双基站的标签匹配、围栏边界管理方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于电子安防技术领域，具体涉及一种双基站的标签匹配、电子围栏边界管理方法、装置及存储介质。采用两个定位基站结合一个单目摄像头的装置，通过视觉信息和标签卡的定位信息的融合实现对标签卡的精确定位以及对被监控目标信息包括位置信息，身份信息以及进入电子围栏的权限信息的准确获取，同时还能检测出未携带标签卡就进入电子围栏边界或区域的情况以及一个目标携带多卡的情况，方便对于大型工业、建筑场地、采矿区域、监狱等人员、设备等的无人值守监控和管理。该系统功能全面，系统部署简单，方便易操作，以更少的资源实现了更好的管理效果，大大降低了系统所需成本。

【技术实现步骤摘要】
双基站的标签匹配、围栏边界管理方法、装置及存储介质
本专利技术涉及电子安防
，尤其是一种双基站的标签匹配、围栏边界管理方法、装置及存储介质。
技术介绍
在许多场合，出于安全管理、机密管控等要求，需要对区域进行管控。目前实现区域管控的手段主要分为物理围栏和电子围栏两种。物理围栏需要大量施工，而且使用不灵活，无法根据需求进行变化，一般只能应用于固定的且不会变动的应用中。所以，虚拟电子围栏获得了比较多的应用。现有的虚拟电子围栏通常有以下几种：一是利用中心设备区四周的红外线发射装置发射经过调制的红外线，与之相对位置放置一个红外接收装置，将此信号转换为电信号，经过适当的处理后送往它的系统管理机器。正常运行方式下，多个固定的电子桩可以相对发出和接收红外光线，红外线光束的对发与对收构成了一道封锁线，多个红外线光束就形成了一个封闭的电子区域，当有人穿越或者物体阻挡红外线时，红外线信号被中断，系统管理机器就会立即给予声音报警以及光报警提示。这样就在达到了防止入侵的目的。二是通过预先在电子地图上确定电子围栏区域，然后在对应的实际场地中布设一定数量的定位基站形成虚拟的电子围栏区域。通过定位基站与待定位终端进行无线通讯，获取到待定位终端的位置信息，通过位置信息与电子围栏相对位置比对后，确定位置信息是否位于电子围栏内。现有的技术中，例如选择采用UWB定位的电子围栏系统通常采用的是基于TDOA(TimeDifferenceofArrival到达时间差)求解距离差的定位方法，理论上最少需要布设4个定位基站才能确定待定位终端的二维位置，但实际上，因为受环境的影响，一个区域通常需要更多的超宽带基站，利用更多的冗余数据，才能获得更好的定位效果。第三种是普通摄像头对监控区域进行监控的电子围栏系统如海康的周界防范系统，依赖的是图像画面变化进而判断场景中是否存在移动物体，并根据设置的报警规则进行报警，可以检测穿越警戒面、区域入侵、进入区域、离开区域事件。综上，红外管的电子围栏需要人工布置电子桩，其布防、撤防需要大量的人工，使用不便，漏检和误报率高，且不具有权限管理功能。基于基站定位的虚拟电子围栏系统需要布设的定位基站数量较多，因而成本需求很高。另一方面系统功能单一，仅仅只是根据判定定位卡是否位于围栏区域内从而决定是否触发报警，无法解决没有携带定位卡的人员区域管理问题，即不带卡电子围栏系统就无法报警，再有就是无法获取视觉信息，对于带多卡的情况无法处理。