无人机对地人群监控系统及监控方法技术方案

本发明专利技术公开一种无人机对地人群监控系统，包括地面信息平台、至少一台监控无人机，所述监控无人机设置有：对地拍摄的摄像头、处理器、无线传输机构、光照度传感器，所述处理器分别和摄像头、无线传输机构双向连接，所述无线传输机构与地面信息平台无线通信，所述光照度传感器与摄像头或处理器双向连接；一种监控方法，通过图像透地度识别人群密度，对不同密度的人群图像着色，最后计算出人群分布变化数据。有益效果：对无人机的硬件要求低，且直观得出人群的人数、密度、移动等信息；对人群的密度进行了着色，使管理人员能够直观看到人群的分布情况，从而精准调度安保的人员部署，节省分析图像的时间，提高了工作效率。

Unmanned aerial vehicle crowd monitoring system and monitoring method

The invention discloses an unmanned aerial vehicle ground crowd monitoring system, which comprises a ground information platform and at least one monitoring unmanned aerial vehicle. The monitoring unmanned aerial vehicle is provided with a camera, a processor, a wireless transmission mechanism and a light sensor for shooting to the ground. The processor is bidirectionally connected with a camera and a wireless transmission mechanism respectively. The wireless transmission mechanism communicates with the ground information platform in wireless communication, and the illumination sensor is bidirectionally connected with the camera or the processor; a monitoring method identifies the crowd density by the image penetration, colors the crowd images with different densities, and finally calculates the crowd distribution change data. Beneficial effects: low hardware requirements for UAV, and intuitive crowd number, density, movement and other information; the density of the crowd was colored, so that managers can visually see the distribution of the crowd, so as to accurately dispatch the deployment of security personnel, save analysis of the image time, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
无人机对地人群监控系统及监控方法
本专利技术涉及人群监控
，具体的说，涉及一种无人机对地人群监控系统及监控方法。
技术介绍
人群集会是公民的合法权利，但是往往会因为集会人群过多，人员管理欠缺，造成事故频发，踩踏事件、偷抢等犯罪事件层出不穷，为集会人员和管理人员都造成重大损失。现今对集会人群的监控通常都是多部署警备、安保人员进行分散监督，这样在一定程度上对人群的分布能够实时掌握，但在一些人员特别密集的区域安保人员甚至都挤不进去，而这些监控盲点却是最容易发生事故的危险区域；无人机的出现为密集人群监控提供了方便，但现有技术对无人机的使用还仅限于视频拍摄传输到地面后由管理人员监视并作出应变，这需要管理人员随时注意力集中到监控视频上，偶尔一个分神可能就会出现安保调度不及时，从而引发重大事故。现有技术的缺点：缺少一种自动监控集会人群，识别并根据人群情况及时发出警报，提醒管理方调度安保力量、增减警备人员的系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人机对地人群监控系统及监控方法，能够自动监控地面人群，识别人群分布并根据人群分布情况及时发出警报，提醒管理方调度安保力量、增减警备人员，降低调度不及时而产生集会事故的风险。