專利名稱：基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安防領(lǐng)域，具體涉及一種用于保障安防區(qū)域安全的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安防人員站崗值勤是安防的一項(xiàng)基本制度，是保障安防區(qū)域安全的一道重要防線。在平時(shí)，這項(xiàng)制度能夠有效遏制侵害、預(yù)防事故，維護(hù)安全穩(wěn)定，促進(jìn)安防區(qū)域和諧發(fā)展；在緊急時(shí)刻，這項(xiàng)制度能夠有效制止侵害、保障安防區(qū)域內(nèi)人民的人身財(cái)產(chǎn)安全。安防人員站崗值勤主要具有三方面職能1)威懾；2)核查并控制進(jìn)入人員；3)特情處置。威懾要求安防人員全時(shí)在位、時(shí)刻保持警惕，不給犯罪分子以可乘之機(jī)；核查并控制進(jìn)出人員要求安防人員準(zhǔn)確核實(shí)出入人員，無關(guān)人員不得入內(nèi)，內(nèi)部人員憑有效證件進(jìn)出安防區(qū)域，保證安防區(qū)域內(nèi)部相對獨(dú)立的環(huán)境，保證安防區(qū)域的正常工作、訓(xùn)練、生活秩序；特情處置要求安防人員能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)哨位突發(fā)事件，并及時(shí)上報(bào)，為安防區(qū)域守護(hù)人員發(fā)現(xiàn)和處置特情提供重要依據(jù)。緊急時(shí)刻，安防區(qū)域面臨嚴(yán)峻的安全保障挑戰(zhàn)，由于特殊工具和高技術(shù)工具的運(yùn)用，犯罪分子很可能會對安防人員實(shí)施突然襲擊，將其瞬間擊斃，使其無法將哨位特情上報(bào)。這樣犯罪分子就會突然出現(xiàn)在安防區(qū)域內(nèi)部，迫使安防區(qū)域倉促被動防御，大大削弱了安防區(qū)域的安全防護(hù)能力，致使安防區(qū)域蒙受重大損失。尤其是特殊手段的運(yùn)用，使哨位作用的發(fā)揮面臨著更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此，安防人員能否及時(shí)通報(bào)情況就成為安防區(qū)域是否能夠快速反應(yīng)、保障安防區(qū)域安全的重要因素。平時(shí)，一方面由于我國近30年來一直處于和平時(shí)期，人民生活安定，長時(shí)間未經(jīng)歷過戰(zhàn)爭，因此少數(shù)安防人員缺乏危機(jī)意識，沒有認(rèn)識到站崗的重要性，對自己放松警惕，而出現(xiàn)私自離崗等行為。這為安防區(qū)域的安全守護(hù)埋下了重大隱患。另一方面，犯罪分子和少數(shù)不法分子蠢蠢欲動，安防區(qū)域可能成為他們襲擊的重要目標(biāo)，這不僅要求安防人員全時(shí)在位、時(shí)刻警惕，還要求安防人員能夠?qū)ν话l(fā)事件及時(shí)報(bào)告。然而有些突發(fā)事件也可能直接導(dǎo)致安防人員昏迷或死亡，這樣哨位信息就不能夠及時(shí)上報(bào)，使安防區(qū)域遭受重大損失。近幾年來，已經(jīng)出現(xiàn)了多起安防人員遇襲事件，造成相關(guān)安防區(qū)域損失嚴(yán)重，且社會影響惡劣。此外，安防人員普遍采用站崗的方式進(jìn)行守護(hù)，遭遇突然的惡性襲擊事件時(shí)往往無能為力，不能及時(shí)報(bào)警，給犯罪分子留下了可乘之機(jī)，安全狀況堪憂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種安全性好、可靠性高、視頻監(jiān)測準(zhǔn)確、使用簡單方便的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法及系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其實(shí)施步驟如下I)設(shè)定睡眠脈搏臨界值、生命微弱脈搏臨界值和人體運(yùn)動體征臨界值；
2)實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于睡眠脈搏臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向安防人員輸出瞌睡警告并向監(jiān)控中心發(fā)送通過攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于生命微弱脈搏臨界值或者安防人員的人體運(yùn)動體征低于人體運(yùn)動體征臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員人工觸發(fā)報(bào)警時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。作為本發(fā)明基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法的進(jìn)一步改進(jìn)所述人體運(yùn)動體征為人體傾角或者人體運(yùn)動加速度。所述步驟2)中通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻的詳細(xì)步驟包括
