一种基于雷达与视频融合的室内人员定位方法及系统

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体涉及一种基于雷达与视频融合的室内人员定位方法及系统。

背景技术

室内人员定位技术，能够对人员管理和保障公共安全起到很大作用，例如获取室内监控范围内作业人员的定位信息，同时能够对部分危险区域误入人员进行报警提醒；而且可便于对工作中的人员进行快速调度，以及方便进行考勤管理，从而提高相关工作的生产效率；而且能够在事故发生后，可迅速确定遇难人员的定位位置信息，从而便于辅助救援人员搜救；同时可根据历史定位数据分析事故原因，针对事故位置设计应急预案。

其中室内人员定位方法，在市面上有多种不同维度的方案，比如室内蓝牙定位，室内WiFi定位等，或者将工牌升级为蓝牙的模式完成室内员工的定位。

但是上述定位方法在使用时，还是存在部分缺陷，例如人们在使用工牌的模式情况下，部分人员将工牌摘掉后，就会出现人员实际位置与定位的位置不一致，从而使得定位失效，同时无法对人员管理和保障公共安全起到优化作用，而且影响摄像头视频定位的精度以及准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于雷达与视频融合的室内人员定位方法及系统，解决以下技术问题：如何提供一种解决用户身份和定位的关联问题，减少工牌忘带或者其他情况下的人员定位出错的信息，提高单纯摄像头视频定位的精度以及准确性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于雷达与视频融合的室内人员定位方法，包括：

步骤S01，获取目标区域的实时现场数据；

步骤S02，根据视频信息获取指定人员的第一位置信息和身份信息；

步骤S03，根据雷达信息获取所述指定人员的第二位置信息；

步骤S04，按照预设融合规则融合所述第一位置信息和所述第二位置信息，得到与所述身份信息关联的人员位置信息；

步骤S05，根据所述人员位置信息获取所述指定人员的行动轨迹并记录。

其中，所述实时现场数据包括所述视频信息和所述雷达信息。

作为本发明优选的方案：所述第一位置信息的获取方法包括：

获得所述视频信息所对应摄像头的编号信息和拍摄方向；

根据所述编号信息从预设数据库中调取所述摄像头的三维坐标信息；

获取当前时刻所述视频信息的视频帧；

根据所述视频帧进行人体位置的识别框选；

根据所述识别框选的结果、所述三维坐标信息和所述拍摄方向确定所述第一位置信息。

作为本发明优选的方案：所述识别框选包括：

根据所述视频帧建立包含所述指定人员的身体轮廓的矩形框；

将所述矩形框按照所述指定人员的头部和四肢进行分割得到至少三个部位框体；

对所有所述部位框体的中心点进行连线，获得封闭估计区域；

将所述封闭估计区域的重心作为所述识别框选的结果。

作为本发明优选的方案：所述身份信息的获取方法包括：

根据所述头部的所述部位框体获取所述指定人员的面部信息；

若所述面部信息不存在，则重新获取所述视频帧；

若所述面部信息存在，则对所述面部信息进行人脸识别，获取所述身份信息。

作为本发明优选的方案：所述第二位置信息的获取方法包括：

将所述第一位置信息作为雷达照射方向的参照，启动关联的指定雷达进行雷达照射，获取反射的所述雷达信息；

根据所述雷达信息获得所述指定人员与所述指定雷达的距离；

根据所述指定雷达的三维坐标获取所述第二位置信息。

作为本发明优选的方案：所述预设融合规则包括：

将所述第二位置信息与所述雷达的连线方向的方向设为第一向量

将所述第一位置信息与对应所述摄像头的连线方向的方向设为第二向量；

获取所述第一向量

根据下式，获取所述人员位置信息

其中，α为调节系数，0<α<1。

作为本发明优选的方案：所述预设融合规则包括：

α＝βa

其中，a

β为所述身体轮廓的面积评分，θ为所述部位框体的数量评分。

一种基于雷达与视频融合的室内人员定位系统，所述系统包括：

采样模块，用于获取目标区域的实时现场数据；

第一位置获取单元，用于根据视频信息获取指定人员的第一位置信息和身份信息；

雷达测距模块，用于根据雷达信息获取所述指定人员的第二位置信息；

信息融合模块，用于按照预设融合规则融合所述第一位置信息和所述第二位置信息，得到与所述身份信息关联的人员位置信息；

人员活动轨迹生产模块，用于根据所述人员位置信息获取所述指定人员的行动轨迹并记录。

数据库单元，用于存储所述实时现场数据包括所述视频信息和所述雷达信息。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过摄像头与雷达关联使用，能够解决用户身份和定位的无法关联问题，同时通过面部识别减少工牌忘带无法识别人员身份信息，以及通过雷达和摄像头的配合使用，能够确定人员在室内的位置，避免人员定位出错，而且能够提高摄像头视频定位的精度以及准确性，同时将指定人员的位置信息绘制生成人员行动轨迹，从而能够查询指定人员在室内区的活动路线。

(2)本发明通过对摄像头获取视频帧中的人员身体多个部位进行分别框选识别，然后对多个识别框内部的中心点进行连线，获得一个封闭区域，再获取分布区域内部的重心，从而提高对摄像头获取人员在室内的第一位置信息的精度，而且便于摄像头的第一位置信息与雷达检测的第二位置信息融合最终确定指定人员在室内的位置信息，所以通过使用雷达与视频融合的室内人员定位方法，能够防止出现部分人员将工牌摘掉后，出现获取的人员实际位置与定位的位置不一致，从而使得定位失效，所以通过使用雷达与视频融合的室内人员定位方法，能够对人员管理和保障公共安全起到优化作用，而且提高摄像头视频定位的精度以及准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为基于雷达与视频融合的室内人员定位方法流程框图。

