全景音视频监控装备在军警犬作战及救援领域的应用研究
王怀颖1,2王青1,2范蓓1,2贾世义1,2
1.公安部第一研究所 2.北京中天锋安全防护技术有限公司
摘 要： 全景音视频监控装备应用于军警犬作战及救援领域具有重要意义，其优异的防水、防抖颤等功能，使军警犬可以代替人去危险或不能到达的环境中对重点场所、特定救援区域进行稳定画质的全方位视频监控和实时回传，延伸了指挥员视线，为做出决策提供最佳无死角视频依据。全景摄录不仅提高了现场执法的取证能力，也提高了民警执法的安全性。
关键词： 全景 音视频监控装备 警犬作战救援
引言
全景音视频监控装备（以下简称：全景）是一种国际领先的用于现场执法或救援的高科技智能化警用装备，其摄录视角覆盖水平360°和垂直360°空间，具有全方位、无死角、高清、便携式等特点，且能将现场拍摄的视频实时回传到指挥中心或民警的手机。将全景技术应用于军警犬作战及救援等工作领域具有重要意义，能将人类的视线范围扩大和延伸到危险的或无法到达的环境之中，并实现对军警犬的远距离指挥，从而极大地拓展了指挥员对未知环境的认知能力。
一、全景技术简介
全景又称为3D实景，是指环绕360°视角拍摄的一组或多组照片拼接成的一个全景图像。自二十世纪起，随着成像技术的不断提升，光影成像不再仅依赖于光学镜头和成像器件本身，而是与电子图像的提升技术紧密结合起来。尤其是进入到二十一世纪，图像畸变校正和特征点拼接等技术有了大幅度提升与普及，因此行业中开始使用多个摄像头模组联合拼接的方式实现全景画面捕捉。从2000年到2010年，智能硬件行业产出众多全景相机，大多是3至30颗摄像头的拼接，这个阶段全景设备输出的更多是图片而非视频，画面拼接质量也参差不齐。2010年到2014年间，随着鱼眼技术的突破，人们逐步开始减少光学镜头的数量并且加大镜头水平视野，陆续出现了四摄、三摄甚至双摄，如使用两路水平视角大于180°的鱼眼镜头背靠背放置，并进行图像拼接，可实现全景360°×360°的图像和视频的捕捉。
二、全景技术特点
（一）拍摄角度全方位无死角
传统的相机、视频监控系统使用的普通相机、录像机，视野范围狭窄，只能监控有限的场景。如传统的执法记录仪，其视角仅要求大于等于90°，拍摄视角有限，经常出现视频记录死角问题，造成关键证据缺失、执法判定难等严重问题，如图2所示。与之相比，全景摄像头能覆盖水平视角360°、垂直视角360°的全景信息，结合计算机视觉拼接技术能无损合成全方位无死角的实时画面，如图3所示。在实施取证过程中，结合VR技术，可通过软件及配套设备将全景视频回放，让取证观察者以第一视角再次回到案件发生的时空，沉浸式体验其中。
（二）采用多镜头或多传感器
全景摄像机根据镜头和传感器数量可划分如下：
1.多镜头多传感全景
双镜头单传感器全景克服了多路传感器全景图像采集装置的成画差异、不同步以及成本较高的缺陷，提供一种单传感器的全景图像采集系统，该图像采集系统只需要一片传感器芯片就可使实现对全景图像的采集，有效降低了成本并克服了不同传感器成像差异；而且单传感器的电子系统结构更加简单，大大增加了设备的系统可靠性及稳定性，可以适配各种苛刻的使用环境。
2.双镜头双传感器全景
利用背靠背双鱼眼结构，通过两个大于180°水平的鱼眼镜头分别捕捉两个半球面的画面，再通过后期图像拼接的方式将两幅鱼眼画面进行融合处理，如图4所示，每个鱼眼摄像头的视角是220°。该方案的优势是可以做到较小的尺寸，对系统计算量要求不高；但是双传感器由于曝光参数不一致容易出现画面一致性差、画面合成效果不佳、产品在极端环境下稳定性较差等问题。
3.双镜头单传感器全景
与双镜头双传感器全景技术类似，双镜头单传感器全景同样利用背靠背双鱼眼结构，但是通过光学棱镜技术将传感器数量降至一颗，从而实现尺寸更小、功耗更低，独立曝光使得画面一致性较高，画面合成面自然过渡；但是画面分辨率依赖于单传感器的分辨率，需要随着传感器技术的提高而提高。
因此，综合来看，对于中国汽车市场的未来，我们充满了信心。新能源和智能网联汽车发展势头良好，新技术新产品层出不穷，新的商业模式正在不断涌现，汽车产业的生态正在发生着深刻变化，竞争格局正在重塑。全行业一定要正确看待中国汽车产业的发展现状，放宽视野积极寻求市场机会。我们深信，汽车产业全面变革的新时代将给我们带来更多的机遇。
