研发与应用警犬行为分析系统的

李大伟 谢芳华 朱程程

近年来，随着警犬工作快速发展，各级公安机关装备配发警犬力度不断加大，而警犬从出生到受训到投入实战使用，要经过多次考核、筛选、淘汰，只有那些通过“层层选拔”之后的警犬，才能走上工作岗位。目前，我们对警犬的“选拔”仍然以人为的观察和记录、主观经验判断为主，并且这种传统的考核方法涵盖了繁育、幼训、教学、实战等全流程。用人眼和经验对犬的行为和能力进行分析判断，虽然多年来一直沿袭，但难免具有主观性和粗放性等缺点，与警犬工作的发展需要不相适应，亟需建立一套科学严谨、客观精确的考核系统。

为解决这一问题，我们研发了“警犬行为分析系统”，将计算机视觉技术、视频分析技术和模式识别技术相结合，重点研究基于视频的警犬行为分析系统中目标检测、身份识别、目标跟踪、行为特征分类、健康状况及警用性能评判、综合评分等关键技术；并且，该系统设计理念涵盖了警犬考核的全流程。通过开发实现上述关键技术的警犬行为分析系统，将对警犬的各种行为形成科学的数据，为选拔和培训使用警犬提供参考，进一步提高警犬工作的规范化、专业化、科学化水平。

一、系统的软硬件需求

（一）软件需求

（二）硬件需求

需求名称 详细要求数据库服务器 CPU:四核 CPU*2内存：16G 硬盘：1TB操作系统: Windows Server201264bit 应用服务器视频采集设备 视频识别警犬身份，记录并分析警犬的行为特征无线定位设备 捕捉警犬的行为轨迹，反应时间，是否咬起物品等心率采集设备 通过外界刺激，实时采集警犬的心率变化，分析行为

二、系统主要功能和设计原则

（一）主要功能

参照公安部五局制定的有关规则和标准，结合警犬考核中的具体内容，该系统主要分“组织机构管理”、“用户管理”、“警犬管理”、“设备管理”、“数据采集” 、“评估服务”、“统计报表”、“数据库存储”、“文件存储”等主要功能模块，适应于种犬遴选、幼犬淘汰、培训考核、实战选拔等警犬考核业务各流程，每个流程下又分别设计了具有各自业务特色的应用模块。

本文主要以幼犬考核中行为分析系统的应用为例。

（二）设计原则

系统具有高效性、简便性、安全性、标准性、开放性、兼容性等原则，在实现数据交换和共享的同时，还可不断进行扩展，将满足警犬考核业务在未来5～10年乃至更长的发展及更新需求。

三、幼犬考核中行为分析系统的应用

（一）主要模块

针对幼犬考核的特点，主要设计了“兴奋性测试”“占有欲测试”“胆量测试”“综合评分”等模块。该系统通过视频采集和视频分析技术，能够实时采集警犬进行运动轨迹行为数据；能够判断犬是否进入指定范围的方格或咬起物品等行为的判断；能够对突发的外界刺激（如响声等）判断警犬受刺激后做出具体反映的所用时间，以及实时采集犬的心率变化情况。视频数据传递给分析系统并保存下来后，通过数学建模，可以对犬的行为数据进行评价或打分，准确地用文字或图形将犬的行为含义表达出来，最终给出评估报告，从而提供给考核人员做出判断。

（二）技术路线

1.行为轨迹的采集

考核场地需进行弱电施工(基站安装，线路铺设等)，定位标签带在警犬身上，根据考核场地及警犬实际配带进行测试。

2.指定目标方格及周围方格确认

由考核人员设定目标方格位置及相应分值，设定周围方格位置及分值，通过算法定位及判定警犬得分。

3.反应时间及躲藏方格确认

设定好外围方格位置及分值，反映时间间隔标准（支持自定义配置）及分值，接口算法定位及判定警犬得分。

4.心率数据采集

采用接触式采集心率方式，如以胸带方式进行心率数据采集，相对于非接触式准确度高。

（三）主要流程

1.登录

用户通过登录页，输入用户名密码登录到系统，系统根据用户的权限展示相应的界面。

2.用户管理

使用管理员权限登录后，可以查看当前所有用户，对用户进行新增、修改、删除导入，支持数据排序、检索和导出。

3.录入准备信息

主要包括添加设备、录入警犬资料（犬名、芯片号、品种、年龄、性别、毛色、来源等）。

4.考核标准配置

基于幼犬考核的业务特色，进行无限定位接受频率配置、电子围栏方格配置、心率优良范围配置、评估优良等级配置等。

5.考核项目

点击进入考核页面后，逐一点击“兴奋性测试”“占有欲测试”“胆量测试”（下图1）等，系统会根据设定的时间进行倒计时，警犬则在视频监控下，根据测试内容作出相应的反应，倒计时结束后，根据评分标准自动给与得分。考核人员可点击查看视频，确认警犬的得分无误后，保存数据，进入下一项考核。所有项目考核完毕后，进入综合评分页面（下图2），可为考核人员评判提供直观依据。

（图1）警犬兴奋性测试

（图2）综合评分

四、警犬行为分析系统的应用前景

警犬行为分析系统，可以自动对警犬进行跟踪拍摄并记录行动轨迹，实时采集警犬行为特征和警犬心率数据，在考核结束后对数据进行分析汇总，综合评分中给出量化的分值和具体的等级评定，弥补了传统的考核工作中单纯依靠主观经验判断的不足，并且可以做可追溯数据管理，便于事后查验。应该说，该系统不仅对于警犬考核体系的创新具有引领作用，对于警犬的训练和科研也具有十分重要的创新意义。在推广应用中，将显著提高警犬技术行业的科技含量，提升警犬工作的规范化、信息化建设水平。