Pixel2GeoCamerGraph雙引擎驅(qū)動(dòng)機(jī)場(chǎng)旅客全流程無感定位與跨鏡無縫追蹤技術(shù)白皮書編制單位鏡像視界浙江科技有限公司聯(lián)合研究鏡像視界浙江普陀時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合研究院課題支撐國(guó)家十四五重點(diǎn)課題研究版本V1.0摘要大型機(jī)場(chǎng)作為超大型綜合交通樞紐涵蓋值機(jī)大廳、安檢通道、候機(jī)區(qū)域、登機(jī)廊橋、換乘廊道、地下接駁區(qū)、到達(dá)出站全流程。旅客潮汐式大客流、廊柱扶梯遮擋、口罩帽子箱包遮擋、人員高密度交織是常態(tài)化工況。傳統(tǒng)安防依賴人臉識(shí)別、外觀ReID、人工盯屏極易發(fā)生ID跳變、軌跡斷裂難以形成旅客從入港到出港的完整連續(xù)時(shí)空鏈路傳統(tǒng)UWB、藍(lán)牙等標(biāo)簽類定位方案需要旅客攜帶專用標(biāo)簽完全不適用民航公共旅客場(chǎng)景。大量存量監(jiān)控僅輸出二維視頻畫面缺少統(tǒng)一三維空間坐標(biāo)能力各攝像機(jī)數(shù)據(jù)相互孤立業(yè)務(wù)系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)孤島在重點(diǎn)人員布控、客流態(tài)勢(shì)研判、突發(fā)事件溯源、安防應(yīng)急調(diào)度等業(yè)務(wù)上存在明顯短板。本白皮書立足耿文海像素升維理論、視頻動(dòng)態(tài)目標(biāo)三維實(shí)時(shí)重構(gòu)、人體身體指紋原創(chuàng)技術(shù)體系基于全棧自研SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)以Pixel2Geo像素?空間映射引擎與CameraGraph跨鏡空間拓?fù)湟鏋殡p核心驅(qū)動(dòng)融合人臉、服飾、微動(dòng)作多模態(tài)身份根錨復(fù)用機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有監(jiān)控資源實(shí)現(xiàn)無標(biāo)簽、無穿戴的旅客全流程無感定位、跨鏡無縫接續(xù)追蹤。系統(tǒng)把視頻二維像素實(shí)時(shí)解算為機(jī)場(chǎng)真實(shí)三維物理坐標(biāo)依托相機(jī)拓?fù)鋱D譜實(shí)現(xiàn)機(jī)位之間自動(dòng)接力結(jié)合TrajectoryTensor軌跡張量完成盲區(qū)軌跡推演補(bǔ)全全鏈路信創(chuàng)適配、國(guó)密加密存證兼顧民航公共安全、客流調(diào)度、事件取證多重業(yè)務(wù)推動(dòng)機(jī)場(chǎng)安防由片段式錄像查看升級(jí)為全流程可回溯、可預(yù)判的空間智能感知體系。一、機(jī)場(chǎng)旅客追蹤管控現(xiàn)存核心痛點(diǎn)1.1 傳統(tǒng)ReID跨鏡匹配極易失效軌跡碎片化機(jī)場(chǎng)旅客普遍佩戴口罩、帽子箱包遮擋、人群擁擠重疊頻發(fā)旅客換裝、更換外套十分常見。傳統(tǒng)依靠人臉、衣著外觀的跨鏡識(shí)別算法極易發(fā)生ID跳變。同一名旅客經(jīng)過值機(jī)、安檢、候機(jī)、登機(jī)多組攝像機(jī)軌跡被切割成大量零散片段無法形成一條完整的通行鏈路重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象難以實(shí)現(xiàn)全流程接力追蹤。1.2 缺少像素到物理空間的直接映射定位能力缺失機(jī)場(chǎng)部署海量監(jiān)控點(diǎn)位但各路視頻相互獨(dú)立僅輸出二維圖像像素不攜帶航站樓真實(shí)三維坐標(biāo)。指揮平臺(tái)只能瀏覽多路視頻畫面告警只反饋攝像機(jī)編號(hào)無法直接輸出旅客在航站樓內(nèi)的精確位置應(yīng)急處置、警力調(diào)度缺少空間量化依據(jù)。1.3 建筑結(jié)構(gòu)造成大量視覺盲區(qū)目標(biāo)極易丟失航站樓廊柱、扶梯后方、設(shè)備隔間、地下?lián)Q乘通道、邊角夾層形成大面積盲區(qū)。