CN103093528A - 一种小区车辆和人员智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区车辆和人员智能监控系统，包括监控图像采集模块、监控图像预处理模块、车辆轮廓及车牌图像信息识别模块、车辆信息数据库、人脸图像信息识别模块、人员信息数据库、图像信息身份验证及定位测速模块及智能管理模块，监控图像采集模块采集车辆和人员的图像信息，监控图像预处理模块对图像信息进行预处理，车辆轮廓及车牌图像信息识别模块针对车辆图像信息进行处理、提取及识别，人脸图像信息识别模块将获取人员脸部图像信息进行提取和识别；图像信息身份验证及定位测速模块进行身份验证和定位测试，智能控制模块用于人机交互的操作界面和智能处理。本发明能够监控小区车辆及人员，进行门禁管理，保证了小区内人员的出行安全。

Description

一种小区车辆和人员智能监控系统

技术领域

本发明涉及智能监控领域，尤其涉及一种小区车辆和人员智能监控系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和科技的不但发展，人们对小区提供的服务也越来越高，小区中的居民现在面临的最大的烦恼是防盗问题。越来越多的小区安装了监控系统，但是传统的监控系统只能记录每个时刻的发生事情，而不能主动去阻止预防，对于一些突发事件是由人工的进行及时的应急处理，如果碰巧工作人员不在就有可能酿造严重的后果。他们这类监控系统的最大缺点是需要过多的人工干预，不能完全智能、自动处理。

对小区造成最大的威胁是盗窃，与其相关的最大关联就是陌生人和陌生车辆。那些随着经济的快速发展，现在小区的不断扩大，而且人流量和车流量也直线上升，管理起来难度比较大，包括1、无法高效快速的识别出是否是本小区的车辆和人员；2、在车辆管理上也有漏洞，利用跟小区车辆同车号的假车牌获得进入小区的机会；3、小区内车辆行驶规范以及停车规范的管理，小区内不但车和人是在同一个行车道上而且很多路都是双向的，车速过快影响小区内住户的人身安全。

因此，有必要提供一种小区车辆和人员智能监控系统来解决上述缺陷。

发明内容

针对上述的不足，本发明提出了一种用于智能小区车辆和人员智能监控管理系统及实现方法，它可以提供在无人状况下全自动智能的对小区进入者和进入车辆监控，现场获取相关特征信息，进行匹配判断是否允许监控目标进入，并实现相关允许进入操作。

在本发明的实施例中，提供了一种小区车辆和人员智能监控系统，包括：监控图像采集模块、监控图像预处理模块、车辆轮廓及车牌图像信息识别模块、车辆信息数据库、人脸图像信息识别模块、人员信息数据库、图像信息身份验证及定位测速模块及智能管理模块，所述监控图像采集模块由多个采集图像信息的CCD摄像头组成，用于采集车辆和人员的图像信息，所述CCD摄像头分布在小区内需要监控的位置上；所述监控图像预处理模块对图像信息进行预处理，包括灰度变换和去除噪声；所述车辆轮廓及车牌图像信息识别模块针对获取的图像信息中的车辆图像信息进行处理、提取及识别，获取图像帧数据、车辆的轮廓特征信息以及车牌信息并与已保存的车辆数据库内相应的信息进行对比；所述车辆信息数据库将识别出的车辆轮廓信息和车牌信息存入；所述人脸图像信息识别模块将获取人员脸部图像信息进行提取和识别；所述人员图像信息数据库，用于存储获取的人员的图像信息；所述图像信息身份验证及定位测速模块，通过获取的图像信息与数据库已有数据的匹配验证进行身份验证，通过图像数据来源摄像头的位置和图像信息进行定位测试，而车速则是根据一定时间内图像帧的变化来获取；所述智能控制模块用于人机交互的操作界面和智能处理，根据已有数据库中存储的图像信息对想进入小区的车辆和人员进行对比判断，控制车辆和人员的准出及准入。