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作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。

请参阅图1所示，本发明为一种基于雷达与视频融合的室内人员定位方法，包括：

步骤S01，获取目标区域的实时现场数据；

步骤S02，根据视频信息获取指定人员的第一位置信息和身份信息；

步骤S03，根据雷达信息获取所述指定人员的第二位置信息；

步骤S04，按照预设融合规则融合所述第一位置信息和所述第二位置信息，得到与所述身份信息关联的人员位置信息；

步骤S05，根据所述人员位置信息获取所述指定人员的行动轨迹并记录。

其中，所述实时现场数据包括所述视频信息和所述雷达信息。

通过上述技术方案，能够通过摄像头获取人员的第一位置信息，在结合雷达获取的第二位置信息，能够提高对人员定位的精度，而且摄像头能够对指定人员进行面部识别，从而确定指定人员的身份，将摄像头和雷达关联使用，能够解决用户身份和定位的关联问题，避免在检测不到蓝牙或者工牌时，无法确定定位人员的身份信息,指定人员的行动轨迹并记录。

所述第一位置信息的获取方法包括：

获得所述视频信息所对应摄像头的编号信息和拍摄方向；

根据所述编号信息从预设数据库中调取所述摄像头的三维坐标信息；

获取当前时刻所述视频信息的视频帧；

根据所述视频帧进行人体位置的识别框选；

根据所述识别框选的结果、所述三维坐标信息和所述拍摄方向确定所述第一位置信息。

通过上述技术方案，能够根据视频信息所对应摄像头的编号信息和拍摄方向；再根据编号信息从预设数据库中调取所述摄像头的三维坐标信息，从而获取当前时刻所述视频信息的视频帧，在根据视频帧进行人体位置的识别框选；根据所述识别框选的结果、所述三维坐标信息和所述拍摄方向确定所述第一位置信息，所以通过确定的人员第一位置信息，能够确定摄像头对于室内人员之间的大致方向，从而便于摄像头获取第一位置信息作为后续的雷达探测距离的参考，同时提高雷达探测人员第二位置信息的精度。

所述识别框选包括：

根据所述视频帧建立包含所述指定人员的身体轮廓的矩形框；

将所述矩形框按照所述指定人员的头部和四肢进行分割得到至少三个部位框体；

对所有所述部位框体的中心点进行连线，获得封闭估计区域；

将所述封闭估计区域的重心作为所述识别框选的结果。

通过上述技术方案，能够对视频帧内部指定人员身体轮廓，进行头部和四肢进行分割框选，从而便于确定所识别指定人员身体轮廓的中心点；再对所有部位框体的中心点进行连线获得封闭估计区域；将封闭估计区域的重心作为识别框选的结果，所以通过将人体分为多个部位进行框选连线，能够提高对重心点确定的精度，重心点确定的精度越高，能够提高对指定人员的定位的精度，缩小定位的偏差范围。

所述身份信息的获取方法包括：

根据所述头部的所述部位框体获取所述指定人员的面部信息；

若所述面部信息不存在，则重新获取所述视频帧；

若所述面部信息存在，则对所述面部信息进行人脸识别，获取所述身份信息。

通过上述技术方案，能够根据头部的部位框体获取指定人员的面部信息；若无法识别指定人员面部信息时，则重新获取视频帧，直至检测到指定人员的面部信息为止；若识别到指定人员面部信息时，则对指定人员面部信息进行人脸识别，从而获取指定人员身份信息，所以能够在部分人员不戴工牌时，依然能够对指定人员的身份进行获取，从而确定指定人员在室内的活动轨迹，而且避免对指定人员进行定位无法确认身份的情况出现。

所述第二位置信息的获取方法包括：

将所述第一位置信息作为雷达照射方向的参照，启动关联的指定雷达进行雷达照射，获取反射的所述雷达信息；

根据所述雷达信息获得所述指定人员与所述指定雷达的距离；

根据所述指定雷达的三维坐标获取所述第二位置信息。

通过上述技术方案，便于将指定人员的第二位置信息与摄像头确定的第一位置信息结合，确定雷达最终需要探测的位置，从而提高雷达的探测精度，避免出现较大的信息探测偏差，提高对室内人员定位的精度。

所述预设融合规则包括：

将所述第二位置信息与所述雷达的连线方向的方向设为第一向量

将所述第一位置信息与对应所述摄像头的连线方向的方向设为第二向量；

获取所述第一向量

根据下式，获取所述人员位置信息

其中，α为调节系数，0<α<1。

通过上述技术方案，能够将获取的第一向量

所述预设融合规则包括：

α＝βa

其中，a

β为所述身体轮廓的面积评分，θ为所述部位框体的数量评分。

通过上述技术方案，β身体轮廓的面积评分为0.7时，θ部位框体的数量评分0.6时，以及a

α＝βa

＝0.7×0.5+0.6×0.7

＝0.35+0.42

＝0.77

所以当身体轮廓框选面积越大α数值越大，当部位框体的数量越多α数值越大，在α数值增大时，会使得雷达在向量

一种基于雷达与视频融合的室内人员定位系统，其特征在于，所述系统包括：

采样模块，用于获取目标区域的实时现场数据；

第一位置获取单元，用于根据视频信息获取指定人员的第一位置信息和身份信息；

雷达测距模块，用于根据雷达信息获取所述指定人员的第二位置信息；

信息融合模块，用于按照预设融合规则融合所述第一位置信息和所述第二位置信息，得到与所述身份信息关联的人员位置信息；

人员活动轨迹生产模块，用于根据所述人员位置信息获取所述指定人员的行动轨迹并记录。

数据库单元，用于存储所述实时现场数据包括所述视频信息和所述雷达信息。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。