2. I)預(yù)先在哨位空間內(nèi)布置四組聲傳感器，且所述四組聲傳感器分別對應(yīng)正四面體的四個角布置；2. 2)設(shè)置聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值，實(shí)時(shí)通過聲傳感器采集聲音，當(dāng)任意一個聲傳感器輸出的聲音強(qiáng)度超過所述聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值時(shí)通過所述聲傳感器定位聲源位置；2. 3)調(diào)節(jié)攝像頭朝向所述聲源位置并采集視頻，在攝像頭采集視頻的同時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。所述步驟2. 2)中定位聲源位置的詳細(xì)步驟包括2. 2. I)獲取聲源的聲音依次到達(dá)四組聲傳感器的時(shí)間τ i、τ 2、τ 3、τ 4 ;2· 2· 2)將τ2、τ 3、τ 4分別和τ丨進(jìn)行差值運(yùn)算得到時(shí)間τ 21、τ 31、τ 41 ；2.2.3)將最先檢測到聲音的聲傳感器作為坐標(biāo)圓心建立球坐標(biāo)體系,根據(jù)
φ - arctan[——尸-1
VS(T31-T21) Θ = arccos[-(3r41~^~r2l)'C]
y/6R獲取所述聲源位置在所述球坐標(biāo)體系的方位角P和俯仰角Θ，其中R為所述正四面體的邊長、C為聲速。所述步驟2. 3)中調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)具體是指通過
FF r(u, v)r(u + X，V + y)dudvC (x, y) = ——Γ---
r{u,v) dudv實(shí)時(shí)獲取相鄰視頻圖像幀的瞬時(shí)位移量，其中C(x，y)為前后兩幀圖像的歸一化相關(guān)函數(shù)、X為橫坐標(biāo)位移量、y為縱坐標(biāo)位移量、u為圖像上任一點(diǎn)橫坐標(biāo)、V為圖像上任一點(diǎn)縱坐標(biāo)、r(u，v)為圖像上(u，V)坐標(biāo)處的亮度；然后將所述瞬時(shí)位移量作為誤差信號來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭的位置跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。所述步驟2)中還包括對安防人員和安防器械進(jìn)行離崗檢測的步驟預(yù)先在安防人員身體上附加安防人員終端、在安防器械上設(shè)置安防器械終端，在哨位設(shè)置用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和控制命令的哨位基站，將所述安防人員終端、安防器械終端分別通過無線網(wǎng)絡(luò)與和哨位基站相連，所述控制安防人員終端和哨位基站之間、所述安防器械終端和哨位基站之間分別互相定時(shí)發(fā)送存活信息；所述安防人員終端、安防器械終端分別實(shí)時(shí)檢測來自哨位基站的存活信息，如果安防人員終端或者安防器械終端超過設(shè)定時(shí)間未收到哨位基站發(fā)送的存活信息，則輸出離崗警告；所述哨位基站實(shí)時(shí)檢測來自安防人員終端和安防器械終端的存活信息，如果哨位基站超過設(shè)定時(shí)間未收到安防人員終端或者安防器械終端的存活信息，則哨位基站控制攝像頭來回掃描哨位現(xiàn)場并采集現(xiàn)場視頻，然后向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。
所述步驟2)中還包括檢測安防人員換崗操作的步驟Al)預(yù)先設(shè)置換崗時(shí)間段和最長換崗時(shí)間，預(yù)先為哨位安防人員設(shè)置換崗口令；A2)實(shí)時(shí)檢測安防人員是否輸入換崗口令，當(dāng)檢測到安防人員輸入換崗口令時(shí)轉(zhuǎn)跳執(zhí)行步驟A3)，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟A2)；A3)判定當(dāng)前時(shí)間是否匹配換崗時(shí)間段以及輸入口令是否正確，如果當(dāng)前時(shí)間不匹配換崗時(shí)間或者輸入口令錯誤則向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，否則轉(zhuǎn)跳執(zhí)行步驟A4)；A4)開始計(jì)時(shí)，停止所述步驟2)中對脈搏和人體運(yùn)動體征的處理，如果計(jì)時(shí)時(shí)間超過最長換崗時(shí)間且新的安防人員尚未輸入換崗口令或者輸入換崗口令錯誤，則判定為換崗異常并向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)；如果換崗后的安防人員輸入正確換崗口令，則停止計(jì)時(shí)并恢復(fù)所述步驟2)中對脈搏和人體運(yùn)動體征的處理。