一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统
技术领域
本发明涉及一种周界探测系统的传感器阈值调节方法,特别是涉及一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统。
背景技术
周界探测系统通常被应用于机场、仓库、厂房、展览馆等场所的安防,用于周界探测和防护的智能化。周界探测系统在传统的视频监控的基础上增加了传感器系统,传感器系统通过对各种不同外接针对周界的活动进行加速度、振动、感光和红外等不同层面的感应,形成与周界上发生的各种不同外接活动相对应的感应信号,将感应信号传至后端的服务程序进行分析、存储和判断同时可以通过无线移动终端通知安保人员,提醒安保人员对周界的实际情况进行人工的确认,实现通过传感器对周界进行主动的监测的技术效果,解决了智能探测和监控周界实时情况的技术问题。常用的传感器包含:光纤传感器、倾角传感器、振动传感器、红外传感器、微波雷达、气象传感器等。
安装在周界围栏、分界线以及围墙上的各类传感器对周界上的不容类型的活动对应的感应信息进行实时的采集,感应器通过采集各类型的感应信息生成不同种类的感应信号,感应信号中的数据一般会被提取为特征值,安装在后端服务器中的系统通过这些从不同种类感应信号中提取的特征值,对周界上可能发生的各类行为进行信号层面的分类从而实现对周界受到的各种作用和破坏惊醒检测和监督,例如围栏栅栏被拍击、周界围墙被踢或遭到锤击、周界外的人倚靠周界围墙围栏、周界阻隔设施受到外力被撞倒等等。传统的周界探测和监控系统为了对周界信息中提取出的特征值进行其针对的不同行为分类,系统的算法设计过程中都会使用一组或多组预先设定的阈值对特征值进行计算。这些用于数字解析特征值的阈值一般是周界探测系统出厂前,研发人员或者测试人员在标准的实验室环境中经过长时间采集、训练得出的。现有技术手段通常是在系统出厂前在实验室环境中经过长时间采集、训练得出阈值。也即是说,这些阈值是基于实验室环境达到的最优值。
但是,具体每一个周界所处的环境因素都会与实验室的测试环境有一定差别,同一个周界的不同区段的环境之间也有差别,不同的天气状况下又有差别,这些实际使用过程中产生的各种不同的情况在实验室中的测试和训练使用的测试和训练用例集合往往无法得到充分覆盖遍历。例如不同区域周边道路上的车流的密度对围栏的振动强度会有所不同,有的区域经常正面受到强风的吹动,下雨天与晴天也会有差别。这些差别导致预设的阈值在一些特定情 况下表现不佳。
综上,传统的周界探测和监控系统中的各类传感器对周界上的不容类型的活动采集,感应器生成不同种类信号,被提取为特征值,对周界检测和监督,传统的周界探测和监控系统为了对周界信息分类,算法中都会预先设定阈值对特征值进行计算。阈值一般是传统系统出厂前,在实验室中采集、训练得出,这些阈值是基于实验室环境达到的最优值,但具体每一个周界所处的环境因素都会与实验室的测试环境有一定差别,同一个周界的不同区段的环境及不同的天气状况等都会产生特征值的误差,这些的情况在实验室中的测试用例无法得到充分覆盖遍历,这些差别导致预设的阈值在一些特定情况下表现不佳,采用传统技术的周界探测和监督系统无法实现对周界实际情况的实时更新和准确探测。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统,用于解决现有预设阈值不适应特定情况,阈值无法动态更新的技术问题。为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统。一种用于本方法可根据实际的样本自动调节算法的阈值,所述阈值用于对周界上传感器探测到的行为进行分类和报警,包括:S1、接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值;S2、根据特征值计算得出行为检测结果,根据所述特征值计算得出行为检测结果并发送至客户端;S3、接收根据所述行为检测结果进行确认得到的实际行为结果;S4、将实际数据的特征值与实际行为结果作为特定样本与标准样本结合,得出综合样本,根据综合样本,使用算法训练得出实时阈值,迭代使用实时阈值更新传感器阈值,实时阈值和现有阈值用于对判断周界上传感器探测到的行为进行分类和报警。
于本发明的一实施方式中,接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值,包括:接收传感装置感应不同特定周界中产生的不同实时数据,实时数据与周界上发生的特定事件的类型信息对应,特征值包含类型信息。
