杭州某别墅周界防范智能视频分析系统设计方案

行业概述

随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到了广泛的应用。在一些重要的区域，如学校、军事基地、武器弹药库、银行金库、油库等处，为了防止各种非法入侵、破坏和盗窃活动。传统的防范措施是在这些区域的外围周界处设置一些屏障或阻挡物，如铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等，或是安排人员加强巡逻。但在目前，犯罪分子频频利用先进的科学技术，犯罪手段更加复杂化、智能化的情况下，传统的防范手段己难以满足要害部门、重点单位安全保卫工作的需要。而人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，亦难免出现漏洞和失误。因此，应用先进的周界探测技术就成为大势所趋。周界探测，一旦发现入侵者可立即发出报警，抓拍图像、跟踪入侵人员，就像在重要区域的周界处强加了一道人眼看不见的“电子眼”，忠诚地守卫着要害区域。

目前国际上应用的周界探测报警器材及系统主要有以下几种。

・主动红外报警系统;

・微波墙式报警系统;

・泄露电缆式周界探测报警系统;

・驻极体振动电缆报警系统;

・智能视觉监控系统。

在周界防护手段中采用最多的是主动红外对射报警探测器加总线制报警主机的方式，这种方式具有技术成熟、可靠性高、易扩展、操作简便等优点。主动红外是指这种报警探测器本身发射红外线束，由发射端和接收端两部分组成，根据工作距离的不同一般分为双光束和四光束两种，100m之内的通常为双光束，100m以上通常为三光束。

主动红外报警系统主要是由主动红外探测器和报警主机这两个基本部分组成，根据需要还会配置计算机管理软件、报警联动板、联动显示板、报警打印机等等。工作时，发射端发出红外光束，与它相对的接收端收到红外光束以后即处于警戒状态，当光束全部被遮挡时，探测器接收端即发出报警信号给报警主机。主机接收到信号后发出声光报警信号，同时输出报警联动信号驱动相关的设备动作，如计算机软件、联动显示板等，为相关人员处理报警事件提供明确的方向。

当前存在的弊端是，当夜间100m以上较长距离的对射式红外报警时，保安值班人员无法及时判断准确的位置，使用摄像机联动进行抓拍也很难做到准确，出事之后往往靠录像资料分析可疑人员。

上述报警方式不太适用于此项目。原因是此项目环境太复杂，比如树叶的遮挡等，会频繁造成误报，且误报率比较高。如果采用近距离的红外对射装置(40m以内)与摄像机联动是可以的，但工程造价高，线缆较多，施工难度较大。

别墅需求分析

杭州某别墅出于安全考虑，决定安装一套防范智能视频分析系统方案。

鉴于周界安全的重要性，其监控系统必须具备安全性、有效性、监控能力强、检测率高、误报率低的特点。监控系统的设计应根据各个中继站的使用功能、建设标准及业主的要求，以节约成本为出发点，并贯彻国家已颁布实施的有关“规范”和“标准”，综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等，构成先进、可靠、经济适用的安全防范体系。

根据客户需求，场景为一个20×25m周界的别墅，严密监控区域的前端系统的核心是在别墅周围“发现可疑行为的人”和“摄像并报警”，尤其以“发现可疑行为的人”作为设计基础。只有在发现了可疑行为的基础上，摄像才更有实际意义。在传统的闭路电视监控模式下，管理人员需要监视太多的视频画面，远远超出人的接受能力，导致实际监控效果低下。实验结果表明，在盯着视频画面22分钟之后，人眼将对视频画面里95%以上的活动信息视而不见。因此需要智能视觉监控来改善监控效果，同时减轻管理人员的负担。这样才能真正让控制中心人员从繁杂的电视监控工作中解脱出来，以便有更多的精力去应对可疑现场。所以，选择一套成熟的、可靠的检测产品，对于安防项目的成功有着深刻的意义。

在经过长时间的发展之后，目前智能视觉分析技术的应用已经相当成熟，不仅在技术上不输于国外的产品，产品性能也备受市场的肯定。

该别墅的应用产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，它具有入侵检测、非法停车检测、遗弃物检测、物品搬移检测和自动PTZ跟踪等功能模块，可以很好地解决所遇到的各种难题。而且，具有学习自适应能力，即使是在极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能――在保持99.9%超高检测率的同时，只有极低的误报率(少于1个/天)。

系统设计方案

产品关键技术要求――入侵检测

1、需求分析

需要对一个占地面积20m×25m的别墅进行周界防范，当发现可疑人物在别墅外徘徊或有想入侵别墅的行为时，要求监控系统能够自动检测入侵目标，并标识其入侵轨迹，同时发出报警通知管理人员前去处理。并且保证别墅主人开车到别墅周围500米内的地方时，能够通过车载电脑无线访问到各监控视频画面。