本發(fā)明還提供一種基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和至少一個哨位單元，所述哨位單元包括視頻監(jiān)控單元、哨位基站和至少一個安防人員終端，所述視頻監(jiān)控單元包括帶有轉(zhuǎn)臺的攝像頭，所述哨位基站分別與監(jiān)控中心、攝像頭、轉(zhuǎn)臺、安防人員終端相連；所述安防人員終端包括脈搏傳感器、姿態(tài)傳感器、報(bào)警按鈕、終端控制器和終端無線模塊，所述姿態(tài)傳感器為傾角傳感器或者加速度傳感器，所述終端控制器的輸入端分別與脈搏傳感器、姿態(tài)傳感器、報(bào)警按鈕相連，所述終端控制器通過終端無線模塊與哨位基站相連；所述哨位基站通過脈搏傳感器、姿態(tài)傳感器實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于睡眠脈搏臨界值時(shí)，所述哨位基站通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻、通過安防人員終端的第一提醒器向安防人員輸出瞌睡警告并向監(jiān)控中心發(fā)送通過攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于生命微弱脈搏臨界值或者安防人員的人體運(yùn)動體征低于人體運(yùn)動體征臨界值時(shí)，所述哨位基站通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻、向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員人工觸發(fā)報(bào)警按鈕報(bào)警時(shí)，所述哨位基站通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻、向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。作為本發(fā)明基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)所述視頻監(jiān)控單元還包括聲傳感器陣列，所述聲傳感器陣列包括四組聲傳感器，所述四組聲傳感器設(shè)于哨位空間內(nèi)，且所述四組聲傳感器分別對應(yīng)正四面體的四個角布置，所述聲傳感器的輸出端分別與哨位基站相連，當(dāng)任意一組聲傳感器輸出的聲音強(qiáng)度超過聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值時(shí)，所述哨位基站通過聲音依次到達(dá)剩余三組聲傳感器的時(shí)間差定位聲源位置，并通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺將攝像頭朝向聲源位置并采集視頻，且所述哨位基站在攝像頭采集視頻的同時(shí)通過分析攝像頭輸出相鄰視頻圖像幀的目標(biāo)位移來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺使攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤所述視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。所述安防人員終端還包括第一提醒器，所述終端控制器的輸出端與第一提醒器相連；所述哨位單元還包括用于對安防器械進(jìn)行離崗檢測的安防器械終端，所述安防器械終端包括器械控制器、器械無線模塊和第二報(bào)警器，所述器械控制器的輸出端與第二報(bào)警器相連，所述器械控制器通過器械無線模塊與哨位基站相連；所述終端控制器、器械控制器分別通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心定時(shí)互發(fā)存活消息，如果監(jiān)控中心在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到終端控制器或者器械控制器發(fā)送的存活消息則判定安防人員或者安防器械離崗并發(fā)出警報(bào)；如果終端控制器在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到監(jiān)控中心的存活消息則通過第一提醒器輸出警告，如果器械控制器在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到監(jiān)控中心的存活消息則通過第二報(bào)警器輸出警告；所述哨位基站包括基站控制器、換崗口令輸入模塊、顯示屏和無線通信單元，所述基站控制器的輸入端分別與攝像頭、聲傳感器、換崗口令輸入模塊相連，所述基站控制器的輸出端分別與轉(zhuǎn)臺、顯示屏相連，所述無線通信單元包括兩個信道不同的第一無線模塊和第二無線模塊，所述基站控制器依次通過第一無線模塊分別與所述安防人員終端、安防器械終端相連，所述基站控制器通過第二無線模塊與所述監(jiān)控中心相連。