平安校园智能视频巡逻跟踪系统解决方案

平安校园---智能视频巡逻跟
踪系统
解决方案
厦门博聪信息技术有限公司
2015年2月1日
目录
目录 (2)
第一章、项目概述 (2)
1.1.需求分析 (2)
2.2.实现目标 (3)
3.3.系统建设原则 (4)
第二章、方案设计 (5)
2.1平台总体架构 (5)
2.2系统简介 (5)
2.3在平安校园中的应用 (10)
2.4系统部署 (11)
第三章、设备清单 (18)
第一章、项目概述
1.1.需求分析
近几年以来一系列校园安全事件的发生，使得政府及社会各界对于平安校园安防系统
的建设更为关注,传统的人力巡查已不能满足校园安全管理的需求,平安校园建设迫在眉睫。

目前学校普遍存在着学生众多，校园周边的环境复杂等特点，就各中小学校来说，都有个共同特点：管理人员少，学生人数众多、生性好动、防范意识差。

学校的操场、运动场、大门口、教学楼等公共场合都存在安全隐患:
1,操场存在意外事件的安全隐患,要求实现全覆盖、无死角，同时又要拍清楚细节，便于对意外事件的事后举证。

2,学校大门口,不法人员借上下学期间乘着混乱的情况从事犯罪活动的事件常有发生,要求对校门口有效监控，能看清场景及细节，出现异常情况实时作出应对，预防安全治安事件发生。

但普通的视频监控系统存在以下问题：
1,操场面积大，使用普通的枪机球机都很难实现全覆盖、无死角。

即使覆盖了大部分场景，离监控点远的位置也拍不到细节。

一旦发生意外事件，虽然监控设备有拍摄到，但看不清细节，对于事后举证毫无作用。

2,上下学期间学校大门口人员众多,使用普通的枪机或球机看得不全或看不清细节，无法真正实现对上下学期间大门口场所的有效监管。

可以看出，传统的视频监控方式不能很好的满足平安校园这些场所的监控需求，平安校园监控系统的建设不再是简单地增加普通监控设备，而是需要向着智能化、主动化监控方向发展。

本方案所介绍的智能视频巡逻跟踪系统，即是针对上述监控难题而推出的有效解决方案，这是视频监控领域一次革命性的飞跃。

2.2.实现目标
针对校园存在的众多安全隐患，我们做了深入的分析和考察，为了有效地维护校园秩序和安全，保障学校教学工作顺利进行，以及为同学们的生活和学习营造更好的安全环境，特推出平安校园智能视频巡逻跟踪系统解决方案。

智能视频巡逻跟踪系统平台主要对校园的重点部位和重点区域进行主动化，智能化的实时监控，在学校的主要地点进行布控，包括校门、主要路口、操场、运动场等地方，以实现对校园重点区域和场所进行高安全级别的监控和管控。

3.3.系统建设原则
本方案的设计根据业主的实际情况，本着“保证系统先进、实用、安全、可靠、经济、易扩展、易维护和高性价比”的设计和建设原则，体现了技术先进、经济合理，并且方案成熟、安全可靠，具有操作简单、管理方便的特点。

本方案遵循以下设计原则： ?
系统结构合理性
系统结构要合理，特别是传输方式要合理，系统结构是否合理决定系统的成败。

系统完整性
系统设备和软件应能构成一个完整的系统并连续运行。

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经济性
设备选用突出性价比。

?
实用性
采用成熟的技术和设备，建成的系统应易于管理、易于使用。

?
可靠性
选用的设备应是经过实践考验的可靠技术，设备应能可测试，可自检、故障诊断和报
警等功能。

应能保证在使用地的自然环境、气候条件、公用设施等情况下全天候正常运行。

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开放性
系统应当易于升级扩充，软件应支持国际和国家的标准接口，遵循国际标准，国家和行
业标准。

?
可扩展性
系统采用模块化的设计思想，便于系统规模、系统功能的扩展和升级。

?
先进性
采用当今先进的技术，并可进一步升级，以使系统具有较长生命期。

第二章、方案设计
2.1平台总体架构
2.2系统简介
智能视频巡逻跟踪方案由E900多目标智能跟踪系统实现,此系统由广角摄像机、高速跟踪球机、多目标智能跟踪处理器以及运行处理器上的世界领先的运动目标检测和多目标跟踪算法组成。

