一、成果简介

成果来自于北京市自然科学基金重点研究专题。当前智能监控已经开始普及，可以有效的对各类目标进行检测识别，但缺乏目标的物理信息，特别是利用单个传统摄像头完成目标的相对距离、速度和位置的方案比较稀缺，业界大部分方案采用传统摄像头辅以雷达、GPS等装置实现相应功能，或者采用深度摄像头完成测距功能，增加了硬件成本和开发难度。成果提出一种基于单目视觉物理参数测量方法，仅需对单个单目摄像头（即传统摄像头）进行软件升级即可实现相对距离、速度和GPS位置的测量。经过大量实验验证，以道路监控为例，人和汽车相对距离测量相对误差2.4%（绝对误差0.16米），汽车车速测定相对误差3% （绝对误差0.39km/h），人员车辆的GPS定位绝对误差1-2米。该成果具有很广的应用前景，适用于各类监控领域，诸如交通监控、周界入侵、临边作业、跌倒检测、灾害防范、违规防暴等场景，实现对事故或情况的高智能监控，提供目标距离、速度、位置信息，无需更换现有监控系统，仅需软件升级就可实现物理参数测量功能，即插即用，成本低廉。成果在北京市自然科学基金重点研究项目结题验收时被北京市自然科学基金委评定为优秀，入围2023年中关村论坛中关村国际技术交易大会百项新技术新产品榜单项目（全球3200多个项目参选，仅有150项入围），并获得AICON2020和ICMIP2020会议最佳论文奖2项。

图1.本项目研发的单目摄像头

二、应用领域

成果可用于交通监控，目前绝大多数道路监控设备均采用传统的单目摄像头，针对禁限类、违反标志标线类、闯红灯、违法停车、驾车不系安全带、驾车接打电话等各类交通违章进行监控和取证。以北京市为例，目前北京市公安局公安交通管理局在北京市大约4万个路段布设了63239个交通监控摄像头。但这些摄像头不具有物理测量功能，仅有269个路段加装了583个测速雷达，完成对超速违章的辅以监控和取证。如果需要对所有路段都增加雷达完成测速，成本高昂，基于本成果则仅需对现有监控系统进行软件升级，即可实现测速，而且还能实现相对距离、定位等高级智能功能。

项目成果可应用于校园监控，大学校园的安全保障至关重要，需对整个校园进行实时的智能视频监控，有效的预防各类案件的发生，并对各个监控点进行全程的录像，从而为日后的事件取证提供有力的依据，通过智能分析技术对校园各种突发事件要做到事前预警、事中报警、事后分析。需具有周界围墙入侵报警功能，对校园进行多层次的入侵防范，并对各类报警事件进行记录,从而为平安校园的建设提供一种有效的手段。还需具有重点区域防盗报警功能，对校园重点区域设置实时报警点，24小时监控该区域物品安全，实现立体式多层次的监控效果。但目前校园的监控系统只能提供简单的监控，不具备目标检测和周界入侵报警功能，更无法提供目标距离、速度和位置信息，此外校园主要路段并非人车分流，为了行人安全，需在主要路段设有监控摄像头和测速雷达，进行超速测量和抓拍。但这种基于测速雷达的方案增加了硬件和安装成本。以bob手机在线登陆中关村校区为例，校园有1000个普通的监控摄像头，无法提供目标检测和物理测量。仅有关键路段设有9个监控摄像头，辅以雷达完成车辆测速和超速抓拍。若需要让1000个监控摄像头都具有测量物理信息的高级智能监控功能，通常需加装雷达、GPS、深度相机等装置。而采取本成果，仅需一套软件，无需更换现有监控系统，即可完成升级，使其具有高级智能监控功能，在目标检测的同时，实现物理参数测量，可实现异常现象检测和定位（跌倒、打架、偷窃、周界入侵、火灾等），车辆超速抓拍和定位、人车距离报警。

