Pixel2GeoCamerGraph雙引擎驅(qū)動(dòng)機(jī)場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家十四五重點(diǎn)課題研究版本V1.0摘要大型機(jī)場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)場安防由片段式錄像查看升級為全流程可回溯、可預(yù)判的空間智能感知體系。一、機(jī)場旅客追蹤管控現(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。面向千萬級流動(dòng)旅客完全不具備落地條件不能用于機(jī)場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)長難以快速輸出完整可信的全時(shí)空證據(jù)鏈。1.6 機(jī)場不停航約束大規(guī)模硬件改造不可行機(jī)場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)解算輸出厘米級人員定位結(jié)果CameraGraph構(gòu)建機(jī)場全域相機(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)勢研判與分級預(yù)警→全時(shí)空軌跡國密自動(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)厘米級端到端低延遲輸出定位結(jié)果。支持機(jī)場弱光、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)場上千路攝像機(jī)抽象為拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)視場重疊、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)視場進(jìn)入下一個(gè)攝像機(jī)視場自動(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)場改擴(kuò)建場景 。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影矙z、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)場現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)行適配既有機(jī)場升級、新建機(jī)場項(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)換輸出人員厘米級定位結(jié)果統(tǒng)一全機(jī)場空間基準(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)輸出分級預(yù)警結(jié)果對接機(jī)場公安指揮調(diào)度平臺(tái)。3.5 機(jī)場業(yè)務(wù)應(yīng)用層- 旅客無感厘米級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)空回放國密加密軌跡卷宗自動(dòng)存證- 航站樓全域態(tài)勢一張圖可視化支撐警力部署、運(yùn)營決策。3.6 信創(chuàng)安全保障層全棧適配海光、兆芯國產(chǎn)CPU麒麟、統(tǒng)信操作系統(tǒng)達(dá)夢、金倉國產(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)場內(nèi)網(wǎng)軌跡、告警事件全鏈路國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2. 跨鏡ID保持率大客流遮擋場景下跨鏡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、人員高密度擁擠場景7. 部署模式軟件賦能為主不停航改造最小化現(xiàn)場施工。五、機(jī)場典型實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)場景場景一重點(diǎn)關(guān)注旅客全流程閉環(huán)追蹤針對布控人員實(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)場運(yùn)營調(diào)度能力。場景三盲區(qū)、邊角區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測扶梯后方、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)勢消除航站樓管控死角。場景四突發(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。場景五機(jī)場運(yùn)營全域態(tài)勢輔助決策三維實(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)場千萬級流動(dòng)公共旅客場景。3. 深度適配機(jī)場復(fù)雜工況微動(dòng)作身體指紋作為身份根錨對抗口罩、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)場既有視頻資產(chǎn)以軟件部署為主避免大規(guī)?，F(xiàn)場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)國密加密存證滿足機(jī)場公安業(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接機(jī)場現(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)國產(chǎn)化、內(nèi)網(wǎng)隔離、國密加密存證安全管理規(guī)范。4. 結(jié)合機(jī)場真實(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、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)營調(diào)度、事件溯源取證業(yè)務(wù)。在不干擾機(jī)場不停航運(yùn)行前提下構(gòu)建國產(chǎn)化實(shí)戰(zhàn)可用的機(jī)場空間智能感知底座為民航大型樞紐安防數(shù)字化升級提供新一代技術(shù)解決方案。