旅客走入盲區(qū)后傳統(tǒng)方案直接丟失目標(biāo)無法推演人員在盲區(qū)內(nèi)部行進(jìn)路徑帶來安全管控隱患。1.4 標(biāo)簽類定位方案無法面向普通旅客落地UWB、RFID、藍(lán)牙AOA等定位技術(shù)依賴標(biāo)簽、基站硬件要求目標(biāo)攜帶專用設(shè)備。面向千萬級(jí)流動(dòng)旅客完全不具備落地條件不能用于機(jī)場(chǎng)公共旅客無感定位業(yè)務(wù) 。1.5 多業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)空基準(zhǔn)割裂溯源復(fù)盤效率低下視頻監(jiān)控、安檢系統(tǒng)、警務(wù)業(yè)務(wù)、客流統(tǒng)計(jì)平臺(tái)時(shí)間、空間基準(zhǔn)互不統(tǒng)一。發(fā)生治安事件、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件工作人員需要跨多個(gè)平臺(tái)調(diào)取錄像人工拼接行動(dòng)軌跡復(fù)盤取證耗時(shí)長(zhǎng)難以快速輸出完整可信的全時(shí)空證據(jù)鏈。1.6 機(jī)場(chǎng)不停航約束大規(guī)模硬件改造不可行機(jī)場(chǎng)7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行不允許大規(guī)模破線施工、批量更換前端攝像機(jī)公安安防業(yè)務(wù)要求核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出內(nèi)網(wǎng)多數(shù)商用方案依賴公有云無法滿足信創(chuàng)、國(guó)密存證合規(guī)要求。二、雙引擎技術(shù)總體思路2.1 技術(shù)理念以SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)作為底層底座Pixel2Geo負(fù)責(zé)“把像素變成坐標(biāo)”CameraGraph負(fù)責(zé)“把相機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)”。Pixel2Geo完成二維像素向航站樓三維物理坐標(biāo)實(shí)時(shí)解算輸出厘米級(jí)人員定位結(jié)果CameraGraph構(gòu)建機(jī)場(chǎng)全域相機(jī)拓?fù)鋱D譜建立機(jī)位之間空間可達(dá)關(guān)系實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跨攝像機(jī)自動(dòng)接力配合TrajectoryTensor軌跡張量做盲區(qū)推演、Cognize?Agent空間智能體完成態(tài)勢(shì)研判不依賴旅客佩戴任何標(biāo)簽設(shè)備基于存量視頻資源實(shí)現(xiàn)旅客從進(jìn)港到出港全流程無感定位與跨鏡無縫追蹤。傳統(tǒng)模式攝像頭獨(dú)立采集畫面→單幀外觀比對(duì)識(shí)別→跨鏡頭頻繁斷鏈→事后錄像檢索。雙引擎新模式多路存量視頻接入→Pixel2Geo像素升維輸出三維坐標(biāo)→CameraGraph構(gòu)建全域相機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)→多模態(tài)身體指紋身份根錨提取→TrajectoryTensor完成跨鏡接力與盲區(qū)軌跡補(bǔ)全→Cognize?Agent態(tài)勢(shì)研判與分級(jí)預(yù)警→全時(shí)空軌跡國(guó)密自動(dòng)存證。2.2 Pixel2Geo像素?空間映射引擎核心能力作為“像素即坐標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)載體依托多視角幾何反演、亞像素匹配算法把監(jiān)控畫面每一幀像素直接映射為航站樓真實(shí)三維坐標(biāo)動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)厘米級(jí)端到端低延遲輸出定位結(jié)果。