一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法，包括如下步驟：步驟1，車棚安裝的攝影機(jī)實(shí)時(shí)地捕捉視野內(nèi)人體的動(dòng)作；步驟2，通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件提供的接口獲數(shù)據(jù)流并提取人體骨骼模型各關(guān)節(jié)點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)數(shù)據(jù)；步驟3，通過(guò)人體模型各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)計(jì)算人體部位的方向矢量及部位之間的特征參數(shù)，將參數(shù)約束于控制界面的虛擬人體模型；步驟4，將虛擬人體動(dòng)作特征與車盜疑似動(dòng)作特征庫(kù)進(jìn)行匹配比較，如果相似度達(dá)閾值h，初步判定為車盜疑似動(dòng)作；步驟5，當(dāng)人體動(dòng)作被識(shí)別為“車盜疑似動(dòng)作”時(shí)監(jiān)控警示程序啟動(dòng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)告警。以及一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜系統(tǒng)。本發(fā)明有效進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別、實(shí)時(shí)性良好、具有當(dāng)場(chǎng)報(bào)警功能。
【專利說(shuō)明】一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于車輛監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛監(jiān)控防盜方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前校園里、住宅小區(qū)和大型商場(chǎng)的自行車、電動(dòng)車車庫(kù)經(jīng)常發(fā)生自行車、電動(dòng)車 盜竊案件。
[0003] 由于普通的監(jiān)控?cái)z像頭不具備動(dòng)作識(shí)別和當(dāng)場(chǎng)報(bào)警的功能，在盜車案件發(fā)生后只 能事后調(diào)取監(jiān)控錄像進(jìn)行查看，而此時(shí)往往已失去了最佳破案時(shí)機(jī)，至今還沒(méi)有一種在發(fā) 現(xiàn)疑似車盜行為當(dāng)場(chǎng)就能夠報(bào)警的方法或系統(tǒng)發(fā)明出來(lái)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服已有車輛監(jiān)控方式的不具備動(dòng)作識(shí)別和當(dāng)場(chǎng)報(bào)警功能、實(shí)時(shí)性較差的不 足，本發(fā)明提供了一種有效進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別、實(shí)時(shí)性良好、具有當(dāng)場(chǎng)報(bào)警功能的基于逆運(yùn)動(dòng) 學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法及系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1，車棚安裝的Kinect攝影機(jī)實(shí)時(shí)地捕捉視野內(nèi)人體的動(dòng)作，并將獲取的數(shù) 據(jù)傳輸給與其相連接的PC機(jī)；
[0008] 步驟2, PC機(jī)通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件Kinect SDK提供的接口獲取Skeleton Frame數(shù) 據(jù)流并提取人體骨骼模型各關(guān)節(jié)點(diǎn)的X、y、Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0009] 步驟3,通過(guò)人體模型各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的X、y、z坐標(biāo)計(jì)算人體部位的方向矢量及部位 之間的特征參數(shù)，將參數(shù)約束于控制界面的虛擬人體模型；
[0010] 步驟4,將虛擬人體動(dòng)作特征與預(yù)設(shè)"車盜疑似動(dòng)作特征庫(kù)"進(jìn)行匹配比較，如果虛 擬人體動(dòng)作特征加權(quán)的區(qū)別參數(shù)與預(yù)設(shè)盜竊數(shù)據(jù)特征庫(kù)的車盜疑似動(dòng)作特征的相似度達(dá) 閾值h時(shí)，則被初步判定為車盜疑似動(dòng)作；
[0011] 步驟5,當(dāng)人體動(dòng)作被識(shí)別為"車盜疑似動(dòng)作"時(shí)監(jiān)控警示程序啟動(dòng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)告 警。
[0012] 進(jìn)一步，所述步驟5中，首先引起控制中心與PC機(jī)相連接的音頻輸出模塊發(fā)出警 報(bào)聲響，然后根據(jù)識(shí)別數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，由操作人員切斷報(bào)警或者接通現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)聲器裝置并 報(bào)警。
[0013] 一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜防盜系統(tǒng)，所述防盜系統(tǒng)包括Kinect攝像頭、 動(dòng)作捕捉模塊、動(dòng)作識(shí)別模塊和報(bào)警模塊，
[0014] 所述動(dòng)作捕捉模塊，接收Kinect攝像頭的數(shù)據(jù)，應(yīng)用Kinect體感裝置，通過(guò)分析 骨架結(jié)構(gòu)位置模型來(lái)得出人體的三維姿態(tài)；
[0015] 所述動(dòng)作識(shí)別模塊，利用旋轉(zhuǎn)軸表示法將旋轉(zhuǎn)表示為1 X3的向量N，旋轉(zhuǎn)向量N表 示繞旋轉(zhuǎn)軸方向a旋轉(zhuǎn)角度Θ，其中

【權(quán)利要求】