于本发明的一实施方式中,根据特征值计算得出行为检测结果并发送至客户端,包括:以警报的形式发送行为检测结果。
于本发明的一实施方式中,将实际数据的特征值与实际行为结果作为特定样本与标准样本结合,得出综合结果,根据综合结果与特征值,使用算法训练得出实时阈值,迭代使用实时阈值更新现有阈值,包括:S41、将实际数据的特征值与实际行为结果加入第一样本库;S42、将第一样本库与第二样本库随机排列组合,得到第三样本集,第二样本库中存储标准样本。 S43、将第三样本集存储于第三样本库;S44、将第三样本库的行为分类结果作为监督信号,将第三样本库的特征值作为输入变量,根据监督信号和输入变量,通过更新服务程序对第三样本库进行阈值计算,迭代阈值计算。
于本发明的一实施方式中,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法,包括:S1’、接收行为检测结果;S2’、侦测关于所述行为检测结果的输入确认来生成实际行为结果;S3’、发送所述实际行为结果。
于本发明的一实施方式中,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节服务装置1,所述阈值用于对判断周界上传感器探测到的行为进行分类和报警,包括:特征值模块11、后端服务模块12、行为检测结果发送模块13、实际行为结果接收模块14和阈值迭代模块15;特征值模块11,用于接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值;后端服务模块12,用于根据特征值计算出行为检测结果;行为检测结果发送模块13,通过人工核实确认实际行为结果,根据对行为检测结果的确认结果的确认输入信息生成实际行为结果;实际行为结果接收模块14,用于接收实际行为结果;阈值迭代模块15,用于将实际数据的特征值与实际行为结果作为特定样本与标准样本结合,得出综合结果,根据综合结果与特征值,得出实时阈值,迭代使用实时阈值更新现有阈值。
于本发明的一实施方式中,特征值模块11,包括:类型信息模块111是安装在前端围栏上的基于单片机的模块,用于接收不同特定周界中产生的不同实时数据,实时数据与周界上发生的特定事件的类型信息对应,特征值包含类型信息。
于本发明的一实施方式中,行为检测结果发送模块13,包括:报警提醒模块131;报警提醒模块131用于以警报的形式发送行为检测结果。
于本发明的一实施方式中,阈值迭代模块15,包括:第一样本存储模块151、第二样本存储模块152、第三样本存储模块153、迭代监督训练模块154;第一样本存储模块151,用于将实际行为结果加入第一样本库;将第一样本库作为监督信号,输入特征值作为输入变量;第二样本存储模块152,用于将第一样本库与第二样本库随机排列组合,得到第三样本集,第二样本库中存储标准样本。第三样本存储模块153,用于存储第三样本库;迭代监督训练模块154,用于将第三样本库的行为分类结果作为监督信号,将第三样本库的特征值作为输入变量,根据监督信号和输入变量,通过更新服务程序对第三样本库进行阈值计算,迭代阈值计算。
于本发明的一实施方式中,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端装置2,用于获取周界探测系统感应对象的实际行为结果并发送给服务器,包括:行为检测结果接收 模块21、核实模块22、报警报告编辑模块23和报警类型发送模块24;行为检测结果接收模块21,用于接收行为检测结果;核实模块22,用于通过人工核实确认实际行为结果;报警报告编辑模块23,用于根据实际行为结果中报警类型组成报警报告;报警类型发送模块24,用于以报警报告的形式发送实际行为结果,实际行为结果中包括报警类型。
如上所述,本发明提供的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统,具有以下有益效果:
本发明所提供的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统,其算法得出的阈值动态更新,对不同的实际环境具有自适应能力,周界探测结果具有准确性,本发明提供的用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统,解决了现有周界探测系统中的预设阈值不适应特定情况和阈值无法动态更新导致的周界探测不准确的技术问题。
附图说明
图1显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法步骤示意图。