较佳地，所述车辆信息数据库同时存储车辆的历史出入记录、停放位置记录和速度记录，用于对小区车辆进行身份验证以及陌生车辆的监控。

较佳地，所述人员图像信息数据库同时存储获取的进出人员的图像信息，包括人员姓名、住所门牌号、脸部信息，用于对小区内人员进行身份验证以及陌生人的监控。

较佳地，所述人脸图像信息识别模块根据获取的人脸图像信息进行二值化处理，得到二值图后，根据人脸五官的分布定义特征点并进行扫描统计，从而得出眼睛、鼻子、嘴巴的分布和大小特征信息，再根据所述特征信息对欲进入小区的人员进行匹配判断。

较佳地，所述图像信息身份验证及定位测速模块，还可以统计小区道路的车流量。

较佳地，所述智能控制模块在车辆和人员擅自进入时发出警报，对小区内车辆的超速以及乱停放发出语音提示或者警告，将多次违反规定的车辆加入黑名单，以及在小区内车流量过载时对车辆进入进行限制。

本发明实现了小区的全自动智能化监控，能够监控小区的进出活动对象的目标，进行音视频信息采集，预处理，识别匹配，报警鸣响或开启小区自动门允许对象进入等，同时实现了对小区内车辆的实时管理，保证了小区内人员的出行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的小区车辆和人员智能监控系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的小区车辆和人员智能监控系统的智能控制模块的结构示意图；

图3是本发明实施例的小区车辆和人员智能监控系统的监控对象信息数据库的结构示意图；

图4是本发明实施例的小区车辆和人员智能监控系统的监控流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，在本发明的实施例中，提供了一种小区车辆和人员智能监控系统，包括：监控图像采集模块、监控图像预处理模块、车辆轮廓及车牌图像信息识别模块、车辆信息数据库、人脸图像信息识别模块、人员信息数据库、图像信息身份验证及定位测速模块及智能管理模块，所述监控图像采集模块由多个采集图像信息的CCD摄像头组成，用于采集车辆和人员的图像信息，所述CCD摄像头根据实际情况合理分布在小区内需要监控的位置上，用摄像头本身的固化程序采集视频数字信息并将这些数字信息通过端口传输给别的模块，此模块作为整个系统的图像信息数据源。

所述监控图像预处理模块对图像信息进行预处理，包括灰度变换和去除噪声；这里的预处理操作主要是图像的灰度变换和平滑，在一些恶劣的自然环境下灰色图像会比彩色图像有更高的清晰度，同时也会减少信息运算量；图像的平滑是主要是为了减少图像的噪声，为了获得的图像信息数据更加精确。

所述车辆轮廓及车牌图像信息识别模块针对获取的图像信息中的车辆图像信息进行处理、提取及识别，获取图像帧数据、车辆的轮廓特征信息以及车牌信息并与已保存的车辆数据库内相应的信息进行对比，从而进行判断是否属于小区内的车辆或是已登记的车辆；该模块主要是为了对不同车辆的识别，这里的识别方法是对车辆车体轮廓信息以及车牌信息的两方面识别，车体轮廓信息能记住车型，能有效避免套用车牌进入小区。将预处理后的待检测图像与背景图像按照对应位置逐像素相减（理想情况下的差值图像中非零像素点就表示运动的物体），背景图像可由序列图像的平均来得到。显然,建筑物阴影、浮云或光照的变化都会造成背景环境明显的变化;由于这些环境变化因素,作为参照物的背景需要定时更新。然后运用阀值方法就可将运动物体从背景中分离出来，将它二值化后，得出它的二值图，在进行边缘检测提取车辆的轮廓，进而提取出该车的特征。这些特征主要包过：二值图、车辆面积占整张图片面积的比例、车长、车宽、车高的变化折线段、车牌信息、轮廓图中的点、线或者曲线的位置和长短（因为这些信息可能代表了车辆的保险杠、车窗等信息）。最后，根据这些相对不变的特征信息对准备进入小区的车辆根据这些特征进行匹配判断。

所述车辆信息数据库将识别出的车辆信息包括车体轮廓信息和车牌信息存入数据库，也包括这些车辆的一些历史出入记录、行驶记录（小区内位置和速度记录）等等信息，这些信息用于本小区车辆身份验证以及陌生车辆的监控记录。

所述人脸图像信息识别模块将获取的小区内监控图像中人员脸部图像信息进行提取和识别操作，现在人脸识别的技术已经很成熟，主要是特征提取；根据前面获取车辆信息的方法获取人脸的图像信息，然后在二值化处理，在获取到二值图中，根据人脸五官的一般分布状况定义几个特征点，然后扫描它周边的特征点分布状况，进行统计。从而可以得出人脸主要特征眼睛、鼻子、嘴巴的分布和大小信息。然后根据这些人脸的特征信息对欲进入小区的人进行匹配判断。