支持機(jī)場(chǎng)弱光、逆光、光影變化復(fù)雜工況支持存量普通攝像機(jī)無需更換硬件支持大規(guī)模相機(jī)自動(dòng)標(biāo)定減少人工測(cè)繪工作量為上層跨鏡追蹤提供精準(zhǔn)位置輸入 。2.3 CameraGraph跨鏡空間拓?fù)湟婧诵哪芰C(jī)場(chǎng)上千路攝像機(jī)抽象為拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)視場(chǎng)重疊、空間通行路徑作為網(wǎng)絡(luò)邊自動(dòng)構(gòu)建動(dòng)態(tài)相機(jī)拓?fù)鋱D譜。系統(tǒng)理解航站樓物理通行邏輯預(yù)判目標(biāo)機(jī)位切換路徑不再單純依靠圖片外觀做匹配。當(dāng)旅客從一個(gè)攝像機(jī)視場(chǎng)進(jìn)入下一個(gè)攝像機(jī)視場(chǎng)自動(dòng)完成身份接力短時(shí)遮擋、走入盲區(qū)依托拓?fù)浼s束維持身份不跳變大幅提升大客流環(huán)境下跨鏡ID保持率支持相機(jī)點(diǎn)位新增、移位后拓?fù)渥詣?dòng)更新適配機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建場(chǎng)景 。三、系統(tǒng)整體技術(shù)架構(gòu)整套系統(tǒng)構(gòu)建于SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)之上分為感知接入層、雙引擎核心計(jì)算層、多引擎協(xié)同層、業(yè)務(wù)研判層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、信創(chuàng)安全保障層全棧自研無開源框架強(qiáng)依賴。3.1 感知接入層存量監(jiān)控利舊不停航改造復(fù)用機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有槍機(jī)、球機(jī)、全景、紅外夜視攝像機(jī)兼容主流視頻協(xié)議?？蓪?duì)接安檢、門禁、雷達(dá)第三方感知信號(hào)完成視頻解碼、時(shí)序?qū)R不干擾機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)行適配既有機(jī)場(chǎng)升級(jí)、新建機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目。3.2 雙引擎核心計(jì)算層1. Pixel2Geo像素?空間映射引擎完成畸變校正、多視角幾何解算實(shí)現(xiàn)圖像像素到航站樓三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換輸出人員厘米級(jí)定位結(jié)果統(tǒng)一全機(jī)場(chǎng)空間基準(zhǔn)。2. CameraGraph跨鏡空間拓?fù)湟嫱瓿扇蛳鄼C(jī)自動(dòng)標(biāo)定構(gòu)建相機(jī)拓?fù)鋱D譜計(jì)算機(jī)位之間連通關(guān)系輸出跨鏡頭接力約束條件構(gòu)建機(jī)場(chǎng)全域空間感知網(wǎng)絡(luò)。3.3 多引擎協(xié)同層- MatrixFusion多視矩陣融合引擎多路視頻數(shù)據(jù)時(shí)空對(duì)齊時(shí)序同步誤差小于5ms。- TrajectoryTensor軌跡張量引擎融合位置、速度、運(yùn)動(dòng)方向、拓?fù)浼s束長(zhǎng)時(shí)序維持旅客唯一身份標(biāo)識(shí)盲區(qū)內(nèi)部推演補(bǔ)全軌跡遮擋過后ID不跳變。- NeuroRebuild動(dòng)態(tài)增量三維重建引擎生成航站樓動(dòng)態(tài)數(shù)字實(shí)景建筑布局變更自動(dòng)增量更新。- 多模態(tài)特征提取融合人臉、服飾、步態(tài)微動(dòng)作身體指紋以微動(dòng)作本體特征作為身份根錨對(duì)抗口罩、帽子、擁擠遮擋干擾。3.4 業(yè)務(wù)研判層Cognize?Agent空間智能體讀取旅客三維坐標(biāo)、四維時(shí)空軌跡對(duì)值機(jī)區(qū)、安檢、候機(jī)廳、廊橋、出站口做空間語義劃分。