E900多目标智能跟踪系统可以同时锁定广角摄像机画面中的多个运动目标，并且自动精准控制高速跟踪球机分时跟踪拍摄每一个被锁定的目标的特写视频。

系统自动控制高速跟踪球机平滑移动并且自动选择合适的变焦比，使得被拍摄目标始终出现在画面中央并且被最优放大。

由于高速跟踪球机使用光学变焦镜头对目标进行光学放大，得到的目标特写视频的清晰度（用目标的每米像素覆盖率来衡量）比直接数码放大广角高清枪机视频高出一个数量级。

E900多目标智能跟踪系统既可以提供由广角枪机画面得到的全局监控视频，又可以提供由高速跟踪球机抓拍的每个目标的特写信息，保证监控人员既看的全面，又看的清晰。

同时由于采用光学变焦，使用高清200w像素的摄像机就可以提供大场景内(120米*120米)任意目标的高清晰度特写视频，大幅度节省了存储和传输带宽。

E900多目标智能跟踪系统可以监控120米×120米的区域，而且能提供区域内运动目标的清晰视频，可以辨认人脸和车牌，是一种性价比极高的高清晰度大场景监控解决方案。

E900多目标智能跟踪系统较好地解决了监控行业中普遍面临的视频画面“看不清”的难题。

“枪球结合”的方式使得枪机视角范围广和球机灵活可变的优势得到互补，增强了设备的整体功能和效率。

多种尖端智能视频分析技术的综合应用使得传统的事后查证被动监控系统转化为智能高效的主动实时监控报警系统，这将为平安校园的监控系统建设注入智能化的技术力量。

2.2.1 系统组成
前端设备为自主创新的枪球一体摄像机，以及一台多目标智能跟踪处理器，设备连接简单便捷；后端采用网络化的设备管理软件，能够无缝接入平安校园监控网络和平台。

前端设备包括：
大场景监控广角摄像机
专用智能高速跟踪球机
多目标智能跟踪处理器
后端设备包括：
操作维护台
管理服务器
2.2.2视频采集原理
如上图所示，多目标智能跟踪处理器对枪机视频画面内的运动目标进行锁定和跟踪，并自动控制高速跟踪球机对相应的运动目标进行光学放大跟踪拍摄，从而获得运动目标清晰的局部特写画面，而这正是视频监控中最需要的有用资料。

上图中枪机距离目标约70米远，若从枪机画面中直接查看目标，则无法分辨任何细节，若将目标区域进行数码放大，则得到的画面依旧模糊不清，对于系统用户来说毫无用处。

相比之下，E900多目标智能跟踪系统所获得的目标特写画面清晰度极好，足以有效实现目标身份确认、行为监控、查证分析等监控目的。

此外，两路视频均为1280*1080P分辨率，存储数据量和传输带宽损耗都较小，却达到了即使是全高清或更高分辨率的监控摄像机所无法提供的监控效果，设备利用率和运行效率之高不言而喻，传统监控视频画面“看不清”的难题从此迎刃而解。

2.2.3功能特点
多目标跟踪特写拍摄
可自动锁定跟踪警戒区内多个运动目标，并自动控制高速跟踪球机平滑跟踪拍摄各个运动目标清晰特写画面，配合存储设备，可做到无人值守，自动监控。

当系统处于自动跟踪模式时，用户可在广角画面内所有被锁定目标中点击鼠标，自由选择任意感兴趣的单个目标，该目标将被持续锁定跟踪显示，直至目标离开警戒区。

时刻
时刻2（切换
时刻3（持续
高速跟踪球机瞬时定位
可实现智能化的球机瞬时定位控制功能，用户可在枪机画面中使用鼠标框定任意区域或点击任意位置，球机画面将迅速显示该对应区域，并缩放到匹配大小（小于0.5秒）。