为达到上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种无人机对地人群监控系统，包括地面信息平台、至少一台监控无人机，所述监控无人机设置有：对地拍摄的摄像头，用于采集初始场景图像和实时拍摄场景内人群图像；处理器，用于修正图像因光照变化产生的误差，以及运算比较场景内人群数量、密度的变化；无线传输机构，用于实时传输图像或运算结果至地面信息平台；光照度传感器，实时感知场景中的光照强度，令摄像头或处理器根据光照度对图像进行光度修正；所述处理器分别和摄像头、无线传输机构双向连接，所述无线传输机构与地面信息平台无线通信；所述光照度传感器与摄像头或处理器双向连接。通过上述设计，摄像头拍摄图像后传输至处理器，同时光照度传感器可将实时的场景光照情况发送给摄像头使摄像头直接对图像进行光补偿修正，或者光照度传感器将场景光照情况发送到处理器，处理器对图像进行统一补偿修正。修正后将图像发送到地面信息平台，由地面信息平台对图像进行比较运算，得出人群分布信息，实时对信息分析后发出警报提醒管理方调整安保力量；或者处理器还可以直接运算比较图像中的人群分布信息，再将人群人群分部信息发送给地面信息平台，地面信息平台实时分析后发出警报提醒；图像运算的过程若由地面信息平台处理则无人机的处理器可选择运算能力较低的芯片，降低无人机的成本，而图像运算若由无人机直接处理，则保证图像处理的实时性，减少从拍摄到调度的时间差。进一步描述，所述监控无人机还设置有照明设备，为夜间监控拍摄提供光照度，同时为弱光环境提供光照补偿。人群聚集若在夜间进行，比如演唱会通常就是晚上举办，空中的无人机对地面可能难以清楚识别到人群，则通过上述设计，照明设备打开可最大程度地降低监控无人机所拍摄的图像光照弱的影响，一些弱光环境下也能对拍摄进行光照补偿。一种无人机对地人群监控系统的监控方法，采用如下具体步骤：S1，所述摄像头采集初始场景图像，所述初始场景图像传输至处理器修正后经无线传输机构发送到地面信息平台；所述初始场景图像为每一时间节点自动采集，并将新采集的场景图像与最早的场景图像进行对比修正，降低光照、阴影对场景的影响；S2，根据每天时间间隔属性，所述地面信息平台按照时间节点建立场景模型P0库；每天时间间隔属性由当天的天气情况、光照强弱等对场景图像有较大影响的因素决定，例如在光照最强的中午建立一个场景模型，再在光照较弱的早晨、傍晚分别建立新的场景模型，以此作为不同时刻的实时图像的对照比较，从而降低光照的影响；S3，所述摄像头每隔时间t截取实时场景图像传输至处理器；S4，所述处理器根据光照度传感器采集的实时光照度对图像进行光补偿修正，获得实时图像Pi并将其发送到地面信息平台；S5，根据当前时间节点，所述地面信息平台调取对应的场景模型P0，并比较相同场景的实时图像Pi与场景模型P0，计算得到实时人群分布图Di；所述实时人群分布图Di中显示有着色的人群密度分布；S6，所述地面信息平台比较间隔时间t前后的实时人群分布图Di、Di+1，得到人群分布变化I；所述人群分布变化I包括人数增减变化I1、人群移动变化I2、人群密度变化I3；S7，所述地面信息平台根据人群分布变化I及时发出警报提醒管理人员。为了降低监控无人机的处理器要求和控制成本，本专利技术选择的监控方法为由地面信息平台对图像进行运算处理，同时，通过上述设计，实时人群分布图Di中对人群的密度进行了着色，使管理人员能够直观看到人群的分布情况，从而精准调度安保的人员部署，节省分析图像的时间，提高了工作效率；且不同拍摄时间受光照或天气影响，利用各个时间节点建立的对应场景模型P0降低图像识别的误差，提高识别精准度。进一步描述，所述步骤5的计算步骤具体如下：S5.1，令场景模型P0为背景板，则相同场景的实时图像Pi中无人员遮挡的任意点为可视背景点，所述地面信息平台读取可视背景点的集合图像A；S5.2，所述地面信息平台将集合图像A均匀划分为N个矩形区域，标记为A1，A2，…，AN，则每一矩形区域内的可视背景点范围越大或数量越多，其对应场景内的人群分布密度越小，反之密度越大；S5.3，根据上述密度判断，所述地面信息平台将集合图像A的每一矩形区域对应在实时图像Pi中的位置区域进行着色，着色规则为人群分布密度越大，所着色的颜色越深；S5.4，着色后的图像即为实时人群分布图Di。由于人站的地面会被人体遮挡住，从而在高空拍摄的图像上看不到这部分场景，以此间接识别出人所站的位置，即看不到背景场景的部分即为站有人的地方，通过上述设计，根据实时图像Pi中的透地情况识别出人群分布情况。