFID閱讀器具有以下特性:
(1)采用3V?3.6V的供電，可以同時(shí)識(shí)別200張卡；
(2)識(shí)別的距離是30?50m，200公里/小時(shí)以內(nèi)；
(3)工作的頻率在2.4GHz-2.5GHz ISM微波段，125個(gè)頻道，頻道帶寬8MHz ；
(4)數(shù)據(jù)速率射頻功率分別是IMbps和-20dBm?OdBm可調(diào)的，且最大峰值功率I毫瓦，使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾；
(5)先進(jìn)的防碰撞技術(shù),支持多標(biāo)簽讀寫；
(6)可配置微波模塊工作方式，發(fā)射功率可調(diào)。
[0029]TMS32ODM8H8 特性如下:
?高性能Davinci數(shù)字媒體處理器
?高達(dá) IGHz 的 ARM? Cortex ? -A8 RISC MPU
?高達(dá) 2000 ARM?Cortex ? -A8 MIPS
?高達(dá) 750MHz C674x ? VLIff DS