成果可以用于列车运行状态路侧感知，我国的轨道交通一直在蓬勃发展，2022年，全国铁路完成固定资产投资7109亿元，投产新线4100公里，其中高铁2082公里，圆满完成了年度铁路建设任务。截至2022年底，全国铁路营业里程达到15.5万公里，其中高铁4.2万公里。但也对安全性提出了更高的要求。2022年贵广线榕江站事故造成1名司机死亡、1名列车员与7名旅客受伤。2021兰新铁路发生列车与铁路施工人员相撞事故，导致9人遇难。这些事故让国家和人民的生命财产蒙受重大损失，造成了极其恶劣的社会影响。本成果可对列车、轨道、人员等目标进行高精度检测，并提供目标的相对距离、速度和位置信息，无需加装雷达、GPS和深度相机，可部署在铁路沿线，用于风险防范化解，应对火灾、泥石流、山体滑坡等险情，识别安全隐患、人员侵线等情况后及时定位报警。可提高管理水平，减少事故发生概率，节约人力成本。

此外，还可用于可应用于火车站站台、轮渡码头等场景，代替人工完成轨道、河道安全距离的警示工作；可用于铁路道口，识别即将通过的列车，及时通知工作人员或自动控制压道铃和拦门；可实现行车记录仪和倒车雷达的二合一；可用于施工区域，确保工人在安全距离内施工，远离危险设备、高压电、深坑等；可检测老人跌倒不能自行站立、病人突然发病倒地等情况时，通过监控系统自动发送定位信息；也可应用于城市安防如防治打架斗殴、反恐防爆等领域。具有极大的潜在经济价值和社会效益。

三、市场前景

在交通监控领域，一部常规测速雷达价格大约5000元（不含施工费），如果在所有4万个路段都加装雷达实现测速功能，则需要2亿元的成本。而本而采取本成果，无需更换现有单目摄像头监控系统，即可完成测速功能，而且使其具有高级智能监控功能，在目标检测的同时完成，对任何交通违章目标、现象乃至事故的距离、速度、位置等参数的测量，所需要增加的仅仅是一套软件，软件成本可以一次项定价为2000万元，是雷达成本的1/10。以地级市为例，全国总共约300个地级市，总计60亿元的市场，也可以按照各个监控机位收取定期服务费模式。

在校园监控领域，若采取雷达方案，以一部雷达5000元的价格（不含施工费）来计算的话，需要500万元才能完成全校园的升级。而本成果视功能可定价为50万元，价格是雷达的/10，而全国有3000多所高校，若采用本系统，总计15亿元。考虑到各大公司、居民社区和中小学校等封闭园区，经济效益更为可观，预估有30亿元的市场。

为了防范列车事故，多利用传感器技术和电子信息技术，对非法侵入铁路周界的行为进行监测（阻拦），并产生报警信息的系统。而当前主流的入侵探测技术有脉冲电子围栏、光波对射（红外对射&激光对射）、振动光纤等技术，铺设成本高昂，其中脉冲电子围栏成本最低，100-200元/米，一个防区100米，成本1-2万，无法精确定位。振动光纤成本最高，200-400元/米，一个防区40km，精度±2米。本成果基于视觉，效果直观，而且具有视觉定位功能，精度0.48米，一个3000元的单目摄像头就可观测200米视野，可有效对相关事故进行预警和防范。另外，针对山坡泥石流的防范和监控，最有效的方案是边坡雷达，但成本动辄上百万，而位移监测、光缆监测、异物侵限监测的铺设成本也相当高昂，且因为不直观无法判断事故原因，容易误报。本成果的视野区域广，高效直观，价格便宜，可以针对各类事故进行周界入侵报警，预估有几百亿元的市场。

图2.视觉测距测速定位效果（道路）

四、知识产权

1、知识产权为bob手机在线登陆单独持有；

2、本项目已申请发明专利1项。

五、合作方式

技术许可、合作实施、作价入股或其它方式。

六、对接方式

（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；

（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；

（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。

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