基于普通摄像头的电子围栏系统存在的最大的缺点就是只能检测区域中目标的活动，无法实现对目标身份信息的判别，故而无法进行有效的权限管理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供双基站的标签匹配、围栏边界管理方法、装置或存储介质，并结合基于单目摄像头的视觉定位信息与采用两个定位基站对标签定位的数据进行融合在获取被监控目标身份信息和进入围栏边界或区域的权限信息的同时又解决了仅通过双基站TOF定位存在的多值和重值的问题，实现标签卡的精确唯一定位；此外，通过计算标签卡与电子围栏边界或区域的相对位置关系，以及结合标签卡具有的唯一标识信息对携带标签卡的被监控目标实现进出电子围栏的权限管理；对于存在无权限和未携带标签卡进入电子围栏以及同一目标携带多卡的事件，报警单元报警提示有异常现象发生，实现大型工业、建筑场地、采矿区域、监狱等特殊区域的人员、设备等的全方面监控和管理。本专利技术采用的技术方案如下：一种双基站的标签匹配方法包括：基于单目摄像头采集的被监控区域内n个被监控目标的画面图像，获取n个被监控目标在地图坐标系中的目标坐标；同时，根据两个定位基站与m个标签的距离信息，获取m个标签的第一位置坐标；其中所述第一位置坐标为根据获取的两个定位基站与m个标签中的任意一个标签的距离信息，利用圆定位得到的以两个定位基站为端点的连线作为对称轴对称的两个坐标；所述对称的两个坐标包括了处于对称轴上的两个相同的坐标，所述标签由被监控目标携带，且带有唯一标识信息包括标签ID和进入电子围栏的权限；然后，在同一坐标系下，结合n个被监控目标的目标坐标和m个标签的第一位置坐标，匹配n个被监控目标和m个标签，其中所述n,m均为自然数。进一步的，所述匹配n个被监控目标和m个标签，包括以下步骤：步骤1:在同一坐标系下，将不同时刻获取的m个标签的第一位置坐标与获取的n个被监控目标的目标坐标分别做曲线拟合，形成m组标签轨迹曲线以及n条被监控目标的目标轨迹曲线；其中所述其中所述的m组标签轨迹曲线中的每一组曲线均为对称的两条轨迹曲线，且对称轴为两个定位基站为端点的连线；步骤2:将已获得的被监控目标的目标轨迹曲线以两个定位基站的连接线为对称轴做翻转；得到每个被监控目标对应的对称的第二条被监控目标的目标轨迹曲线；步骤3：在同一采样周期下对所述目标轨迹曲线以及标签轨迹曲线进行采样，获得每个采样时刻下对应的m组标签第一位置坐标数据和n组被监控目标的目标坐标数据；且每个采样时刻下的每一组坐标数据均包含对称的两个坐标，对称轴为两个定位基站为端点的连线；步骤4：按如下两种匹配规则之一匹配n个被监控目标和m个标签：规则1：统计一段时间的采样数据，得到m个被监控目标对应的坐标数据向量和n个标签对应的坐标数据向量，以第i个被监控目标为例，得到的坐标数据向量记为(ai0，ai0′，ai1，ai1′...ain，ain′),以第j个标签为例，得到的坐标数据向量为(Aj0，Aj0′，Aj1，Aj1′...Ajn，Ajn′)；计算上述两个向量之间的余弦相关度；如果余弦相关度大于阈值，则认为被监控目标i与标签j匹配，即标签卡j为被监控目标i所携带，两者为同一目标；其中i，j是大于等于1的正整数；n是自然数；ain，ain′表示在tn时刻下第i个被监控目标的以两个定位基站尾端点的连线为对称轴两侧的坐标，Ajn，Ajn′表示在tn时刻下第j个标签的以两个定位基站为端点的连线为对称轴两侧的坐标，其中ain，Ajn代表的数据为对称轴的同侧数据，ain′，Ajn′代表的数据为对称轴的同侧数据；规则2：当获取的被监控目标的个数或者标签的个数为大于等于2个的情况下，将同一时刻下获取的n个被监控目标中的第i个被监控目标的坐标以及以两个定位基站连线为对称轴翻转后的坐标构成对称轴两侧的一组坐标，与通过两个定位基站定位m个标签卡获取的所述对称轴两侧的对应坐标对应相减得到距离，统计一段时间的距离信息，得到m组距离向量，求每组距离向量的和；当和小于等于设定的测试阈值时，则判定该组距离向量对应下的被监控目标与标签匹配。进一步的，当标签与相应的被监控目标匹配成功时，得到标签的第二位置坐标；其中所述的第二位置坐标为标签在地图坐标系中真实的坐标数据。