更进一步描述，所述步骤S6的人群增减变化I1采用如下具体步骤获得：I1.1，所述地面信息平台记步骤S5.2中每一矩形区域的密度为ρ1，ρ2，…，ρN；I1.2，计算每一矩形区域的人数v1，v2，…，vN：v＝ρ*c其中，v为人数，ρ为密度，c为密度系数；I1.3，则实时人群分布图Di的总人数Vi＝v1+v2+…+vN；I1.4，所述地面信息平台比较间隔时间t前后，实时人群分布图Di的总人数Vi与Di+1的总人数Vi+1：当Vi与Vi+1的变化在设定区间[Vmin，Vmax]内，地面信息平台识别人数变化不明显；当Vi与Vi+1的变化超过设定区间[Vmin，Vmax]，且Vi>Vi+1时，地面信息平台识别人数正在减少；当Vi与Vi+1的变化超过设定区间[Vmin，Vmax]，且Vi<Vi+1时，地面信息平台识别人数正在增加；其中，Vmin为变化下限，Vmax为变化上限；则上述识别结果为所述人群增减变化I1。通过预先测取单位区域内不同人数所对应的人群密度得到密度系数c，例如在1立方米区域内只站1个人，得到此时的人群密度，此时的密度系数即为c1，依次增加1立方米区域内站立的人数，直到再难以增加人数为止，测量获得对应的密度系数组成密度系数的排列表。则通过上述设计，只要得到区域内的人群密度就能反向计算出该区域的人数，以此判断整体人群的数量变化情况。更进一步描述，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机对地人群监控系统，其特征在于：包括地面信息平台、至少一台监控无人机，所述监控无人机设置有：对地拍摄的摄像头，用于采集初始场景图像和实时拍摄场景内人群图像；处理器，用于修正图像因光照变化产生的误差，以及运算比较场景内人群数量、密度的变化；无线传输机构，用于实时传输图像或运算结果至地面信息平台；光照度传感器，实时感知场景中的光照强度，令摄像头或处理器根据光照度对图像进行光度修正；所述处理器分别和摄像头、无线传输机构双向连接，所述无线传输机构与地面信息平台无线通信；所述光照度传感器与摄像头或处理器双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人机对地人群监控系统，其特征在于：包括地面信息平台、至少一台监控无人机，所述监控无人机设置有：对地拍摄的摄像头，用于采集初始场景图像和实时拍摄场景内人群图像；处理器，用于修正图像因光照变化产生的误差，以及运算比较场景内人群数量、密度的变化；无线传输机构，用于实时传输图像或运算结果至地面信息平台；光照度传感器，实时感知场景中的光照强度，令摄像头或处理器根据光照度对图像进行光度修正；所述处理器分别和摄像头、无线传输机构双向连接，所述无线传输机构与地面信息平台无线通信；所述光照度传感器与摄像头或处理器双向连接。2.根据权利要求1所述的无人机对地人群监控系统，其特征在于：所述监控无人机还设置有照明设备，为夜间监控拍摄提供光照度，同时为弱光环境提供光照补偿。3.一种根据权利要求1或2所述无人机对地人群监控系统的监控方法，其特征在于采用如下具体步骤：S1，所述摄像头采集初始场景图像，所述初始场景图像传输至处理器修正后经无线传输机构发送到地面信息平台；所述初始场景图像为每一时间节点自动采集，并将新采集的场景图像与最早的场景图像进行对比修正，降低光照、阴影对场景的影响；S2，根据每天时间间隔属性，所述地面信息平台按照时间节点建立场景模型P0库；S3，所述摄像头每隔时间t截取实时场景图像传输至处理器；S4，所述处理器根据光照度传感器采集的实时光照度对图像进行光补偿修正，获得实时图像Pi并将其发送到地面信息平台；S5，根据当前时间节点，所述地面信息平台调取对应的场景模型P0，并比较相同场景的实时图像Pi与场景模型P0，计算得到实时人群分布图Di；所述实时人群分布图Di中显示有着色的人群密度分布；S6，所述地面信息平台比较间隔时间t前后的实时人群分布图Di、Di+1，得到人群分布变化I；所述人群分布变化I包括人数增减变化I1、人群移动变化I2、人群密度变化I3；S7，所述地面信息平台根据人群分布变化I及时发出警报提醒管理人员。4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于：所述步骤5的计算步骤具体如下：S5.1，令场景模型P0为背景板，则相同场景的实时图像Pi中无人员遮挡的任意点为可视背景点，所述地面信息平台读取可视背景点的集合图像A；S5.2，所述地面信息平台将集合图像A均匀划分为N个矩形区域，标记为A1，A2，…，AN，则每一矩形区域内的可视背景点范围越大或数量越多，其对应场景内的人群分布密度越小，反之密度越大；S5.3，根据上述密度判断，所述地面信息平台将集合图像A的每一矩形区域对应在实时图像Pi中的位置区域进行着色，着色规则为人群分布密度越大，所着色的颜色越深；S5.4，着色后的图像即为实时人群分布图Di。5.根据权利要求4所述的监控方法，其特征在于：所述步骤S6的人群增减变化I1采用如下具体步骤获得：I...

【专利技术属性】
技术研发人员：李章勇，李泽禹，鞠孟汐，赵兴，王伟，刘圣蓉，田健，姜小明，林金朝，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50