1.一種顧及多種監(jiān)控任務(wù)的視頻傳感器部署優(yōu)化方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、設(shè)定監(jiān)控目標(biāo)子區(qū)域及其對應(yīng)監(jiān)控子目標(biāo);
步驟二、設(shè)定可部署視頻傳感器的候選空間,選定遮擋視線的障礙物圖層;
步驟三、離散各監(jiān)控目標(biāo)子區(qū)域、離散部署候選空間、離散視頻傳感器的可變參數(shù);所述離散監(jiān)控目標(biāo)子區(qū)域是以規(guī)則格網(wǎng)將各個(gè)監(jiān)控目標(biāo)子區(qū)域抽樣為目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn),以格網(wǎng)點(diǎn)的覆蓋表示目標(biāo)區(qū)域的覆蓋情況;所述離散部署候選空間是以預(yù)設(shè)的步長將候選空間抽樣為多個(gè)視頻傳感器可部署的候選三維空間點(diǎn);所述離散視頻傳感器的可變參數(shù)包括焦距、俯仰角和旋轉(zhuǎn)角,焦距、俯仰角和旋轉(zhuǎn)角各自分別以預(yù)設(shè)的步長離散,離散為多個(gè)可變參數(shù)組,每一組包含一個(gè)焦距、俯仰角和旋轉(zhuǎn)角;
步驟四、構(gòu)建面向多監(jiān)控任務(wù)的覆蓋優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及約束條件;所述約束條件具體包括:1)離散后的部署候選空間點(diǎn)中,一個(gè)空間點(diǎn)只能部署一個(gè)視頻傳感器;2)離散后的目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)至少被一個(gè)視頻傳感器有效覆蓋,有效覆蓋為同時(shí)滿足以下三個(gè)條件:①目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)在視頻傳感器的視閾中,視閾范圍由視頻傳感器可部署的候選三維空間點(diǎn)的坐標(biāo)以及可變參數(shù)組確定;②根據(jù)步驟二中選定的遮擋視線的障礙物圖層,確定目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)未被障礙物遮擋;③目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)到視頻傳感器的距離滿足目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)所屬子區(qū)域監(jiān)控任務(wù)需求;
步驟五、根據(jù)步驟四中構(gòu)建的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)以及約束條件,利用啟發(fā)式優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)視頻傳感器部署優(yōu)化,獲得部署視頻傳感器的數(shù)量及其部署的空間位置與部署姿態(tài)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及多種監(jiān)控任務(wù)的視頻傳感器部署優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟一和步驟二具體如下:
(a)選取地理場景中的多個(gè)區(qū)域;
(b)設(shè)定監(jiān)控目標(biāo)子區(qū)域所對應(yīng)監(jiān)控子目標(biāo),監(jiān)控子目標(biāo)是以子區(qū)域中的點(diǎn)到視頻傳感器的距離來刻畫不同的監(jiān)控任務(wù)對視頻傳感器的覆蓋需求;
(c)所述候選空間為多個(gè)垂直面或空間體或垂直面與空間體的混合,障礙物圖層是線對象圖層或面對象圖層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及多種監(jiān)控任務(wù)的視頻傳感器部署優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟三中,離散部署候選空間具體為:以正北方向?yàn)閄軸方向,以東方向?yàn)閅軸方向,以垂直方向?yàn)閆軸方向,在X、Y、Z三個(gè)方向上分別以預(yù)設(shè)步長將可部署空間離散為若干三維空間點(diǎn),該三維空間點(diǎn)作為視頻傳感器部署的候選空間位置;
確定視頻傳感器的可變參數(shù),可變參數(shù)包括焦距、俯仰角和旋轉(zhuǎn)角;焦距的變化范圍根據(jù)部署的相機(jī)型號確定,俯仰角的變化范圍為[-90度,90度],旋轉(zhuǎn)角的變化范圍為[0,360度]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顧及多種監(jiān)控任務(wù)的視頻傳感器部署優(yōu)化方法,其特征在于,所述步驟四中構(gòu)建部署優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),使得部署方案中的視頻傳感器數(shù)量最少,且離散后的目標(biāo)格網(wǎng)點(diǎn)的有效覆蓋率不低于設(shè)定比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種顧及多種監(jiān)控任務(wù)的視頻傳感器部署優(yōu)化方法,其特征在于,每個(gè)視頻傳感器的有效覆蓋距離Dmax,
其中,(h,w)表示圖像的大小,(Rh,Rv)為圖像像素大小,β為不同監(jiān)控任務(wù)中目標(biāo)對象對角線方向上單位長度上的像素大小,d表示像距。