图2显示为本发明的传感器阈值自适调节步骤示意图。
图3显示为本发明的周界探测系统的传感器自适应调整交互系统交互示意图。
图4显示为本发明的用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端方法示意图。
图5显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节服务装置模块示意图。
图6显示为本发明的特征值模块示意图。
图7显示为本发明的行为检测结果发送模块示意图。
图8显示为本发明的阈值迭代模块示意图。
图9显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端装置示意图。
元件标号说明
1 一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节服务装置
11 特征值模块
12 后端服务模块
13 行为检测结果发送模块
14 实际行为结果接收模块
15 阈值迭代模块
111 类型信息模块
131 报警提醒模块
151 第一样本存储模块
152 第二样本存储模块
153 第三样本存储模块
154 迭代监督训练模块
2 一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端装置
21 行为检测结果接收模块
22 核实模块
23 报警报告编辑模块
24 报警类型发送模块
步骤标号说明
图1 S1~S4
图2 S41~S44
图3 S1’~S3’
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图9,须知,本说明书所附图式所绘示的结构,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如”上”、”下”、”左”、”右”、”中间”及”一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1,显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法步骤示意图,如图1所示,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法,本方法可根据实际的样本自动调节算法的阈值,所述阈值用于对周界上传感器探测到的行为进行分类和报警,周界探测系统中的传感器一般包括光纤传感器、倾角传感器、振动传感器、红外传感器、微波雷达和气象传感器等,不同的传感器的阈值在周界探测与监控系统的算法预设逻辑设计作为判断条件的判断常量,当各种类传感器感应的周界时间相关信息超过该阈值所界定的范 围,周界探测系统即可判定特定种类的传感器信号异常,系统通过这种方式对周界上发生的各类事件进行探测和监控,本发明提供的包括一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法包括以下步骤:S1、接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值,所述特征值与各种不同的传感器感应的周界事件信号相对应,例如拍击周界围墙围栏、踢的动作、锤击动作、依靠和撞倒等等行为,与相应的特征值对应;S2、根据特征值计算得出行为检测结果,计算得出的检测结果由后台服务程序通过特定的预设逻辑,以特征值作为输入变量计算得出,作为标准样本存放在相应的存储部件中;S3、通过人工核实确认实际行为结果,根据对行为检测结果的确认结果的确认输入信息生成实际行为结果,周界看护工作人员或者周界探测试验人员通过便携式客户终端接收到与特定种类的行为检测结果相对应的警报提醒信息,并根据该信息行进至感应到特定事件发生的传感器所在位置进行确认,并向后端服务程序回发人工确认的实际行为结果,后台服务程序接收看护人员通过客户终端发来的实际行为结果;S4、传感器自适应调节系统将实际数据的特征值与用户终端反馈的实际行为结果集作为实测的特定样本与系统中原有存储的标准样本集进行组合,得出人员实测结果与标准检测结果结合的综合结果,根据综合结果与特征值,使用算法训练得出实时阈值,该实时阈值可根据不同环境和使用条件对各种周界中的传感器阈值进行实时更新,迭代使用实时阈值更新传感器阈值后,实时阈值和现有阈值用于对判断周界上传感器探测到的行为进行分类和报警,本发明中的传感器阈值作为预设逻辑中的重要判断条件,依照上述过程,根据实际使用环境不断迭代,保证周界探测和监控的准确性。
