仿生运动感知机理在机场安全监控中的应用研究

Cameras with fixed angle are usually used to monitor in civil aviation airport. Limited field of view, with a small number of the image pickup devices, easy causes dead ends and data loss. Large amounts of data, with a great number of the image pickup devices, easy cause redundancy and low efficiency. With the increased numbers of airport, the effective acquisition and processing of target data become the core bottleneck problem of the airport security monitoring. Bionic movement perception mechanism provides an effective solution for the problem. Insect compound eyes can detect moving goal with little information by distinguishing outline of object. This project intends to draw on the advantages of insect detection mechanism. Our research includes: bionic movement perception mechanism, model and algorithm of target detection and tracking, construction of bionic detection prototype system and simulation platform for verification and analysis. The breakthrough in the study is expected to produce changes in the methods and means of modern intelligent monitoring system. It will be able to provide effective protection for enhancing airport security monitoring.

目前民航机场多采用安装固定角度的摄像装置获取数据对机场的安全进行监控，当摄像装置数量较少时，视场有限容易造成死角数据的丢失；当设置过多的摄像装置以覆盖全局时，则获取的数据量大，冗余过多，处理效率低，无法进行实时处理。随着机场数量及面积的增大，目标数据的有效获取与处理成为目前机场乃至大型广场安全监控的核心瓶颈问题。仿生运动感知机理为该问题的破解提供了有效的解决方案。研究表明昆虫的复眼系统利用少量的轮廓信息可以有效的检测与捕获运动目标，解决了视场、数据量和实时性的矛盾问题。本课题拟借鉴昆虫检测的优势机理，为机场安全监控领域的研究提供新技术与新方法，为大型广场的安全监控开启了一种全新的处理模式，主要研究包括：仿生运动感知机理、目标检测与跟踪模型算法、仿生检测原型系统构建、仿真平台验证分析。该研究的突破有望对现代智能监控系统产生方法和手段上的变革，为提升机场的安全监控提供有力保障。

目前民航机场多采用安装固定角度的摄像装置获取数据对机场的安全进行监控，当摄像装置数量较少时，视场有限容易造成死角数据的丢失；当设置过多的摄像装置以覆盖全局时，则获取的数据量大，冗余过多，处理效率低，无法进行实时处理。随着机场数量及面积的增大，目标数据的有效获取与处理成为目前机场乃至大型广场安全监控的核心瓶颈问题。仿生运动感知机理为该问题的破解提供了有效的解决方案。研究表明昆虫的复眼系统利用少量的轮廓信息可以有效的检测与捕获运动目标，解决了视场、数据量和实时性的矛盾问题。本课题借鉴昆虫检测的优势机理，为机场安全监控领域的研究提供新技术与新方法，为大型广场的安全监控开启了一种全新的处理模式，主要研究包括：仿生运动感知机理、目标检测模型算法、仿生检测原型系统构建、仿真平台验证分析。该研究的突破有望对现代智能监控系统产生方法和手段上的变革，为提升机场的安全监控提供有力保障。课题组在多年研究基础上，对仿生复眼运动目标检测技术进行了广泛而深入的研究，在相关模型、算法与软硬件研制方面都取得了一定的研究成果。报告的第2部分介绍目前仿生模型的应用及发展趋势；第3部分研究了点云数据的大视场拼接的算法；第4部分对仿生装置的构建进行了详细分析，给出了机械设计结构、控制电路的工作原理及相关实验；在前几部分研究的基础上，第5部分进行了数据采集实验，并对采集的数据进行了算法设计与检测。通过本研究的开展，提出了仿生运动感知在机场监控中的应用的理论与方法，并研制了相应的软硬件，为机场监控监测系统的发展与应用提供了有力保障。