Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка программного средства автоматической расстановки камер видеонаблюдения».Данная работа посвящена реализации алгоритма автоматической расстановки камер видеонаблюдения, а также оценке эффективности его работы. Проведён анализ существующих методов автоматической расстановки камер, сформулированы требования к алгоритму и программному средству для решения поставленной задачи. Представлено описание разработанных алгоритмов и целевых функций. Также разработана программная реализация алгоритма в пакете Matlab. По результатам тестирования алгоритма даны оценки корректности автоматической расстановки камер видеонаблюдения, а также выбраны оптимальные параметры алгоритма.

The subject of the graduate qualification work is «Development of software for automatic placement of CCTV cameras».This work is devoted to the implementation of the algorithm of automatic placement of CCTV cameras, as well as the evaluation of the effectiveness of its work. The analysis of the existing methods of automatic placement of cameras is carried out, the requirements for the algorithm and software for solving the problem are formulated. The description of the developed algorithms and objective functions is presented. A software implementation of the algorithm in the Matlab package has also been developed. Based on the results of testing the algorithm, estimates of the correctness of the automatic placement of CCTV cameras are given, and the optimal parameters of the algorithm are selected.

• Список обозначений и сокращений
• Введение
• Глава 1. Анализ предметной области
  • 1.1. Описание предметной области, обоснование актуальности
  • 1.2. Анализ существующих методов автоматической расстановки камер видеонаблюдения
  • 1.3. Постановка задачи
  • 1.4. Выводы
• Глава 2. Разработка алгоритма автоматической расстановки камер видеонаблюдения
  • 2.
  • 2.1. Модель помещения
  • 2.1.1. Представление стен в модели помещения
  • 2.1.2. Представление препятствий в модели помещения
  • 2.1.3. Зоны обязательного покрытия
  • 2.1.4. Представление дверей в модели помещения
  • 2.1.5. Представление окон в модели помещения
  • 2.2. Математическая модель камеры
  • 2.2.1. Внутренние параметры камеры
  • 2.2.2. Внешние параметры камеры
  • 2.2.3. Расчёт зоны видимости камеры
  • 2.2.4. Максимальная желаемая высота видимости камеры
  • 2.2.5. Слепые зоны
  • 2.3. Алгоритм отсечения трёхмерного триангулированного объекта плоскостью
  • 2.4. Алгоритм определения засветов на изображении от окон
  • 2.5. Метод глобальной оптимизации
  • 2.5.1. Генетический алгоритм
  • 2.5.2. Суррогатная оптимизация
  • 2.5.3. Прямой множественный поиск
  • 2.5.4. Сравнение и выбор метода оптимизации
  • 2.6. Целевые функции
    • 2.6.1. Целевая функция минимизации стоимости оборудования
    • 2.6.2. Общая целевая функция покрытия помещения
    • 2.6.3. Максимизация площади покрытия камер
    • 2.6.4. Максимизация покрытия обязательных зон
    • 2.6.5. Максимизация покрытия дверей
  • 2.7. Выбор оптимального решения из фронта Парето
  • 2.7.1. Weighted Metrics Method
  • 2.7.2. Weighted Stress Function Method
  • 2.7.3. Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution
  • 2.7.4. Grey Relational Analysis
  • 2.7.5. Сравнение методов выбора оптимального решения
  • 2.8. Выводы
• Глава 3. Проектирование и разработка программного средства
  • 3.
  • 3.1. Структура программного средства
  • 3.2. Класс Camera
  • 3.3. Класс CameraProjector
  • 3.4. Класс Object3D
  • 3.5. Класс PlaneObject3D
  • 3.6. Класс SceneModel
  • 3.7. Класс SceneVisualizer
  • 3.8. Структуры конфигурационных файлов
    • 3.8.1. Конфигурация помещения
    • 3.8.2. Конфигурация начального расположения камер в помещении
    • 3.8.3. Конфигурация моделей камер
    • 3.8.4. Конфигурация параметров автоматической расстановки камер
  • 3.9. Графический интерфейс программного средства
  • 3.10. Кэширование слепых зон относительно расположения камеры
  • 3.11. Выводы
• Глава 4. Проведение тестовых испытаний
  • 4.
  • 4.1. Используемые наборы данных в тестировании
  • 4.2. Влияние параметров ГА и разработанного алгоритма на результаты автоматической расстановки
  • 4.2.1. Выбор оптимальных параметров генетического алгоритма
  • 4.2.2. Выбор оптимального количества генераций и размера популяции генетического алгоритма
  • 4.2.3. Выбор оптимального шага координатной сетки, наклона и поворота камеры
  • 4.3. Анализ корректности размещения камер разработанного программного средства
  • 4.3.1. Расстановка разного количества камер
  • 4.3.2. Оценка корректности размещения камер с учётом засветов
  • 4.3.3. Влияние кэширования на производительность
  • 4.4. Выводы
• Заключение
• Список использованных источников
  • Приложение 1
  • Приложение 2
  • Приложение 3
  • Приложение 4
  • Приложение 5
  • Приложение 6
  • Приложение 7