所述人员图像信息数据库，用于存储获取的进出人员的图像数字信息，包括人员姓名、住所门牌号、人脸轮廓信息、对小区内相关人员的身份验证以及陌生人的监控记录等。

所述图像信息身份验证及定位测速模块，该模块涉及身份验证和定位测速，身份验证主要是通过前面获取并识别的车辆信息或者人脸信息与数据库中已备案信息匹配，继而验证身份；定位测速部分中定位主要是通过监控图像采集模块传回信息时会带有摄像头的自身位置信息来对图像中的车辆或者人员进行定位，这里测速针对车辆，利用采集到的车辆图像信息，根据一定时间内图像帧中车辆位置的变化以及实际距离的参照达到测量车速的目的，而且还可以统计小区某条道路的车流量情况。

参考图2，所述智能控制模块用于人机交互的操作界面和智能处理，根据数据库中车辆信息和人员信息所做出的智能反应，整个系统的具体管理操作，都来自智能控制模块，主要包括五个方面：自动门禁控制，根据身份验证信息来控制对进出车辆或者人员的放行还是禁行；违规行为提醒，当车辆在小区内有违规行为时，利用语音提示的方式来提醒车主规范驾驶，这里的语音提示来自摄像机附近的音响设备；预警及报警功能，当有车辆或者人员强行突破门禁系统时，或者车辆在小区内多次严重违规驾驶，系统都会报警提示，当有陌生车辆或者陌生人员长时间逗留在监控区域，存在潜在危险时，系统会自动预警；黑名单功能，车辆多次在小区违规驾驶（包括车速过快或者乱停车）且屡教不改者，还包括存在安全风险的人员等，这里可由人工加入黑名单，按级别人工可设定禁止进入小区或者重点监控盯防；人机交互控制界面，这里用于工作人员系统功能的设置、自动项设定、也包括临时性的身份验证、特殊情况下操作等等。人机交互功能包括使陌生车辆或者陌生人获取身份验证还有对小区车辆超速乱停记录的人工处理情况以及相关记录查询。智能处理部分主要是当处于无人值守时，系统会根据已有数据库中存储的相关信息对想进入小区的车辆和人进行相关对比判断，从而自动做出正确操作，并能及时记录小区内超速行驶的车辆，对小区进行自动管理。

如图3所示，监控对象信息数据库，用于存储监控区域内的车辆信息和人员信息，这里便于处理数据，将车辆信息和人员信息分开存储。监控对象在数据库中储存结构，包括车辆信息部分中的车体轮廓数据、车牌号数据、车速数据、车辆位置、身份验证标记等等和人员信息部分中的人员姓名、脸部轮廓数据、居所门牌号、身份验证标记等等，这些数据都会被系统调用或者修改来实现系统的各个功能。

参考图4，本发明实施例的智能监控系统的实现流程具体如下：

首先，开始，启动系统;

其次，进行图像信息采集，当有车辆或人想要进入小区时，由监控硬件设备（CCD摄像机）完成;

再次，进行图像数据的预处理，使用一些算法将图像转换成更易识别的数据信息，便于以后有效图像信息的提取;

然后，进行有效图像数据的提取，从图像中分别提取识别出人脸轮廓信息和车车辆信息（包括车体轮廓信息和车牌信息），并将识别的数据存入数据库中;

接着，启动身份验证功能，启动后会将即时获得的监控图像信息和数据库中的图像信息进行匹配，匹配成功的写入相应数据库并开启门禁，不成功的后将检查是否有人工操作（针对小区外来车辆的临时进入），无操作的话门禁系统一直关闭，在此期间智能控制模块一直守护，如有闯入门禁或者违停行为（未获身份验证，但一直停留门口）报警语音系统将自动触发;

之后，在小区内对监控对象测速和定位的测定，通过门禁进入小区后，小区内监控设备会肩负起监控任务，这时的监控图像信息将被用来计算监控对象的车速，根据监控设备的位置会对应获取监控对象的位置，与此同时智能控制模块会跟设定的自动项来判断，车辆是否超速，是否违规停车。