本發(fā)明基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法具有下述優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)在處理特情時(shí)所存在的漏洞和不足，能夠在實(shí)現(xiàn)安防人員人工報(bào)警的同時(shí)，結(jié)合安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征實(shí)現(xiàn)在安防人員瞌睡時(shí)對安防人員 瞌睡進(jìn)行提醒、在安防人員的脈搏或人體運(yùn)動體征出現(xiàn)異常時(shí)自動向監(jiān)控中心輸出警報(bào)，調(diào)用攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻并發(fā)送給監(jiān)控中心，能夠快速、及時(shí)、可靠地將警報(bào)進(jìn)行傳輸至監(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心作出快速反應(yīng)，本發(fā)明利用人體的生命特征和姿態(tài)特征進(jìn)行哨位安全狀況監(jiān)測，獲取的信息真實(shí)可靠，即使在安防人員無法報(bào)警時(shí)也能將哨位特情第一時(shí)間發(fā)送到監(jiān)控中心，能夠有效保證安防區(qū)域的安全，同時(shí)也為搶救受傷的安防人員贏得了時(shí)間，具有安全性好、可靠性高、視頻監(jiān)測準(zhǔn)確、安全性好、使用簡單方便的優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明進(jìn)一步通過四組聲傳感器來檢測聲源位置，調(diào)節(jié)攝像頭朝向所述聲源位置并采集視頻，在攝像頭采集視頻的同時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)，通過對聲源定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對攝像頭指向的控制，便于觀測險(xiǎn)情，能夠在哨位發(fā)生襲擊事件迅速定位犯罪分子位置，并利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對犯罪分子進(jìn)行追蹤，詳細(xì)地記錄現(xiàn)場情況，為調(diào)查犯罪分子提供了重要線索。3、本發(fā)明還進(jìn)一步對安防人員和安防器械進(jìn)行離崗檢測、對安防人員的換崗進(jìn)行檢測，通過離崗檢測和換崗檢測，能夠從多方位提高綜合安防監(jiān)控方法的安全性和可靠性。本發(fā)明基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)具有與前述基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法相對應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)，同樣也具有與上述基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法對應(yīng)的技術(shù)效果。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例方法的基本流程示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中聲傳感器的安裝位置示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中建立的球坐標(biāo)體系的示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)基本框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例中安防人員終端的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例中轉(zhuǎn)臺的控制原理示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例中哨位基站以及視頻監(jiān)控單元的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例中聲傳感器陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例中監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)自檢流程示意圖。圖11為本發(fā)明實(shí)施例中安防器械終端的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本發(fā)明實(shí)施例中監(jiān)控單元對離崗警報(bào)的處理流程示意圖。圖13為本發(fā)明實(shí)施例中安防人員終端的電路原理示意圖。