接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值,包括:接收传感装置感应不同特定周界中产生的不同实时数据。
根据特征值计算得到行为检测结果(即周界上事件的类型信息)并发送至客户端,包括:以警报的形式发送行为检测结果。用户手中持有本发明提供的用户终端装置,用于在传感器感应周界上发生的异常事件时,及时行进至该异常事件发生的周界具体位置,通过人工的方式对该事件具体情况以及发生位置信息进行确认,测试和看护人员在确认特定周界区段上的实际行为结果之后,即通过用户终端装置向周界探测和监控系统的服务器反馈实际行为结果,服务器端将实际行为结果存储至实测行为结果集合,为系统的监督联系准备特定样本库。
请参阅图2和图3,显示为本发明的传感器阈值自适调节步骤示意图和本发明的周界探测系统的传感器自适应调整交互系统交互示意图,如图2和图3所示,将实际数据的特征值与实际行为结果作为特定样本与标准样本结合,特点样本与标准样本组合的方式优选为随机排列组合方式进行,排列组合得出综合结果之后,周界探测和监控系统根据综合结果与分析 各类传感器信号得出的特征值,通过预设逻辑计算得出实时阈值,迭代使用实时阈值更新现有阈值,包括:S41、将实际数据的特征值与实际行为结果加入第一样本库,高第一样本库优选为特定的特点样本存储模块,用于对用户通过终端装置反馈的实测行为结果进行存储,该实测行为结果包括感应事件的种类和事件发生的周界区段;S42、将第一样本库中的实测行为结果集与第二样本库的检测结果集随机排列组合,得到第三样本库,第三样本库用于后续步骤对各类事件对应的传感器的阈值进行的迭代运算的准备,第二样本库中存储标准样本,标准样本中存储的是上次迭代更新的的传感器阈值集合,所述阈值都存储在周界探测系统的数据库中,数据字段信息可随时传参修改。S43、将第三样本集存储于第三样本库;S44、将所述第三样本库的行为分类结果作为监督信号,将第三样本库的特征值作为输入变量,根据监督信号和输入变量,通过更新服务程序对第三样本库进行阈值计算,迭代阈值计算,单次迭代运算完成后,各类传感器的阈值会根据实际的使用环境动态调节一次,并在下一次探测和阈值调节过程中作为周界传感器的特定判断条件在后端服务程序中使用。
请参阅图4,显示为本发明的用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端方法示意图,如图4所示,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法,包括:S1’、接收行为检测结果,本发明中的终端装置接收周界探测系统服务器发来的行为检测结果,该结果中包括发生事件的类别和具体的周界相应区段;S2’、通过人工核实确认实际行为结果,使用人员行进至相应报警区段或摄像装置确认发生事件的具体结果;S3’、使用人员根据确认的实际行为结果中的报警类型组成报警报告;S4’、以报警报告的形式发送实际行为结果,实际行为结果中包括报警类型,报警类型与各种类型的传感器和各类特定的周界事件相对应,作为动态调整传感器阈值的参考,发送至周界探测系统的服务器。
请参阅图5,显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节服务装置模块示意图,如图5所示,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节服务装置1,所述阈值用于对判断周界上传感器探测到的行为进行分类和报警,用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节,包括:特征值模块11、后端服务模块12、行为检测结果发送模块13、实际行为结果接收模块14和阈值迭代模块15;特征值模块11与后端服务模块12通信连接,用于接收周界上采集的实时数据,从实时数据中提取出特征值,并发送特征值,安装在周杰的围栏上的倾角传感器、振动传感器检测围栏的倾斜度变化值、振动的强度值,周界的气象传感器也会采集实施气象数据,提取特征值并将特征值发送至后端服务程序;后端服务模块12,用于根据特征值计算出行为检测结果;行为检测结果发送模块13,通过人工核实确认实际行为结果,根据对行为检测结果的确认结果的确认输入信息生成实际行为结果;实际行为 结果接收模块14,用于接收实际行为结果;阈值迭代模块15,用于将实际数据的特征值与实际行为结果作为特定样本与标准样本结合,得出综合结果,根据综合结果与特征值,得出实时阈值,迭代使用实时阈值更新现有阈值,根据综合结果与特征值,得出实时阈值,该实时阈值可根据不同环境和使用条件对各种周界中的传感器阈值进行实时更新,迭代使用实时阈值更新传感器阈值后,实时阈值和现有阈值用于对判断周界上传感器探测到的行为进行分类和报警。