利用3到36个传感器联合拍摄，再通过算法合成画面，实现全景图像捕捉。可以做到极高分辨率效果，达到较高画质；但是系统计算负载大，设备体积大，图像实时性差，硬件功耗散热高导致系统稳定性较差。
三、全景音视频监控装备在军警犬作战及救援领域的应用
（一）系统架构及实现
在应用层实现平台的整合和展示，提供Web浏览、APP应用、PC指挥端等。
全景音视频监控装备的系统架构及实现方式如下：
2.传输层
和重复检验类似地是，给出不同的检验方法，用多种指标检验．如果好几个指标都不正常，和重复检验一个道理，说明他极可能患病．
书次号是索书号的组成部分之一，是采用数字、字母等符号对同类图书进行区分，使图书排列有序。20世纪50年代至今出现了三次研究热潮，主要研究采用著者号还是种次号，以及书次号的标准化问题[1]。书次号有三种：著者号、种次号和出版年月号。目前，我国80%的图书馆使用种次号，10%的大馆使用著者号，还有10%的小馆使用其他方法[2]。现在书次号的统一和标准化问题仍未妥善解决,仍然是图书馆界的研究热点之一。
1.采集层
采集层通过全景设备承担着对全景音视频的采集，实现对GPS或北斗经纬度位置信息的采集，并通过陀螺仪对设备运动状态的六轴信息进行采集。
此外，有一些学者认为母语对二语习得无明显影响，学习者在二语习得过程中母语迁移对他们学习第二语言的影响微乎其微，并没有产生正迁移或者负迁移。但笔者并未搜到文献来证明此观点。
利用Wi-Fi或4G，基于H.265的全景视频高效压缩算法，支持常用的TCP/IP、ICMP、HTTP、HTTPS、FTP、DHCP、DNS、DDNS、RTP、RTSP、RTCP等协议实现传输。传输层采用目前直播行业流行的P2P媒体流技术，使得全景视频的远程播放及调用更加流畅。
3.存储层
利用设备自带的micro-SD存储卡、云存储等方式实现全景音视频的存储。由于全景音视频，特别是多台设备长时间的进行全景音视频采集，其所占存储是海量的，按照不同业务应用对音视频保存时间要求的不同，采取过期自动转储或删除的策略，重复利用有限的存储空间。
4.中间层
6.应用层
5.数据层
利用现有成熟、有效且开源的MySql数据库系统，将数据结构化，包括人员角色、组织机构、设备及布控库等。
Put the optimized formula of glass holder profile into SAP system, and extend BOM list code[5-7]. The length of each profile can be calculated for actual need. The result can be listed in related order as below:
利用流媒体技术，实现对经过全景音视频执法装备的行人进行人脸自动捕获、跟踪，并提取人脸特征信息，然后将人脸特征信息文件传输到人脸比对搜索服务器进行比对、检索，将比对成功的结果通过移动端APP报警并显示。未来，还将通过AI技术不断的学习和训练，实现视频中疑似爆炸物、危险物品识别，并进行智能行为分析等。
全景音视频监控装备采用了世界最前沿的全景无死角无畸变摄录技术，它将机器左右两个4K高清鱼眼摄像头搜集到的全天域声像信息，无损合成水平360°和垂直360°无死角的实时画面，通过内置Wi-Fi无线连接民警手机或者公安专网回传指挥中心，可实时监测和回放视频。遇到特殊警情需要回放视频时，可以戴上VR眼镜，一键启动VR模式，即可利用虚拟现实技术重新审视执法过程中所处场景的全方位、全过程真实细节，具有多角度、全方位取证的功能。
（二）在军警犬作战及救援领域的应用
众所周知，军警犬在搜索物证、搜毒搜爆及进行追捕犯罪嫌疑人、巡逻等工作中有重要的应用，同时在救援领域，如人难以进入的环境，派训练有素的军警犬携带必要的救援物资可以准确的送达等。在2017年全国两会期间，北京警犬在场外佩戴了全景摄像终端进行了执勤，从而开启了我国在军警犬领域应用全景技术的先河，如图6所示。在这些应用场景中，警犬配备全景设备并实现全景音视频的同传，极大的提升了现场的指挥调度能力。