識(shí)別重點(diǎn)人員全流程移動(dòng)、人員長(zhǎng)時(shí)間異常徘徊、局部人群聚集、違規(guī)越界等風(fēng)險(xiǎn)輸出分級(jí)預(yù)警結(jié)果對(duì)接機(jī)場(chǎng)公安指揮調(diào)度平臺(tái)。3.5 機(jī)場(chǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用層- 旅客無感厘米級(jí)定位輸出全流程連續(xù)時(shí)空軌跡- 跨鏡無縫追蹤實(shí)現(xiàn)旅客入港?安檢?候機(jī)?登機(jī)?到達(dá)出站全鏈路完整軌跡- 盲區(qū)軌跡推演還原消除航站樓廊柱、設(shè)備隔間帶來感知黑洞- 重點(diǎn)布控旅客全域接力追蹤預(yù)警- 大客流局部聚集風(fēng)險(xiǎn)感知輔助客流疏導(dǎo)調(diào)度- 突發(fā)事件全時(shí)空回放國(guó)密加密軌跡卷宗自動(dòng)存證- 航站樓全域態(tài)勢(shì)一張圖可視化支撐警力部署、運(yùn)營(yíng)決策。3.6 信創(chuàng)安全保障層全棧適配海光、兆芯國(guó)產(chǎn)CPU麒麟、統(tǒng)信操作系統(tǒng)達(dá)夢(mèng)、金倉國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫支持內(nèi)網(wǎng)離線閉環(huán)部署業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出機(jī)場(chǎng)內(nèi)網(wǎng)軌跡、告警事件全鏈路國(guó)密加密存證操作全程留痕審計(jì)滿足民航公安保密與等保規(guī)范。四、核心技術(shù)指標(biāo)1. 定位精度動(dòng)態(tài)人員定位厘米級(jí)2. 跨鏡ID保持率大客流遮擋場(chǎng)景下跨鏡ID保持率滿足實(shí)戰(zhàn)要求3. 端到端計(jì)算延遲≤50ms4. 支持相機(jī)規(guī)模單套系統(tǒng)支持千路級(jí)別相機(jī)并發(fā)接入5. 能力特性無標(biāo)簽、無穿戴完全復(fù)用存量監(jiān)控?zé)o需旅客配合6. 環(huán)境適應(yīng)性適配室內(nèi)暗光、強(qiáng)光逆光、人員高密度擁擠場(chǎng)景7. 部署模式軟件賦能為主不停航改造最小化現(xiàn)場(chǎng)施工。五、機(jī)場(chǎng)典型實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景場(chǎng)景一重點(diǎn)關(guān)注旅客全流程閉環(huán)追蹤針對(duì)布控人員實(shí)現(xiàn)從航站樓入口、值機(jī)、安檢、候機(jī)廳、廊橋直至登機(jī)口全流程連續(xù)追蹤。即便旅客佩戴口罩、更換外套、被大量人群遮擋依舊維持穩(wěn)定身份指揮平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取三維位置與行進(jìn)方向支撐警力提前布控處置。場(chǎng)景二大客流聚集風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與客流調(diào)度節(jié)假日、春運(yùn)大客流時(shí)期自動(dòng)識(shí)別安檢口、候機(jī)廳、換乘通道局部異常聚集輸出人員熱力態(tài)勢(shì)輔助工作人員開展客流疏導(dǎo)防范擁擠踩踏風(fēng)險(xiǎn)提升機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)調(diào)度能力。場(chǎng)景三盲區(qū)、邊角區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)扶梯后方、廊柱陰影、設(shè)備隔間等監(jiān)控盲區(qū)依靠TrajectoryTensor軌跡張量結(jié)合CameraGraph拓?fù)浼s束推演人員運(yùn)動(dòng)路徑還原盲區(qū)態(tài)勢(shì)消除航站樓管控死角。