圖14為本發(fā)明實(shí)施例中脈搏傳感器輸出電壓的波形示意圖。圖15為本發(fā)明實(shí)施例中安防器械終端的電路原理示意圖。圖16為本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)分層原理示意圖。圖例說明1、監(jiān)控中心；2、哨位單元；21、視頻監(jiān)控單元；211、攝像頭；212、轉(zhuǎn)臺；213、聲傳感器陣列；214、聲傳感器；22、哨位基站；221、基站控制器；222、換崗口令輸入模塊；223、顯示屏；224、無線通信單元；225、第一無線模塊；226、第二無線模塊；23、安防人員終端；231、脈搏傳感器；232、姿態(tài)傳感器；233、報(bào)警按鈕；234、終端控制器；235、終端無線模塊；236、第一提醒器；24、安防器械終端；241、器械控制器；242、器械無線模塊；243、第二報(bào)警器。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本實(shí)施例基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法的實(shí)施步驟如下I)設(shè)定睡眠脈搏臨界值、生命微弱脈搏臨界值和人體運(yùn)動體征臨界值；2)實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于睡眠脈搏臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向安防人員輸出瞌睡警告并向監(jiān)控中心發(fā)送通過攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于生命微弱脈搏臨界值或者安防人員的人體運(yùn)動體征低于人體運(yùn)動體征臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員人工觸發(fā)報(bào)警時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。人體脈搏反映了人的生命體征，如睡眠的時(shí)候脈搏會減緩，而搏斗過程中脈搏會急劇上升。此外，由于安防人員在倒地、搏斗等過程中傾角會發(fā)生變化，因此通過采集安防人員的人體傾角，即可了解安防人員的狀態(tài)；由于安防人員在倒地、搏斗等過程中會有明顯而迅猛的加速度，通過采集安防人員的加速度，即可了解安防人員的狀態(tài)；因此人體運(yùn)動體征可選用人體傾角或者人體運(yùn)動加速度，此外還可以采用其他的可檢測的人體運(yùn)動體征。當(dāng)人體運(yùn)動體征選用人體傾角時(shí)，則人體運(yùn)動體征臨界值為一個傾斜角度值；當(dāng)人體運(yùn)動體征選用人體運(yùn)動加速度時(shí)，則人體運(yùn)動體征臨界值為一個加速度值；當(dāng)檢測到傾斜角度值或者加速度值超過閾值時(shí)，則可判定安防人員發(fā)生危險(xiǎn)，從而向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。本實(shí)施例中，人體運(yùn)動體征選用人體運(yùn)動加速度，人體運(yùn)動體征臨界值為一個加速度值，本實(shí)施例中人體運(yùn)動體征臨界值具體為0. 32g，當(dāng)安防人員的加速度變化超過閾值0. 32g時(shí)向監(jiān)控中心輸出警報(bào)。在本實(shí)施例中對脈搏數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，每一次輸出為前一分鐘持續(xù)時(shí)間的脈搏平均值，采用40次作為睡眠脈搏臨界值，20次作為生命微弱脈搏臨界值。步驟2)中通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻的詳細(xì)步驟包括2. I)預(yù)先在哨位空間內(nèi)布置四組聲傳感器，且四組聲傳感器分別對應(yīng)正四面體的 四個角布置；
2.2)設(shè)置聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值,實(shí)時(shí)通過聲傳感器米集聲音，當(dāng)任意一個聲傳感器輸出的聲音強(qiáng)度超過聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值時(shí)通過聲傳感器定位聲源位置；2. 3)調(diào)節(jié)攝像頭朝向聲源位置并采集視頻，在攝像頭采集視頻的同時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。將聲傳感器在空間布置成一定幾何形狀的陣列，以接收目標(biāo)的聲場信息，通過檢測或計(jì)算各聲傳感器所測得的信號的時(shí)延來確定目標(biāo)的位置。對于無方向 性聲傳感器，各個聲傳感器接收到同一聲源的信號先后，即時(shí)延，反映了聲源所在傳聲器連線的方向和距離。由N個聲傳感器組成的陣列，可以得到至少N-I個獨(dú)立的時(shí)延，要對目標(biāo)進(jìn)行定位，至少需要四個分散布置的聲傳感器。