一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统

摘要

一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统，构成了一种数据采集层、前段处理层、网络传输层、控制层的一种四层体系结构；在前端处理层中，由分布式计算终端模块和跟踪算法模块协同，实现摄像机内目标跟踪算法的本地运行，通过通信协议模块，与控制模块进行信号交互及自动控制，实现在控制层完成全城域范围内的目标车辆跨摄像机连续跟踪。本发明面向全城域范围内的车辆跟踪监控领域，运用计算处理云端化技术，将控制层中的计算分布到前端处理层中，有效降低了服务器的计算压力，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。

主权项

一种面向跨摄像机跟踪接力的交通视频监控系统，其特征在于：采用四层体系结构，最底层的是数据采集层，包括视频采集模块，视频采集模块主要由监控摄像机组成，直接面向城域范围内的交通路段，进行视频数据的采集；第二层是前端处理层，包括分布式终端模块和跟踪算法模块，分布式终端模块接收视频采集模块采集到的视频数据，传递给跟踪算法模块进行处理，跟踪算法模块将处理的结果通过通信协议模块发送给中央控制模块；第三层是网络传输层，这一层主要由交换机、路由器网络设备组成，包括铺设于城域范围内的光纤数据电缆物理链路；该层中还包括一个通信协议模块，模块内设计了一套控制信息交互规则，分布式终端模块与中央控制模块的信息交互需要遵守该规则，方便实现自动控制；第四层，是中央控制层，包括中央控制模块，主要由中央服务器、大容量存储设备、监控显示器组成，基本的监控视频能够保存到大容量存储设备上，以及显示在监控显示器上，供工作人员观察和分析；中央服务器起到全局信息维护和控制作用，能够远程控制和设置分布式终端模块，同时根据通信协议模块中的规则实现跨摄像机目标跟踪算法的协同控制；上述四层体系结构实现了计算性能云端化的目标，实现了跨摄像机跟踪接力智能化；所述前端处理层中执行的跟踪算法模块实现如下：步骤1.1，由中央控制层发送控制消息给分布式终端模块，并传递给跟踪算法模块，开始执行，跟踪算法模块判断获得的视频是否是起始跟踪视频，若是，则根据收到的控制信息，圈选目标车辆，执行下一步，开始跟踪；若否，则表示获得的视频是用于跟踪接力的视屏，分析收到的控制信息，读取目标车辆预测出现的时间和位置，发现该二元参数附近出现的车辆，计算目标特征向量并与接收的控制信息中的特征向量进行匹配，确定跟踪目标，执行下一步；步骤1.2，在视频内跟踪已确认的目标车辆；在每一帧中定位目标车辆，并采用滤波算法实时更新目标车辆的行驶速度，以及当前所在行车道信息；步骤1.3，检查目标车辆是否已经到达视频监控边缘；若是，执行下一步；若否，返回步骤1.2，循环执行；步骤1.4，根据跟踪算法模块内自身训练的样本集合，计算目标车辆的特征向量，并将目标车辆的运动状态、当前行车道信息打包，返回给分布式终端模块，由分布式终端模块与中央控制模块协调，通知用于接力的跟踪算法模块，执行下一步跟踪过程；在每一个跟踪算法模块中执行上述4个步骤的方法，实现跟踪接力算法的分布式终端模块中的本地化执行，以及跨摄像机跟踪接力方法的自动控制和执行。