一种基于BIM的视频监控方法和系统与流程

本发明提出了一种基于bim的视频监控方法和系统，属于建筑信息模型技术以及视频监控技术的融合领域。

背景技术：

1、进入21世纪以后，一个被称之为“bim”的新事物出现在世界的建筑业中。bim是源自于“building information modeling”的缩写，中文译为“建筑信息模型”。该技术通过数字化手段，在计算机中建立出一个虚拟建筑，该虚拟建筑会提供一个单一、完整、包含逻辑关系的建筑信息库。需要注意的是，在这其中“信息”的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量的非几何信息，如材料的耐火等级和传热系数、构件的造价和采购信息等等。其本质是一个按照建筑直观物理形态构建的数据库，其中记录了各阶段的所有数据信息。建筑信息模型(bim)应用的精髓在于这些数据能贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造及后期的运营管理持续发挥作用。

2、基于bim的视频监控系统是一种结合了建筑信息模型(bim)技术和视频监控技术的智能化安防解决方案。该系统可以在建筑设计、施工和运营过程中，实现对建筑内外环境的实时监控和数据分析。

3、具体来说，基于bim的视频监控系统通过在建筑物中布置摄像头等设备，采集并传输图像信号，然后利用bim技术进行三维重构和数字化建模，生成实时可视化的建筑物信息。同时，该系统还可以将监控数据与bim数据进行关联分析，实现对不同区域的安全风险分析、行为识别、异常检测等功能。

4、相较于传统视频监控系统，基于bim的视频监控系统具有更高的智能化程度和更广泛的应用场景。它可以帮助建筑管理人员更加有效地处理突发事件、提升安全管理水平，并为未来大数据分析、人工智能等技术应用打下良好基础。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于bim的视频监控方法和系统，用以解决现有技术在智能化程度不够，应急管理效益低下的问题：

2、本发明提出的一种基于bim的视频监控方法和系统，所述方法包括：

3、s1：bim模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的bim模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；

4、s2：监控设备安装模块根据bim模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

5、s3：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；

6、s4：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

7、进一步的，所述bim模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的bim模型，所述扫描工具包括激光扫描仪，包括：

8、s11：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

9、s12：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

10、s13：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

11、s14：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系；

12、s15：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过bim软件对点云数据进行处理，生成bim模型。

13、进一步的，所述监控设备安装模块根据bim模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号，包括：

14、s21：根据bim模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

15、s22：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

16、s23：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

17、s24：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

18、进一步的，所述通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析，包括：

19、s31：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

20、s32：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

21、s33：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

22、s34：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

23、进一步的，所述应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度，包括：

24、s41：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

25、s42：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

26、s43：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

27、s44：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

28、本发明提出的一种基于bim的视频监控系统，所述系统包括：

29、bim模型构建管理模块：bim模型构建管理模块通过扫描工具对建筑进行扫描，获得扫描结果，通过扫描结果生成建筑的bim模型，所述扫描工具包括激光扫描仪；

30、监控设备安装模块：监控设备安装模块根据bim模型在建筑区域内安装监控设备并通过监控设备采集视频图像，并对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；

31、实时监控与预警模块：通过实时监控与预警模块对转换后的视频信号进行分析，获取安全信息，并在出现异常情况下发出预警；所述分析包括人工智能分析；

32、应急指挥调度模块：应急指挥调度模块通过实时监控与预警模块获取相关安全信息，及时发现问题并进行应急调度。

33、进一步的，所述bim模型构建管理模块包括：

34、建筑区域类型勘察模块：对所述建筑进行勘察记录建筑的区域类型，所述建筑的区域类型包括小型或难以到达的区域以及大型建筑物区域；

35、扫描工具选择模块：通过所述建筑的区域类型合理选择扫描工具，所述扫描工具分为手持式和固定式，所述手持式扫描工具用来对小型或难以到达的区域进行扫描，所述固定式扫描工具用来对大型建筑物区域进行扫描；

36、扫描方案确定模块：通过选择的扫描工具制定对建筑进行扫描的方案，所述方案包括选择扫描区域、确定采集数据点、处理数据所需的时间以及确定基准点；

37、扫描实施模块：安装并校准扫描设备，对建筑进行扫描，获得建筑的相关数据，所述相关数据包括建筑物的形状、大小、上下层关系；

38、点云数据处理模块：将获得的相关数据转换成实际测量点，并通过三维重建算法生成点云数据，通过bim软件对点云数据进行处理，生成bim模型。

39、进一步的，所述监控设备安装模块包括：

40、监控设备预设模块：根据bim模型中的建筑的相关数据确定监控设备的预定安装位置和方向；

41、监控设备安装模块：根据监控设备的安装位置和方向选择合适的监控设备，并将监控设备安装在预定位置上；并对安装的监控设备根据位置进行唯一编号；

42、视频图像采集模块：通过安装的监控设备对该监控设备监控区域内的视频图像进行采集；

43、数字化处理模块：对采集到的视频图像进行数字化处理，得到经过数字化处理后的数字信号，并将数字信号转换成视频信号；所述数字化处理包括模数转换。

44、进一步的，所述实时监控与预警模块包括：

45、目标跟踪模块：实时监控预警模块利用深度学习算法对进行唯一编号的监控设备拍摄的视频中的每一帧画面进行对象检测，然后进行目标追踪，计算出目标的相关参数，所述参数包括目标的位置、大小、速度；

46、目标匹配模块：通过计算出的目标参数数据在连续的帧之间进行目标匹配；实现对目标的追踪；

47、异常位置确定模块：通过对目标的追踪结合目标的相关参数对目标的行为进行深度学习以及人工智能分析，识别出目标的异常信息，并通过监控设备的唯一编号确定该异常信息的发生位置；

48、预警信息模块：实时监控与预警模块接收目标的异常信息以及异常信息发生位置后发出预警信息。

49、进一步的，所述应急指挥调度模块包括：

50、数据共享模块：应急指挥调度模块通过物联网与实时监控预警模块进行连接并进行数据共享；

51、调度指令下发模块：应急指挥调度模块接收到实时监控与预警模块发出的预警信息后根据异常信息以及异常信息的发生位置后通过最短路径算法向最近的应急处置人员终端设备下发调度任务指令；

52、指挥协调模块：应急处置人员通过终端设备接收到调度任务指令后，协调指挥各个部门展开紧急处理工作；

53、反馈记录模块：任务处理结束后，应急指挥调度模块对整个处理过程进行反馈及记录。

54、本发明有益效果：通过扫描工具对建筑进行扫描，能够获得非常精细的建筑信息，从而生成高精度的bim模型。在bim模型指导下，在适宜位置布置监控设备，能够对建筑区域进行全面监控和覆盖，从而有效提升安保水平和防范意识。通过人工智能分析技术对数字化处理后的视频信号进行分析，可以检测出异常情况，并及时发出预警。这一功能可以大大缩短反应时间，将应急响应时间降到最低。当出现异常情况时，应急指挥调度模块可以快速响应，并通过实时监控与预警模块获取相关信息，及时找到问题所在，并制定合理应急调度方案，从而有效降低人员伤害、物质损失等风险。采用bim技术和智能分析技术，可以对建筑进行全面监控，并及时发现问题，从而提高安全管理效率。此外，记录了整个处理过程的相关数据，并保存下来，用于后续分析和总结，这将有助于进一步提高管理效率。