本實(shí)施例中，聲傳感器的布置方式采用立體陣列的形式，即在正四面體的四個角上分別放置一組聲傳感器的方式。如圖2所示，本實(shí)施例中每一組聲傳感器僅使用一個聲傳感器，四個聲傳感器(SI S4)分別對應(yīng)正四面體的四個角布置。此外，也可以采用其他的分散布置形式，其工作原理與本實(shí)施例相同。如圖3所示，設(shè)聲源的球坐標(biāo)為(r,6^)，即聲源到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為r，方位角為P，俯仰角為9。當(dāng)聲源到基陣的距離S遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陣元(聲傳感器)間距R時(shí)，可假設(shè)基陣接收的信號是平面波。以陣元為參考陣元，設(shè)聲源信號到達(dá)陣元時(shí)間為T1，到達(dá)陣元S2，S3，S4相對于到達(dá)陣元S1的時(shí)間延遲(以下簡稱時(shí)延)分別為t21，T31, T41，則聲源信號傳播到S2，S3, S4與傳播到S1的聲程差分別為d21，d31，d41，其表達(dá)式為
^21 = T21 ' CI d2l =T31-C(I)
^4\ = 741 . C其中C為聲速。設(shè)聲源坐標(biāo)相對于基陣坐標(biāo)原點(diǎn)的向量為T，則有
T=sin ^ cos '+sin^ ■ sin ￠7 j+cos O k陣元S2, S3, S4相對于陣元S1的向量分別表示為 一 W 一'斤一I =——i-—j
2 2= I -i_ 屯廠j
22^ = -—■} +—i
3 3由于采用了遠(yuǎn)場平面波假設(shè)，以陣元S1為參考陣元，聲源到陣元S2，S3, S4的聲程差為
權(quán)利要求
1.一種基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于其實(shí)施步驟如下 1)設(shè)定睡眠脈搏臨界值、生命微弱脈搏臨界值和人體運(yùn)動體征臨界值； 2)實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于睡眠脈搏臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向安防人員輸出瞌睡警告并向監(jiān)控中心發(fā)送通過攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于生命微弱脈搏臨界值或者安防人員的人體運(yùn)動體征低于人體運(yùn)動體征臨界值時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員人工觸發(fā)報(bào)警時(shí)，通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于所述人體運(yùn)動體征為人體傾角或者人體運(yùn)動加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟2)中通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻的詳細(xì)步驟包括 2.I)預(yù)先在哨位空間內(nèi)布置四組聲傳感器，且所述四組聲傳感器分別對應(yīng)正四面體的四個角布置； 2.2)設(shè)置聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值,實(shí)時(shí)通過聲傳感器米集聲音，當(dāng)任意一個聲傳感器輸出的聲音強(qiáng)度超過所述聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值時(shí)通過所述聲傳感器定位聲源位置； 2.3)調(diào)節(jié)攝像頭朝向所述聲源位置并采集視頻，在攝像頭采集視頻的同時(shí)調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟2.2)中定位聲源位置的詳細(xì)步驟包括 2.2.1)獲取聲源的聲音依次到達(dá)四組聲傳感器的時(shí)間H、τ2、τ3、τ4； 2.2.2)將τ2、τ3、τ4分別和τ i進(jìn)行差值運(yùn)算得到時(shí)間差τ 21、τ 31、τ 41 ； 2.2. 3)將最先檢測到聲音的聲傳感器作為坐標(biāo)圓心建立球坐標(biāo)體系，根據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于所述步驟2.3)中調(diào)節(jié)攝像頭實(shí)時(shí)跟蹤視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)具體是指通過