与传统的PTZ球机键盘相比，操作方式更为迅速灵活，直观易用。

鼠标
鼠标
灵活的警戒区设置
可设定任意形状警戒区域，进入警戒区的运动目标将自动被锁定跟踪。

从而有针对性地设定监控区域，提高跟踪效率。

支持三级警戒区域，所有目标同时锁定，高级警戒区目标优先显示，实现分层次、差异化监控。

2.3在平安校园中的应用
2.3.1应用场所
E900多目标智能跟踪系统的多项国家专利核心技术带来的智能化功能，可应用于平安校园的智能治安监控平台中，为业主维护校园的治安提供有力帮助。

1、操场/运动场监控：在操场/运动场的场合，人员众多，各种运动的安全隐患大，容易发生意外事件，可以部署E900多目标智能跟踪系统，监控操场/运动场的全景和人员运动的细节,可以实时掌控操场/运动场的安全,对异常事件做到第一时间发现、有效应对和避免安全事件的发生。

2、学校大门口：在学校大门口，上下学期间人员众多，场面混乱，不法人员借上下学期间乘着混乱的情况从事犯罪活动的事件常有发生, 部署E900多目标智能跟踪系统对校门口有效监控，能看清场景及细节，出现异常情况实时作出应对，可预防安全治安事件发生。

2.3.2典型结构
前端设备整体等效于一套网络设备，可通过局域网连入平安校园现有监控网络中，连接方式相当便捷；后端管理软件可运行于局域网内的任意Windows操作系统中，通过网络直接管理和操作前端设备，具有非常好的灵活性和兼容性。

2.4系统部署
2.4.1 E900参考连接图
上图为E900系统典型设备连接图，与传统监控系统的布线方式良好兼容，根据不同监控场景的实际情况，可按需裁剪或扩充相应的设备及连接，以达到最好的监控效果。

2.4.2 E900系统接入方式
视频显示
E900系统视频显示可由以下方式接入现有监控系统：
通过交换机接入平安校园网络监控的视频管理平台,与普通前端摄像机在同一个平台上实现视频的显示和管理；
直接利用多目标智能跟踪系统的软件界面显示视频。

设备控制
E900多目标智能跟踪系统的设备控制可采用以下方式：
利用多目标智能跟踪系统软件进行高速跟踪球机控制；
利用客户端进行完全等效的控制。

录像存储
E900多目标智能跟踪系统视频录像存储可采用以下方式：
E900输出视频直接通过交换机接入网络后进入平安校园监控平台统一存储,支持
GB/T-28181/ONVIF/RTSP协议。

2.5优势分析
2.5.1 E900系统核心技术
复杂环境运动物体检测技术
通过自适应的智能分析算法，有效过滤复杂环境画面中的各种运动干扰，如雨雪天气的雨滴或雪花，刮风造成的树叶摇动等。

多目标跟踪技术
源于国际领先军事科学，同时跟踪锁定几十个目标，在目标急停，急转，与其他目标交叉，及被遮挡时，始终保持对目标的锁定。

持续几何聚焦技术
摄像机在连续跟踪目标时，始终聚焦于被跟踪目标，在前景出现遮挡物的情况下也可以获取目标的清晰图像。

而传统采用自动聚焦技术的摄像机，在前景出现遮挡，如电线、树枝等物体时，往往会聚焦在遮挡物上，造成目标模糊不清。

高速摄像机目标切换跟踪技术
通过精确的多目标跟踪算法与摄像机运动控制算法，在警戒区域出现多个运动目标时，可以迅速精确地切换到相应目标的位置并保持目标的运动速度矢量进行持续跟踪拍摄。

V.S.
瞬时摄像机光学定位技术
通过在左侧画面中的鼠标操作，如画框或鼠标点击，迅速将右侧画面中对应的摄像机移动并对准相应的区域，并且光学放大到鼠标画出的范围，或以最大光学变焦对准鼠标点击的位置。

简单快速的高精度图像与环境坐标映射技术
通过先进的坐标转换算法，将广角摄像机图像中每个像素的位置，精准的转换为环境坐标以及PTZ摄像机的球面坐标。

确保广角画面中的目标被特写抓拍锁定在画面中央。

通过智能视频处理技术，系统自动实现转换过程，在保证精确度的前提下，无需人工参与，真正全自动、智能化。

T
2.5.2 E900系统参数
第三章、设备清单
平安校园智能视频巡逻跟踪方案。