请参阅图6,显示为本发明的特征值模块示意图,如图6所示,特征值模块11,包括:类型信息模块111是安装在前端围栏上的基于单片机的模块,用于接收不同特定周界中产生的不同实时数据,实时数据与周界上发生的特定事件的类型信息对应,特征值包含类型信息,类型信息包括对周界围栏的拍击、踢、踩、锤击、撞倒以及其他各类周界事件。
请参阅图7,显示为本发明的行为检测结果发送模块示意图,如图7所示,行为检测结果发送模块13,包括:报警提醒模块131;报警提醒模块131用于以警报的形式发送行为检测结果。警报信息中包括周界上发生的各类特定事件,如外力推压和撞击等,以及这些特定事件发生的实时信息,如地点和事件,用于提醒特定的人员确认产生实测的行为结果。
请参阅图8,显示为本发明的阈值迭代模块示意图,如图8所示,阈值迭代模块15,包括:第一样本存储模块151、第二样本存储模块152、第三样本存储模块153、迭代监督训练模块154;第一样本存储模块151,用于添加存储实际行为结果;第二样本存储模块152,用于存储标准样本,并与第一样本存储模块中的特定样本随机排列组合,得到第三样本集。第三样本存储模块153,用于存储第三样本库;迭代监督训练模块154,用于将第三样本库的行为分类结果作为监督信号,将第三样本库的特征值作为输入变量,根据监督信号和输入变量,通过更新服务程序对第三样本集进行阈值计算,阈值计算过程循环迭代。把特定样本库和标准样本库的内容随机排列组合得到一个综合样本库,再将这一样本库放入神经网络系统进行有监督训练和测试,输入为每一次输入的特征值,监督信号为用户确认的实测行为结果,训练的输出为新的阈值。
请参阅图9,显示为本发明的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端装置示意图,如图9所示,一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节终端装置2,用于获取周界探测系统感应对象的实际行为结果并发送给服务器,包括:行为检测结果接收模块21、核实模块22、报警报告编辑模块23和报警类型发送模块24;行为检测结果接收模块21,用于接收行为检测结果;核实模块22,用于通过人工核实确认实际行为结果;报警报告编辑模块23,用于根据实际行为结果中报警类型组成报警报告;报警类型发送模块24,用于以报警 报告的形式发送实际行为结果,实际行为结果中包括报警类型。以警报的形式发送行为检测结果。用户手中持有本发明提供的用户终端装置,用于在传感器感应周界上发生的异常事件时,及时行进至该异常事件发生的周界具体位置,通过人工的方式对该事件具体情况以及发生位置信息进行确认。
综上所述,本发明提供的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统,本发明中的各类传感器对周界上的不容类型的活动采集,感应器生成不同种类信号,被提取为特征值,对周界检测和监督,传统的周界探测和监控系统为了对周界信息分类,算法中引入三个样本库,其中实际结果和检测结果分别存储在两个样本中,后台服务程序通过将这两个样本随机排列组合和迭代的监督训练,动态地更新本发明中用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节系统中的动态阈值,该动态阈值不是传统系统出厂前,在实验室中采集、训练得出,这些阈值是基于实验室环境达到最优值,而是系统根据不同的实际情况进行迭代更新的阈值,对不同的使用环境和条件具有动态性和自适应的能力,每一个周界所处的环境因素都会与实验室的测试环境有一定差别,同一个周界的不同区段的环境及不同的天气状况等都会产生特征值的误差,这些的情况在传统技术中的测试用例无法得到充分覆盖遍历,在被发明提供的用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统可以将将上述外界不定因素对探测结果的干扰显著降低,解决了传统技术因为这些差别导致预设的阈值在一些特定情况下不适应不同的实际使用环境,本发明提供的一种用于周界探测系统的传感器阈值自适应调节方法及系统能实现对周界实际情况的自适应和准确探测。其中预设阈值具有较高动态性,周界探测结果具有准确性的技术优点,具有很高的商业价值和实用性。