一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法技术

本发明专利技术提出了一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法，属于建筑安全与疏散技术领域。所述方法首先在体育建筑中布设多个视频拍摄设备和WiFi定位AP接入点，通过采集视频数据和WiFi定位数据形成相应数据库；其次获得基于视频的疏散轨迹数据和基于WiFi的疏散轨迹数据；然后通过SIFT算法对两个疏散轨迹数据进行匹配识别，使用基于WiFi的疏散轨迹数据对基于视频的疏散轨迹数据进行尺寸和形状的校准，然后通过神经网络算法进行数据融合，获得优化的疏散轨迹数据；最后，建立疏散区域三维模型，将优化的疏散轨迹数据导入所述疏散区域三维模型中，结合可视化编程工具进行疏散性能评价。

An Evacuation Trajectory Generation Method for Sports Buildings Based on Video Image and WiFi Location

The invention provides a method for generating the trajectory of evacuated crowd in sports buildings based on video image and WiFi positioning, which belongs to the technical field of building safety and evacuation. Firstly, the method deploys multiple video capture devices and WiFi location AP access points in sports buildings, and forms corresponding database by collecting video data and WiFi location data; secondly, it obtains video-based evacuation trajectory data and WiFi-based evacuation trajectory data; secondly, it matches and identifies two evacuation trajectory data by SIFT algorithm, and uses WiFi-based evacuation trajectory data. The size and shape of the evacuation trajectory data based on video are calibrated, and then the optimized evacuation trajectory data are obtained by data fusion using the neural network algorithm. Finally, the three-dimensional model of the evacuation area is established, and the optimized evacuation trajectory data is imported into the three-dimensional model of the evacuation area, and the evacuation performance is evaluated with visual programming tools.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法
本专利技术涉及一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法，属于建筑安全与疏散

技术介绍
近年来随着文化体育事业的蓬勃发展，我国体育场地设施数量也大幅度增加。由于体育场建筑疏散期间在较短时间内聚集了高密度使用人员，疏散设计不当可能导致安全时间内人员不能完全撤离，或引发拥挤、骚乱、践踏等事故，造成严重后果。而对人群疏散行为的研究，能够帮助设计者对体育建筑中的人流疏散通道进行综合分析与评价，辅助建立合理的建筑布局，以及在紧急情况下人员的疏散方案。对可能发生的紧急疏散形成有效地疏导，保证观众的生命财产安全，具有重要的意义。人群疏散轨迹反映了人群在疏散过程中的路径选择，与其他行人的位置关系以及与其他物体的距离，在与时间结合时还可以反映疏散者的速度、疏散的动态过程等，具有丰富的信息量，是人群疏散行为研究中的一种重要方法。目前获得人群疏散轨迹的方法主要有软件模拟、真人实验、从真实疏散过程提取三种途径。由于真实疏散情况下人群的组成复杂性和人群决策行为的复杂性，现有的软件模拟方法都会对疏散人群组成、使用者运动状况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、在观众疏散之前，于体育建筑中布设多个视频拍摄设备和WiFi定位AP接入点，在观众疏散过程中，通过视频拍摄设备和WiFi定位AP实时采集视频数据和WiFi定位数据，形成视频数据库和WiFi定位数据库；步骤2、对步骤1形成的所述视频数据库进行数据处理，获得基于视频的疏散轨迹数据；步骤3、对步骤1形成的所述WiFi定位数据库进行数据处理，获得基于WiFi的疏散轨迹数据；步骤4、通过SIFT算法对所述基于视频的疏散轨迹数据和基于WiFi的疏散轨迹数据进行匹配识别，使用基于WiFi的疏散轨迹数据对基于视频...

【技术特征摘要】
1.一种基于视频图像和WiFi定位的体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、在观众疏散之前，于体育建筑中布设多个视频拍摄设备和WiFi定位AP接入点，在观众疏散过程中，通过视频拍摄设备和WiFi定位AP实时采集视频数据和WiFi定位数据，形成视频数据库和WiFi定位数据库；步骤2、对步骤1形成的所述视频数据库进行数据处理，获得基于视频的疏散轨迹数据；步骤3、对步骤1形成的所述WiFi定位数据库进行数据处理，获得基于WiFi的疏散轨迹数据；步骤4、通过SIFT算法对所述基于视频的疏散轨迹数据和基于WiFi的疏散轨迹数据进行匹配识别，使用基于WiFi的疏散轨迹数据对基于视频的疏散轨迹数据进行尺寸和形状的校准，然后通过神经网络算法进行数据融合，获得优化的疏散轨迹数据；步骤5、建立疏散区域三维模型，将步骤4获得的所述优化的疏散轨迹数据导入所述疏散区域三维模型中，结合可视化编程工具进行人群运动状态、疏散通道和安全出口部位的疏散性能评价。2.根据权利要求1所述体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，步骤1所述实时采集视频数据和WiFi定位数据的过程包括：在体育场馆中一个区域周边布置多台视频拍摄设备，在观众疏散过程中获得不同角度的观众疏散数据，所述观众疏散数据包括观众疏散的画面和所述画面对应的时间；在体育场馆中布置多个WiFi定位AP接入点，在疏散过程中采集WiFi定位数据，所述WiFi定位数据包括数据采集的时间、设备的MAC地址以及信号强度RSSI值信息。3.根据权利要求1所述体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，步骤2所述获取基于视频的疏散轨迹数据的过程包括：步骤一、对视频图像进行预处理；步骤二、利用即时差分算法提取图像中的运动区域，步骤三、结合基于形状的分类方式以及基于运动的分类方式从运动人群中筛选出观众对象；步骤四、建立混合色彩模型进行运动人群头部区域检测；步骤五、以疏散者头部的位置代替疏散者位置，获得根据时间变化的运动轨迹；步骤六、使用反透视算法求出真实世界中的运动轨迹；步骤七、通过参照物尺度推算出运动轨迹的实际尺度，从而得到基于视频的疏散轨迹。4.根据权利要求1所述体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，步骤3所述获得基于WiFi的疏散轨迹数据的过程包括：第一步、对获得的Wifi数据进行脱敏、清洗和缺失值处理；第二步、以基于距离的信号指示模型将RSSI值转化为距离；第三步、使用加权循环三边组合测量法计算获得目标位置，形成目标的运动轨迹数据。5.根据权利要求4所述体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，第二步中通过利用对数距离路径损耗模型完成RSSI值向距离的转化，所述对数距离路径损耗模型如下：其中，Xσ是一个均值为0，均方为σ的高斯随机变量，取值范围为4～10；n为路径损耗系数，据不同环境其取值范围为2～5；Pr(d)和Pr(d0)分别表示距离d和d0处的信号强度；实际应用中，Pr(d0)作为参考距离d0＝1m处的参考信号强度；通过各已知量求出d值。6.根据权利要求4所述体育建筑疏散人群轨迹生成方法，其特征在于，第三步所述使用加权循环三边组合测量法计算获得目标位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹，孙澄，杜家旺，杨阳，高鹏，唐征征，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23