最后，对超速和违规停车的处理，当不出现超速和违规停车时，操作流程结束，当出现时系统首先检查是否有人工操作（这里涉及特殊情况下的临时需要），没有的话，系统根据设定的自动项选择语音报警，或者语音提示，或者加入黑名单操作等等一些自动处理项。

与现有技术相比，本发明实现了小区的全自动智能化监控，能够监控小区的进出活动对象的目标，进行音视频信息采集，预处理，识别匹配，报警鸣响或开启小区自动门允许对象进入等，同时实现了对小区内车辆的实时管理，保证了小区内人员的出行安全。本发明的监控系统从被监控小区的进出活动对象的目标音视频信息采集，预处理，识别匹配，报警鸣响或开启小区自动门允许对象进入等，全部由系统自动化地智能地实现；该系统通过车辆轮廓及车牌图像信息识别模块能准确的按照先后顺序提取目标物体的轮廓信息，为提取更多不可变的目标特征提供了很好的基础，大大提高了可靠性和安全性。该系统同时充分利用了数字图像信息，综合考虑利用了车辆的轮廓信息与对应的车牌照信息，以及人脸的五官特征分布以及大小信息特征，利用特征数据匹配方法进行高可靠地匹配被监控的进出目标对象，比传统的单一利用视频信息进行判断，明显提高了安全性和不可预测性。本发明另一个有益效果是对已进入小区内车辆行驶规范的监控，包括检测车辆行驶速度和停靠位置的规范性。采用运动视觉方面的图像处理技术，技术比较成熟，实现简单。这些功能的实现都基于视频监控的图像信息，并没有产生额外的成本。从而能低成本高效率的实现了对小区内车辆的实时管理，保证了小区内人员的出行安全。

以上对本发明实施例所提供的一种小区车辆和人员智能监控系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，包括：

监控图像采集模块，由多个采集图像信息的CCD摄像头组成，用于采集车辆和人员的图像信息，所述CCD摄像头分布在小区内需要监控的位置上；

监控图像预处理模块，对图像信息进行预处理，包括灰度变换和去除噪声；

车辆轮廓及车牌图像信息识别模块，针对获取的图像信息中的车辆图像信息进行处理、提取及识别，获取图像帧数据、车辆的轮廓特征信息以及车牌信息并与已保存的车辆数据库内相应的信息进行对比；

车辆信息数据库，将识别出的车辆轮廓信息和车牌信息存入；

人脸图像信息识别模块，将获取人员脸部图像信息进行提取和识别；

人员图像信息数据库，用于存储获取的人员的图像信息；

图像信息身份验证及定位测速模块，通过获取的图像信息与数据库已有数据的匹配验证进行身份验证，通过图像数据来源摄像头的位置和图像信息进行定位测试，而车速则是根据一定时间内图像帧的变化来获取；

智能控制模块，用于人机交互的操作界面和智能处理，根据已有数据库中存储的图像信息对想进入小区的车辆和人员进行对比判断，控制车辆和人员的准出及准入。

2.根据权利要求1所述的小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，所述车辆信息数据库同时存储车辆的历史出入记录、停放位置记录和速度记录，用于对小区车辆进行身份验证以及陌生车辆的监控。

3.根据权利要求1所述的小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，所述人员图像信息数据库同时存储获取的进出人员的图像信息，包括人员姓名、住所门牌号、脸部信息，用于对小区内人员进行身份验证以及陌生人的监控。

4.根据权利要求1所述的小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，所述人脸图像信息识别模块根据获取的人脸图像信息进行二值化处理，得到二值图后，根据人脸五官的分布定义特征点并进行扫描统计，从而得出眼睛、鼻子、嘴巴的分布和大小特征信息，再根据所述特征信息对欲进入小区的人员进行匹配判断。

5.根据权利要求1所述的小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，所述图像信息身份验证及定位测速模块，还可以统计小区道路的车流量。

6.根据权利要求1所述的小区车辆和人员智能监控系统，其特征在于，所述智能控制模块在车辆和人员擅自进入时发出警报，对小区内车辆的超速以及乱停放发出语音提示或者警告，将多次违反规定的车辆加入黑名单，以及在小区内车流量过载时对车辆进入进行限制。

Images