进一步的，当标签与相应的被监控目标匹配成功时，结合包括标签ID和进入电子围栏的权限信息的标签所具有的唯一标识，获取被监控目标的身份和进入电子围栏的权限。进一步的，所述获取n个被监控目标在地图坐标系中的目标坐标基于以下两种视觉定位方法之一实现：方法一：步骤1：目标检测：对单目摄像头传送的画面实时处理得到目标在画面中的位置(x,y)，结合单目摄像头的焦距f，得到向量(x,y,f)，根据向量(x,y,f)的方向确定监控目标相对于单目摄像头光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双基站的标签匹配方法，其特征在于包括：基于单目摄像头采集的被监控区域内n个被监控目标的画面图像，获取n个被监控目标在地图坐标系中的目标坐标；同时，根据两个定位基站与m个标签的距离信息，获取m个标签的第一位置坐标；其中所述第一位置坐标为根据获取的两个定位基站与m个标签中的任意一个标签的距离信息，利用圆定位得到的以两个定位基站为端点的连线作为对称轴对称的两个坐标；所述对称的两个坐标包括了处于对称轴上的两个相同的坐标，所述标签由被监控目标携带，且带有唯一标识信息包括标签ID和进入电子围栏的权限；然后，在同一坐标系下，结合n个被监控目标的目标坐标和m个标签的第一位置坐标，匹配n个被监控目标和m个标签，其中所述n,m均为自然数。

【技术特征摘要】
1.一种双基站的标签匹配方法，其特征在于包括：基于单目摄像头采集的被监控区域内n个被监控目标的画面图像，获取n个被监控目标在地图坐标系中的目标坐标；同时，根据两个定位基站与m个标签的距离信息，获取m个标签的第一位置坐标；其中所述第一位置坐标为根据获取的两个定位基站与m个标签中的任意一个标签的距离信息，利用圆定位得到的以两个定位基站为端点的连线作为对称轴对称的两个坐标；所述对称的两个坐标包括了处于对称轴上的两个相同的坐标，所述标签由被监控目标携带，且带有唯一标识信息包括标签ID和进入电子围栏的权限；然后，在同一坐标系下，结合n个被监控目标的目标坐标和m个标签的第一位置坐标，匹配n个被监控目标和m个标签，其中所述n,m均为自然数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配n个被监控目标和m个标签，包括以下步骤：步骤1:在同一坐标系下，将不同时刻获取的m个标签的第一位置坐标与获取的n个被监控目标的目标坐标分别做曲线拟合，形成m组标签轨迹曲线以及n条被监控目标的目标轨迹曲线；其中所述其中所述的m组标签轨迹曲线中的每一组曲线均为对称的两条轨迹曲线，且对称轴为两个定位基站为端点的连线；步骤2:将已获得的被监控目标的目标轨迹曲线以两个定位基站的连接线为对称轴做翻转；得到每个被监控目标对应的对称的第二条被监控目标的目标轨迹曲线；步骤3：在同一采样周期下对所述目标轨迹曲线以及标签轨迹曲线进行采样，获得每个采样时刻下对应的m组标签第一位置坐标数据和n组被监控目标的目标坐标数据；且每个采样时刻下的每一组坐标数据均包含对称的两个坐标，对称轴为两个定位基站为端点的连线；步骤4：按如下两种匹配规则之一匹配n个被监控目标和m个标签：规则1：统计一段时间的采样数据，得到m个被监控目标对应的坐标数据向量和n个标签对应的坐标数据向量，以第i个被监控目标为例，得到的坐标数据向量记为(ai0，ai0′，ai1，ai1′...ain，ain′),以第j个标签为例，得到的坐标数据向量为(Aj0，Aj0′，Aj1，Aj1′...Ajn，Ajn′)；计算上述两个向量之间的余弦相关度；如果余弦相关度大于阈值，则认为被监控目标i与标签j匹配，即标签卡j为被监控目标i所携带，两者为同一目标