1. 一種基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟： 步驟1，車棚安裝的Kinect攝影機(jī)實(shí)時(shí)地捕捉視野內(nèi)人體的動(dòng)作，并將獲取的數(shù)據(jù)傳 輸給與其相連接的PC機(jī)； 步驟2, PC機(jī)通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件Kinect SDK提供的接口獲取Skeleton Frame數(shù)據(jù)流 并提取人體骨骼模型各關(guān)節(jié)點(diǎn)的X、y、z坐標(biāo)數(shù)據(jù)； 步驟3,通過(guò)人體模型各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的X、y、z坐標(biāo)計(jì)算人體部位的方向矢量及部位之間 的特征參數(shù)，將參數(shù)約束于控制界面的虛擬人體模型； 步驟4,將虛擬人體動(dòng)作特征與預(yù)設(shè)"車盜疑似動(dòng)作特征庫(kù)"進(jìn)行匹配比較，如果虛擬人 體動(dòng)作特征加權(quán)的區(qū)別參數(shù)與預(yù)設(shè)盜竊數(shù)據(jù)特征庫(kù)的車盜疑似動(dòng)作特征的相似度達(dá)閾值h 時(shí)，則被初步判定為車盜疑似動(dòng)作； 步驟5,當(dāng)人體動(dòng)作被識(shí)別為"車盜疑似動(dòng)作"時(shí)監(jiān)控警示程序啟動(dòng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)告警。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法，其特征在于：所述步驟5 中，首先引起控制中心與PC機(jī)相連接的音頻輸出模塊發(fā)出警報(bào)聲響，然后根據(jù)識(shí)別數(shù)據(jù)的 準(zhǔn)確性，由操作人員切斷報(bào)警或者接通現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)聲器裝置并報(bào)警。
3. -種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的基于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的車輛監(jiān)控防盜方法的防盜系統(tǒng)，其特 征在于：所述防盜系統(tǒng)包括Kinect攝像頭、動(dòng)作捕捉模塊、動(dòng)作識(shí)別模塊和報(bào)警模塊， 所述動(dòng)作捕捉模塊，接收Kinect攝像頭的數(shù)據(jù)，應(yīng)用Kinect體感裝置，通過(guò)分析骨架 結(jié)構(gòu)位置模型來(lái)得出人體的三維姿態(tài)； 所述動(dòng)作識(shí)別模塊，利用旋轉(zhuǎn)軸表示法將旋轉(zhuǎn)表示為1X3的向量N，旋轉(zhuǎn)向量N表示 繞旋轉(zhuǎn)軸方向a旋轉(zhuǎn)角度Θ，其中Θ = ||a||為N的模，a=[心^?^為歸一化旋轉(zhuǎn)方 向，滿足N = Θ · a，對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣RN(3X3)用Rodrigues公式計(jì)算得出； 所述的人體自由度的根節(jié)點(diǎn)位于身體的髖部，其參數(shù)控制人體骨架在世界坐標(biāo)系中的 位置，共有3個(gè)旋轉(zhuǎn)3個(gè)平移，共6個(gè)自由度；平移旋轉(zhuǎn)參數(shù)應(yīng)用在事先建立的人體模型，得 出模擬人體的動(dòng)作特征，與預(yù)設(shè)的盜竊數(shù)據(jù)特征庫(kù)進(jìn)行匹對(duì)，如果相似度達(dá)閾值h時(shí)，被初 步定為車盜疑似動(dòng)作； 所述報(bào)警模塊，當(dāng)人體動(dòng)作被識(shí)別為"車盜疑似動(dòng)作"時(shí)監(jiān)控警示程序啟動(dòng)，進(jìn)行實(shí)時(shí) 生敬 1=1 目 〇
4. 如權(quán)利要求3所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于：所述報(bào)警模塊包括音頻輸出模塊和 GPRS報(bào)警模塊。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)作捕捉模塊中，通過(guò)Kinect 體感裝置中彩色攝像頭、紅外攝像頭和圖像采集器獲取車庫(kù)中行人姿勢(shì)的彩色圖像數(shù)據(jù)、 骨架數(shù)據(jù)和深度圖像數(shù)據(jù)；將獲得的彩色圖像數(shù)據(jù)、骨架數(shù)據(jù)和深度圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人體 骨骼中20個(gè)關(guān)節(jié)在系統(tǒng)空間坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)值；一個(gè)人體骨架模型可以表示為關(guān)于 節(jié)點(diǎn)的一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，用每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)關(guān)節(jié)。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)作識(shí)別模塊中，人體自由度 是骨架中可以獨(dú)立改變的參數(shù)，在假設(shè)各個(gè)關(guān)節(jié)互相獨(dú)立的情況下，等于所有關(guān)節(jié)的自由 度總和；對(duì)于像肘、膝蓋回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，分配1個(gè)自由度，將旋轉(zhuǎn)軸固定為X軸；對(duì)于像肩、胯球 槽關(guān)節(jié)模型，旋轉(zhuǎn)軸位于球面的任意方向，加上繞軸旋轉(zhuǎn)的1個(gè)自由度，共分配3個(gè)自由度， 對(duì)于頸部關(guān)節(jié)，則分配2個(gè)自由度，限制旋轉(zhuǎn)軸位于z = 0平面。
7. 如權(quán)利要求3或4所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于：所述動(dòng)作識(shí)別模塊中，所述的盜竊 數(shù)據(jù)特征庫(kù)通過(guò)人為模擬或現(xiàn)有的盜車行為場(chǎng)景進(jìn)行不斷完善，并不斷通過(guò)正樣本和負(fù)樣 本不斷實(shí)時(shí)識(shí)別和識(shí)別優(yōu)化。
8. 如權(quán)利要求7所述的防盜系統(tǒng)，其特征在于：所述的盜竊數(shù)據(jù)特征庫(kù)中，采用基于隱 馬爾可夫模型的識(shí)別優(yōu)化方法。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104298353SQ201410525013
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】張標(biāo)標(biāo), 季壯壯, 李仁旺, 宋海龍, 吳斌, 陳躍鳴, 嚴(yán)易洲, 杜克林 申請(qǐng)人:寧波熵聯(lián)信息技術(shù)有限公司