場(chǎng)景四突發(fā)事件溯源取證發(fā)生治安險(xiǎn)情、異常事件調(diào)取由Pixel2Geo坐標(biāo)錨定的完整四維時(shí)空軌跡包含盲區(qū)推演片段完整還原旅客全流程行動(dòng)路徑自動(dòng)生成國(guó)密加密防篡改證據(jù)卷宗大幅提升公安辦案復(fù)盤效率。場(chǎng)景五機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)全域態(tài)勢(shì)輔助決策三維實(shí)景一張圖直觀展示航站樓人員分布輸出客流熱力、流向數(shù)據(jù)為安檢通道開放、警力點(diǎn)位布設(shè)、航班保障勤務(wù)安排提供數(shù)字化決策支撐。六、方案差異化優(yōu)勢(shì)1. Pixel2GeoCamerGraph雙引擎原生協(xié)同真正實(shí)現(xiàn)像素轉(zhuǎn)坐標(biāo)、相機(jī)構(gòu)成空間網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于傳統(tǒng)單純依靠圖片外觀比對(duì)的跨鏡方案從底層空間邏輯解決軌跡斷鏈難題 。2. 純視覺無標(biāo)簽無感定位無需旅客佩戴任何設(shè)備適配機(jī)場(chǎng)千萬級(jí)流動(dòng)公共旅客場(chǎng)景。3. 深度適配機(jī)場(chǎng)復(fù)雜工況微動(dòng)作身體指紋作為身份根錨對(duì)抗口罩、帽子、箱包遮擋、大客流擁擠、光照劇烈變化保障復(fù)雜環(huán)境下軌跡連續(xù)性。4. 存量利舊不停航改造模式充分利舊機(jī)場(chǎng)既有視頻資產(chǎn)以軟件部署為主避免大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)施工不干擾民航正常運(yùn)行。5. 全棧信創(chuàng)可控內(nèi)網(wǎng)離線閉環(huán)國(guó)密加密存證滿足機(jī)場(chǎng)公安業(yè)務(wù)安全保密準(zhǔn)入條件。七、建設(shè)實(shí)施建議1. 優(yōu)先選取值機(jī)大廳、安檢核心區(qū)域、重點(diǎn)候機(jī)廳開展試點(diǎn)驗(yàn)證Pixel2Geo坐標(biāo)解算、CameraGraph跨鏡接力、盲區(qū)推演、空間研判實(shí)戰(zhàn)效果再分階段擴(kuò)展至航站樓全區(qū)域。2. 采用存量利舊軟件部署模式部署SpaceOS底座與雙引擎及配套組件對(duì)接機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有公安、運(yùn)維業(yè)務(wù)平臺(tái)不顛覆原有勤務(wù)作業(yè)體系。3. 嚴(yán)格落實(shí)國(guó)產(chǎn)化、內(nèi)網(wǎng)隔離、國(guó)密加密存證安全管理規(guī)范。4. 結(jié)合機(jī)場(chǎng)真實(shí)客流樣本持續(xù)迭代多模態(tài)識(shí)別模型與研判規(guī)則庫持續(xù)貼合民航實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)。八、總結(jié)大型機(jī)場(chǎng)人員流動(dòng)性強(qiáng)、客流密度高廊柱扶梯等建筑帶來大量視覺盲區(qū)口罩、箱包、換裝帶來識(shí)別干擾傳統(tǒng)外觀比對(duì)、標(biāo)簽定位方案均難以滿足旅客全流程無感定位與跨鏡追蹤業(yè)務(wù)需求。鏡像視界依托全棧自研SpaceOS全域空間智能操作系統(tǒng)以Pixel2Geo像素?空間映射引擎、CameraGraph跨鏡空間拓?fù)湟骐p引擎為核心踐行像素即坐標(biāo)技術(shù)路線充分復(fù)用機(jī)場(chǎng)存量監(jiān)控資源實(shí)現(xiàn)無標(biāo)簽無感旅客定位與全流程跨鏡無縫接續(xù)追蹤兼顧公共安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、大客流運(yùn)營(yíng)調(diào)度、事件溯源取證業(yè)務(wù)。在不干擾機(jī)場(chǎng)不停航運(yùn)行前提下構(gòu)建國(guó)產(chǎn)化實(shí)戰(zhàn)可用的機(jī)場(chǎng)空間智能感知底座為民航大型樞紐安防數(shù)字化升級(jí)提供新一代技術(shù)解決方案。