军警犬作战及救援用全景音视频监控设备采用双鱼眼单传感的全景采集终端可以将设备做到200g以内，特有的防水防抖颤功能可以实现画质的稳定性，配合研制的警犬专用衣服，不会给犬增加行动负担，可以实现稳定的全景视频采集和传输。
军警犬在多种作战或救援场景下适用的全景采集产品涉及到手机或PAD上使用的APP、指挥中心或野外使用的指挥箱等一系列装备和应用软件。按照“设备集成化、管理智能化”的思路，将双鱼眼单传感的全景摄像模组、音频采集模组、GPS或北斗定位模块、陀螺仪传感器等集成在一个主板上，搭载嵌入式Linux操作系统，通过双鱼眼镜头全景图像拼接算法等，实现了全景音视频安全执法智慧单警装备的集成开发。
同时，针对军警犬训导员的需求，专门开发APP应用。指挥端可以通过两个分屏，实时查看训导员和对应犬传回的全景音视频信息，还可以通过播放训导员提前录制好的语音指令来控制犬，并且通过集成的互联网地图看到所有设备的位置信息，选择一个设备可以查看详细的轨迹信息。当训导员将军警犬放出执勤后，通过APP应用可以查看军警犬实时传回的全景音视频，并根据实景通过语音来指挥军警犬。APP应用集成了地图，可在地图上看到军警犬的实时位置及运动轨迹。
本课程使用对分课堂的教学目的：提高学生的学习兴趣，有利于学生主动学习与合作学习；以提出的问题为主线，通过学生们有效的讨论，帮助学生更好的理解《人机工程学》教学过程中的问题和解决问题的思路；重点以讨论和实践为平台，促使学生们提高学习能力、思考能力和团队协作能力。本课程共32学时，每周8个学时，共四周。
整体来看，“确认过眼神X”构式在发展初期主要是以“确认过眼神，我遇上对的人”为母版，且用法和意思也都贴近原型构式，大多用于表示爱情的“确认过眼神”。在2018年5月份前后，该构式中的变项“X”逐渐偏离其原型母版，由具体的语句演变为无限制泛化式的“确认过眼神X”，语域范围扩大，广泛地被应用社会生活的各个方面。
总之，利用全景音视频监控装备，通过信息化手段，能实现军警犬作战及救援工作的远程指挥控制，避免不必要的人员伤亡，代替人去危险或不能前往的区域进行作战和救援工作，这对军警犬工作是一个极大的提升，具有重要意义。
半枫荷在我国中药应用的历史上包括多种植物的材料，半枫荷同名异物的品种有6种之多，均与金缕梅科的半枫荷具有相似的药效[2]。杨武亮等[3]查阅有关文献和标本，统计出以半枫荷同名同用途的植物有5科6属12种。林华[4]认为有5科8属14种。各个研究说法不一，为加以明确，指导中草药生产和加工利用，本研究综合多人的研究[2-7]，将较为公认的半枫荷同名同用途物种(5科7属14种)列表说明(表1)。
四、结语
综上所述，通过军警犬携带全景进行作战和救援工作，利用全景音视频采集、传输、远程查看指挥等功能，在不影响警犬原有职能与任务的情况下赋予了全景新的应用价值。同时全景执法终端不仅可以佩戴在警员身上、警犬背部，还可架在警车、各种场所、道路，实现各种载体的全方位的视频监控，完全真实地将各个方位所有音像信息都记录下来，而不会影响、干扰执法者正常的工作。以各种形式的全景执法终端为架构的城市智能视频监控系统更是为城市布置了一张无可遁形的天网。随着全景技术水平的不断提升，未来在军警犬作战和救援等工作领域中全景将会发挥更大的作用。
参考文献
[1]中华网新闻.北京警犬首次佩戴全景VR执法记录仪执勤(组图)[EB/OL].Https://news.china.com/2017lh/news/gd/13000366/20170305/30301548.html.
[2]17173VR.警犬也玩高科技?佩戴720°VR执法记录仪执勤[EB/OL].Http://news.17173.com/content/03102017/094554899.shtml.
[3]成都易瞳科技.全景视频：全景技术将如何影响视频行业（上）[EB/OL].Http://www.jinciwei.cn/j594633.html.
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