；其中i，j是大于等于1的正整数；n是自然数；ain，ain′表示在tn时刻下第i个被监控目标的以两个定位基站尾端点的连线为对称轴两侧的坐标，Ajn，Ajn′表示在tn时刻下第j个标签的以两个定位基站为端点的连线为对称轴两侧的坐标，其中ain，Ajn代表的数据为对称轴的同侧数据，ain′，Ajn′代表的数据为对称轴的同侧数据；规则2：当获取的被监控目标的个数或者标签的个数为大于等于2个的情况下，将同一时刻下获取的n个被监控目标中的第i个被监控目标的坐标以及以两个定位基站连线为对称轴翻转后的坐标构成对称轴两侧的一组坐标，与通过两个定位基站定位m个标签卡获取的所述对称轴两侧的对应坐标对应相减得到距离，统计一段时间的距离信息，得到m组距离向量，求每组距离向量的和；当和小于等于设定的测试阈值时，则判定该组距离向量对应下的被监控目标与标签匹配。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于当标签与相应的被监控目标匹配成功时，得到标签的第二位置坐标；其中所述的第二位置坐标为标签在地图坐标系中真实的坐标数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于当标签与相应的被监控目标匹配成功时，结合包括标签ID和进入电子围栏的权限信息的标签所具有的唯一标识，获取被监控目标的身份和进入电子围栏的权限。5.根据权利要求1至4之一所述的标签匹配方法，其特征在于，所述获取n个被监控目标在地图坐标系中的目标坐标基于以下两种视觉定位方法之一实现：方法一：步骤1：目标检测：对单目摄像头传送的画面实时处理得到目标在画面中的位置(x,y)，结合单目摄像头的焦距f，得到向量(x,y,f)，根据向量(x,y,f)的方向确定监控目标相对于单目摄像头光心点的角度；步骤2：深度估计：将单目摄像头拍摄到的画面与被监控目标的坐标(x,y)通过深度估计方法，得到被监控目标与单目摄像头光心点之间的距离d；步骤3：结合步骤1中的(x,y，f)和步骤2中的距离信息得到被监控目标在摄像头坐标系中的坐标；步骤4：根据单目摄像头坐标系与地图坐标系之间的转换关系(旋转矩阵和平移向量)，将被监控目标在摄像头坐标系中的坐标转换为被监控目标在地图坐标系中的坐标；方法二：在所述方法一中的目标检测中，还可以给出人在摄像头画面中的高度h；根据相似三角形原理，设定被监控目标的平均高度为H，则可以计算出被监控目标到单目摄像头光心点的距离d＝f×H/h；执行同方法一所述的步骤3和步骤4，得到被监控目标在地图坐标系中坐标。6.一种围栏边界管理方法，其特征在于包括：根据两个定位基站与m个标签的距离信息，获取m个标签的第一位置坐标；其中所述第一位置坐标为根据获取的两个定位基站与m个标签中的任意一个标签的距离信息，利用圆定位得到的以两个定位基站为端点的连线作为对称轴对称的两个坐标；其中所述对称的两个坐标包括了处于对称轴上的两个相同的坐标，所述标签由被监控目标携带，且带有唯一标识信息包括标签ID和进入电子围栏的权限；根据标签的第一位置坐标，计算标签与围栏边界的相对位置；结合标签所具有的唯一标识，包括标签ID和进入电子围栏的权限信息，判断携带该标签的被监控目标是否进入和是否有权进入电子围栏边界，做出对应的报警指示；其中所述的围栏边界指的是矩形电子围栏区域的边界线，且两个定位基站分别设置于矩形区域任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱葛，黄令，邓术芬，罗超，
申请(专利权)人：成都恒高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51