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟2)中還包括對安防人員和安防器械進(jìn)行離崗檢測的步驟預(yù)先在安防人員身體上附加安防人員終端、在安防器械上設(shè)置安防器械終端，在哨位設(shè)置用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和控制命令的哨位基站，將所述安防人員終端、安防器械終端分別通過無線網(wǎng)絡(luò)與和哨位基站相連，所述控制安防人員終端和哨位基站之間、所述安防器械終端和哨位基站之間分別互相定時(shí)發(fā)送存活信息；所述安防人員終端、安防器械終端分別實(shí)時(shí)檢測來自哨位基站的存活信息，如果安防人員終端或者安防器械終端超過設(shè)定時(shí)間未收到哨位基站發(fā)送的存活信息，則輸出離崗警告；所述哨位基站實(shí)時(shí)檢測來自安防人員終端和安防器械終端的存活信息，如果哨位基站超過設(shè)定時(shí)間未收到安防人員終端或者安防器械終端的存活信息，則哨位基站控制攝像頭來回掃描哨位現(xiàn)場并采集現(xiàn)場視頻，然后向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭采集的現(xiàn)場視頻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟2)中還包括檢測安防人員換崗操作的步驟 Al)預(yù)先設(shè)置換崗時(shí)間段和最長換崗時(shí)間，預(yù)先為哨位安防人員設(shè)置換崗口令； A2)實(shí)時(shí)檢測安防人員是否輸入換崗口令，當(dāng)檢測到安防人員輸入換崗口令時(shí)轉(zhuǎn)跳執(zhí)行步驟A3)，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟A2)； A3)判定當(dāng)前時(shí)間是否匹配換崗時(shí)間段以及輸入口令是否正確，如果當(dāng)前時(shí)間不匹配換崗時(shí)間或者輸入口令錯誤則向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，否則轉(zhuǎn)跳執(zhí)行步驟A4)； A4)開始計(jì)時(shí)，停止所述步驟2)中對脈搏和人體運(yùn)動體征的處理，如果計(jì)時(shí)時(shí)間超過最長換崗時(shí)間且新的安防人員尚未輸入換崗口令或者輸入換崗口令錯誤，則判定為換崗異常并向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)；如果換崗后的安防人員輸入正確換崗口令，則停止計(jì)時(shí)并恢復(fù)所述步驟2)中對脈搏和人體運(yùn)動體征的處理。
8.一種基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控中心(I)和至少一個哨位單元(2)，所述哨位單元(2)包括視頻監(jiān)控單元(21)、哨位基站(22)和至少一個安防人員終端(23)，所述視頻監(jiān)控單元(21)包括帶有轉(zhuǎn)臺(212)的攝像頭(211)，所述哨位基站(22)分別與監(jiān)控中心(I)、攝像頭(211)、轉(zhuǎn)臺(212)、安防人員終端(23)相連；所述安防人員終端(23)包括脈搏傳感器(231)、姿態(tài)傳感器(232)、報(bào)警按鈕(233)、終端控制器(234)和終端無線模塊(235)，所述姿態(tài)傳感器(232)為傾角傳感器或者加速度傳感器，所述終端控制器(234)的輸入端分別與脈搏傳感器(231)、姿態(tài)傳感器(232)、報(bào)警按鈕(233)相連，所述終端控制器(234)通過終端無線模塊(235)與哨位基站(22)相連；所述哨位基站(22)通過脈搏傳感器(231)、姿態(tài)傳感器(232)實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于睡眠脈搏臨界值時(shí)，所述哨位基站(22)通過攝像頭(211)采集哨位現(xiàn)場視頻、通過安防人員終端(23)的第一提醒器(236)向安防人員輸出瞌睡警告并向監(jiān)控中心(I)發(fā)送通過攝像頭(211)采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員的脈搏低于生命微弱脈搏臨界值或者安防人員的人體運(yùn)動體征低于人體運(yùn)動體征臨界值時(shí)，所述哨位基站(22)通過攝像頭(211)采集哨位現(xiàn)場視頻、向監(jiān)控中心(I)發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭(211)采集的現(xiàn)場視頻；當(dāng)檢測到安防人員人工觸發(fā)報(bào)警按鈕(233)報(bào)警時(shí)，所述哨位基站(22)通過攝像頭(211)采集哨位現(xiàn)場視頻、向監(jiān)控中心(I)發(fā)送警報(bào)以及所述攝像頭(211)采集的現(xiàn)場視頻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述視頻監(jiān)控單元(21)還包括聲傳感器陣列(213)，所述聲傳感器陣列(213)包括四組聲傳感器(214)，所述四組聲傳感器(214