2、解决方案

・将设备设定为入侵检测模式，采用固定摄像机安装在周围20m×25m周界上进行无缝覆盖，形成一道虚拟的监控围墙。

墅周界为20m×20m的区域，在其中一边的两台摄像机都选用1/3″CCD的12mm摄像机，另外别墅大门口的一台摄像机选用1/3″CCD和8mm镜头的摄像机，经计算，当摄像机采用1/3″CCD―chip，镜头使用12mm时，摄像机所装的高度为5m，此时摄像机的有效检测范围(有效检测范围是指在监控画面中能完整显示不高于3m物体的最远距离)为40m时，当摄像机采用1/3″CCD―chip，镜头使用8mm时，摄像机所装的高度为5m，此时摄像机的有效检测范围(有效检测范围是指在监控画面中能完整显示不高于3m物体的最远距离)为25m时，该智能视觉服务器能够实现最高的检测率和最低的误报率(检测率：99.9%;误报率：少于1个/天)。

别墅的后面宽20m，需要用两台摄像机把这20m的监控范围覆盖起来，当目标物体距离摄像机25m远时，摄像机所能监控到的范围为10.4m，这样两台摄像机对称地安装，刚好可以满足完全覆盖别墅后面的宽边要求(2×10.4≈21m>20m)。该系统实际的安装如图1，摄像机应该安装在约与长边平行，而距离宽边25m的地方，这样，别墅大门处距离摄像机25+25=50m，即摄像机需要监控的范围为距离摄像机25m到50m的地方，而该摄像机的有效监控范围为距离摄像机14m到54m的地方，完全在摄像机的有效监控范围内;

・将周界监控范围内所有禁止入侵的区域设置为防区。这样当有入侵者侵入防范区域时就会被智能视觉监控系统自动锁定并标识出行动轨迹，同时会发出报警。这里的报警分前端和后端两种报警，前端报警可通过声光报警器来实现，入侵者触发报警时，监控系统会发出警报声警告入侵者，并可打开强光灯使入侵者无处藏身;后端报警可通过PC软件来实现，通知管理人员马上对入侵行为进行处理。这样就真正做到了“事前防范”的目的，避免造成经济损失;

・该智能视觉监控系统的录像功能可设置为“报警触发录像”，即在发生报警时才触发录像功能，这样可以过滤掉大量无用的录像内容，既节省了录像硬盘空间，延长了可录像时间，又避免了翻看录像时的大量繁琐工作，只需对报警时的录像进行确认即可;

・该智能视觉监控系统可检测不同方向的入侵，可根据需要设置进入防区的方向为非法方向，而出防区的方向为合法方向。这样就只对进入防区的人或车辆进行检测并报警，而对走出防区的人和车辆视而不见;

・该系统可以及时清楚报警，对靠近和进入别墅的人确认为安全时，可以在报警后立即清除报警;

・该智能视觉监控系统支持日程设置，即可对监控区域划分时段进行检测。例如，上午7时至9时这段时间设置为不检测时段，以避免不必要的报警;而从上午9时至次日第二天7时这段时间不允许任何人员进入防区，则设置为入侵检测时段，严密防范。当然，也可以根据需要来设定防范日程或全天防范;

・该智能视觉服务器提供了智能、灵活、有效的入侵检测功能，能够自动检测侵入监控防区的入侵者(人和交通工具)，能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并能有效的识别伪装;

・该系统的智能处理模块具有室外环境应用能力，能够对环境背景进行自学习、自适应和自调节功能，当天气环境变化时不需要手工更改系统参数;

・前端设备在对输入视频流进行智能处理之后，同时支持模拟视频和网络流媒体视频双模输出，便于与传统监控结合起来，达到全面的监控效果;

・车载电脑可通过网桥设备来访问TRK设备，可以即时地观看摄像机所监控的场景，并对危险情况进行判断。

系统组网

考虑到天气变化、夜间光线不足等情况，前端摄像机需安装红外灯，以保证光线不足时的检测不受影响，车载电脑访问TRK等设备可以通过网桥连接的方式来实现!

结语

随着社会经济的发展和人们安全意识的整体提高，别墅及住宅区先进安防设备的应用渐渐成为趋势，以智能视频服务器为主要应用的智能防盗报警系统必将慢慢替代传统的防盗报警设备。此别墅应用的智能视频服务器提供了强大的周界防范及入侵报警功能，最大程度的保障了别墅系统的整体安全。