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专利号: 2021114078139
申请人: 江西科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于计算机视觉的高空抛物检测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:获取高空抛物监控区域的第一视频流数据和第二视频流数据,将第一视频流数据和第二视频流数据解码为第一图形数据和第二图形数据;

对第一图形数据和第二图形数据进行处理,获得第一图形数据中高空抛物的第一运行轨迹,获得第二图形数据中高空抛物的第二运行轨迹;

从楼宇三维模型中导出第一模型图和第二模型图,且第一模型图的视角和画面尺寸与第一图形数据相同,第二模型图的视角和画面尺寸与第二图形数据相同;

在第一模型图中添加第一运行轨迹,对第一运行轨迹进行拉伸得到第一曲面,拉伸方向为导出第一模型图视角的方向,即拉伸方向垂直于第一模型图所在的平面;在第二模型图中添加第二运行轨迹,对第二运行轨迹进行拉伸得到第二曲面,拉伸方向为导出第二模型图视角的方向,即拉伸方向垂直于第二模型图所在的平面;

对第一模型图和第二模型图进行合并得到运行轨迹模型图,第一模型图中的第一曲面和第二模型图中的第二曲面交叉形成高空抛物三维轨迹;

使用最小二乘法对高空抛物三维轨迹上的点进行拟合得到一个拟合函数,根据拟合函数得到一个完整轨迹路径,所述完整轨迹路径与楼宇三维模型中楼宇的交点即为抛出点;

其中,对第一图形数据和第二图形数据进行处理,获得第一图形数据中高空抛物的第一运行轨迹,获得第二图形数据中高空抛物的第二运行轨迹的步骤,具体包括:对第一图形数据和第二图形数据进行处理,确定第一图形数据和第二图形数据中的第一运动目标和第二运动目标;

获取第一运动目标和第二运动目标的特征和目标轨迹;

对第一运动目标和第二运动目标进行判定,当第一运动目标和第二运动目标都属于高空抛物时,第一运动目标和第二运动目标的目标轨迹分别为第一运行轨迹和第二运行轨迹。

2.根据权利要求1所述一种基于计算机视觉的高空抛物检测方法,其特征在于,所述对第一图形数据和第二图形数据进行处理,确定第一图形数据和第二图形数据中的第一运动目标和第二运动目标的步骤,具体包括:在第一图形数据和第二图形数据的第一帧,为每个像素点存储一个样本集,所述像素点周围相邻的点的像素值即为样本集的采样值;

将之后每一帧像素点的像素值与样本集的采样值进行对比,若两者之间的差值小于第一阈值,则认为两点相近;

依次遍历所有样本集,可得到像素点与样本集相近的个数,若所述个数大于第二阈值,则认为该像素点为背景点,否则认为该像素点为前景点;

对得到的前景点进行筛选,根据物体的周长和面积筛除掉不符合要求的物体,得到运动目标,对第一图形数据进行处理得到的运动目标为第一运动目标,对第二图形数据进行处理得到的运动目标为第二运动目标。

3.根据权利要求1所述一种基于计算机视觉的高空抛物检测方法,其特征在于,所述对第一运动目标和第二运动目标进行判定的步骤,具体包括:判定第一运动目标和第二运动目标是否一直向下运动;

判定第一运动目标和第二运动目标是否一直做加速运动;

当且仅当第一运动目标和第二运动目标一直向下运动且一直做加速运动,第一运动目标和第二运动目标属于高空抛物。

4.根据权利要求1所述一种基于计算机视觉的高空抛物检测方法,其特征在于,所述从楼宇三维模型中导出第一模型图和第二模型图的步骤,具体包括:建立楼宇三维模型,所述楼宇三维模型中包括每个点的坐标值;

根据获得第一视频流数据的监控视角得到第一模型图;

根据获得第二视频流数据的监控视角得到第二模型图。

5.一种基于计算机视觉的高空抛物检测系统,其特征在于,所述系统包括:视频流数据获取模块,用于获取高空抛物监控区域的第一视频流数据和第二视频流数据,将第一视频流数据和第二视频流数据解码为第一图形数据和第二图形数据;

运行轨迹确定模块,用于对第一图形数据和第二图形数据进行处理,获得第一图形数据中高空抛物的第一运行轨迹,获得第二图形数据中高空抛物的第二运行轨迹;

模型图导出模块,用于从楼宇三维模型中导出第一模型图和第二模型图,且第一模型图的视角和画面尺寸与第一图形数据相同,第二模型图的视角和画面尺寸与第二图形数据相同;

曲面生成模块,在第一模型图中添加第一运行轨迹,对第一运行轨迹进行拉伸得到第一曲面,拉伸方向为导出第一模型图视角的方向,即拉伸方向垂直于第一模型图所在的平面;在第二模型图中添加第二运行轨迹,对第二运行轨迹进行拉伸得到第二曲面,拉伸方向为导出第二模型图视角的方向,即拉伸方向垂直于第二模型图所在的平面;

三维轨迹确定模块,用于对第一模型图和第二模型图进行合并得到运行轨迹模型图,第一模型图中的第一曲面和第二模型图中的第二曲面交叉形成高空抛物三维轨迹;以及抛出点确定模块,使用最小二乘法对高空抛物三维轨迹上的点进行拟合得到一个拟合函数,根据拟合函数得到一个完整轨迹路径,所述完整轨迹路径与楼宇三维模型中楼宇的交点即为抛出点;

其中,运行轨迹确定模块包括:

运动目标确定单元,用于对第一图形数据和第二图形数据进行处理,确定第一图形数据和第二图形数据中的第一运动目标和第二运动目标;

目标轨迹获取单元,用于获取第一运动目标和第二运动目标的特征和目标轨迹;以及运动目标判定单元,用于对第一运动目标和第二运动目标进行判定,当第一运动目标和第二运动目标都属于高空抛物时,第一运动目标和第二运动目标的目标轨迹分别为第一运行轨迹和第二运行轨迹。

6.根据权利要求5所述一种基于计算机视觉的高空抛物检测系统,其特征在于,所述运动目标确定单元包括:

样本集子单元,在第一图形数据和第二图形数据的第一帧,为每个像素点存储一个样本集,所述像素点周围相邻的点的像素值即为样本集的采样值;

对比子单元,用于将之后每一帧像素点的像素值与样本集的采样值进行对比,若两者之间的差值小于第一阈值,则认为两点相近;

判定子单元,依次遍历所有样本集,可得到像素点与样本集相近的个数,若所述个数大于第二阈值,则认为该像素点为背景点,否则认为该像素点为前景点;以及运动目标确定子单元,用于对得到的前景点进行筛选,根据物体的周长和面积筛除掉不符合要求的物体,得到运动目标,对第一图形数据进行处理得到的运动目标为第一运动目标,对第二图形数据进行处理得到的运动目标为第二运动目标。