)設(shè)于哨位空間內(nèi)，且所述四組聲傳感器(214)分別對應(yīng)正四面體的四個角布置，所述聲傳感器(214)的輸出端分別與哨位基站(22)相連，當(dāng)任意一組聲傳感器(214)輸出的聲音強(qiáng)度超過聲音強(qiáng)度觸發(fā)臨界值時(shí)，所述哨位基站(22)通過聲音依次到達(dá)剩余三組聲傳感器(214)的時(shí)間差定位聲源位置，并通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(212)將攝像頭(211)朝向聲源位置并采集視頻，且所述哨位基站(22)在攝像頭(211)采集視頻的同時(shí)通過分析攝像頭(211)輸出相鄰視頻圖像幀的目標(biāo)位移來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)臺(212)使攝像頭(211)實(shí)時(shí)跟蹤所述視頻圖像幀中的運(yùn)動目標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于哨位的綜合安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述安防人員終端(23)還包括第一提醒器(236)，所述終端控制器(234)的輸出端與第一提醒器(236)相連；所述哨位單元(2)還包括用于對安防器械進(jìn)行離崗檢測的安防器械終端(24)，所述安防器械終端(24)包括器械控制器(241)、器械無線模塊(242)和第二報(bào)警器(243)，所述 器械控制器(241)的輸出端與第二報(bào)警器(243)相連，所述器械控制器(241)通過器械無線模塊(242)與哨位基站(22)相連；所述終端控制器(234)、器械控制器(241)分別通過無線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心(I)定時(shí)互發(fā)存活消息，如果監(jiān)控中心(I)在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到終端控制器(234)或者器械控制器(241)發(fā)送的存活消息則判定安防人員或者安防器械離崗并發(fā)出警報(bào)；如果終端控制器(234)在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到監(jiān)控中心(I)的存活消息則通過第一提醒器(236)輸出警告，如果器械控制器(241)在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)未收到監(jiān)控中心(I)的存活消息則通過第二報(bào)警器(243)輸出警告；所述哨位基站(22)包括基站控制器(221)、換崗口令輸入模塊(222)、顯示屏(223)和無線通信單元(224)，所述基站控制器(221)的輸入端分別與攝像頭(211)、聲傳感器(214)、換崗口令輸入模塊(222)相連，所述基站控制器(221)的輸出端分別與轉(zhuǎn)臺(212)、顯示屏(223)相連，所述無線通信單元(224)包括兩個信道不同的第一無線模塊(225)和第二無線模塊(226)，所述基站控制器(221)依次通過第一無線模塊(225)分別與所述安防人員終端(23)、安防器械終端(24)相連，所述基站控制器(221)通過第二無線模塊(226)與所述監(jiān)控中心(I)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于哨位的綜合安防監(jiān)控方法及系統(tǒng)，其實(shí)施步驟如下1)設(shè)定睡眠脈搏臨界值、生命微弱脈搏臨界值和人體運(yùn)動體征臨界值；2)實(shí)時(shí)采集哨位安防人員的脈搏和人體運(yùn)動體征，根據(jù)脈搏、人體運(yùn)動體征以及人工觸發(fā)報(bào)警的三種因素來實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控警報(bào)，在觸發(fā)警報(bào)時(shí)通過攝像頭采集哨位現(xiàn)場視頻，并向監(jiān)控中心發(fā)送警報(bào)以及攝像頭采集的現(xiàn)場視頻；系統(tǒng)包括監(jiān)控中心和至少一個哨位單元，哨位單元包括視頻監(jiān)控單元、哨位基站和至少一個安防人員終端，視頻監(jiān)控單元包括帶有轉(zhuǎn)臺的攝像頭，安防人員終端包括脈搏傳感器、姿態(tài)傳感器、報(bào)警按鈕、終端控制器和終端無線模塊。本發(fā)明具有安全性好、可靠性高、視頻監(jiān)測準(zhǔn)確、使用簡單方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G08B21/02GK102646316SQ20121013118
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者喬林波, 馮瑩, 朱靖, 王俊, 胡正良, 趙立雙 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)