CN106683308A - 事件识别光电信息融合感知装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种事件识别光电信息融合感知装置，利用光电信息融合感知装置及其方法对入侵位置的定位和模式识别进行全方位智能监控。事件识别光电信息融合感知装置主要包括：传感光缆，入侵预警定位系统，网络摄像机，局域网，服务器以及客户端等。事件识别光电信息融合感知方法主要包括：利用入侵预警定位系统和网络摄像机同时对事件进行入侵位置定位和模式识别，通过局域网将数据上传至服务器，由服务器进行综合判定后通知客户端。该装置和方法能实现自动识别入侵事件、全天候全方位智能监控等功能，降低事件识别感知的误报率，提高其实用性。

Description

事件识别光电信息融合感知装置及其方法
技术领域
本发明属于传感及检测技术领域，特别应用于基础设施安全监控系统中，涉及利用光电信息融合感知装置和方法对事件的入侵位置定位和模式识别进行全方位智能监控。
背景技术
光电信息技术在基础设施安全监测中具有举足轻重的核心作用，是国内外发展的战略性新兴产业之一。目前，在基础设施安全监测中，对事件发生的具体位置和行为模式都具有较高的监测需求。分布式光纤传感系统能够实时监控传感光路周边的入侵行为，具有长距离监控、高精度定位、抗电磁干扰等特性，但该技术只提供入侵位置且定位精度不高，无法同时监测多点入侵，入侵行为模式信息判别困难，且无法直观记录入侵行为。
而在现有的视频监控技术中，网络视频监控系统能够将视频信息数字化，并通过有线或无线IP网络进行传输，超越了地域的限制，这使实时监控和录像等功能可以扩展到所有具备网络连接的地方，真正做到远程监控无界限。它具有智能监控、多点监控、方便与其他安防系统实现无缝集成等优点在平安城市、能源电力等方面广泛应用。但是容易受到天气和光照的影响。
发明内容
本发明的目的是克服分布式光纤传感技术和网络视频监控系统各自不足，降低事件识别感知的误报率，提出结合分布式光纤传感和网络视频监控同时对事件进行入侵定位和模式识别的光电信息融合感知装置和方法。本发明将两种系统融合优势互补，形成双重的入侵定位、模式识别判定机制，实现无人值守、自动识别入侵事件、全天候全方位监控目标等智能功能，提高了实用性。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种事件识别光电信息融合感知装置，包括：传感光缆、入侵预警定位系统、网络摄像机、服务器、局域网和客户端；所述入侵预警定位系统、网络摄像机和客户端均通过局域网连接至服务器；所述传感光缆用于监测外界扰动和传导光信号；所述入侵预警定位系统包括光源模块、传感模块、探测模块、采集模块和电源模块；所述光源模块用于给所述传感光缆提供光源，所述传感模块包括光耦合器、光环形器以及偏振控制单元，外接传感光缆构成双马赫曾德干涉仪产生干涉信号，偏振控制单元用于调整信号偏振态，所述探测模块将光信号转化为电信号，所述采集模块采集数据通过所述局域网传输至所述服务器进行定位，所述电源模块为所述入侵预警定位系统提供正常工作所必需的电源；所述网络摄像机用于全方位监控周界区域，所述网络摄像机为智能型网络摄像机，至少具有入侵侦测、模式识别和智能跟踪功能，设置在不同IP地址的网络摄像机对应不同的位置区域，所有网络摄像机通过所述局域网连接，将数据传输至所述服务器；所述服务器分析处理采集的信号，实现入侵位置的定位及模式识别；所述局域网用于实现采集数据的传输及共享；所述客户端用于显示入侵位置、模式及入侵现场的视频信息。
利用上述事件识别光电信息融合感知装置的定位方法，步骤是：
首先，在安防区域的周界围栏上铺设所述传感光缆，所述传感光缆通过软管夹固定在所述周界围栏上，所述传感光缆由上而下沿周界围栏铺设并固定；当周界区域出现入侵时，被传感光缆和网络摄像机监测；所述传感光缆中产生入侵信号，所述入侵预警定位系统将光信号转化为电信号并将采集的数据经过局域网传输至服务器，进行入侵定位判定并且产生入侵报警；所述网络摄像机由局域网传输视频信号至服务器，服务器分析视频信号及时发现视频监控中入侵的运动物体，并跟踪所述运动物体产生报警信息，通过不同位置区域的网络摄像机所对应的不同IP地址，解码后进行入侵定位；所述服务器根据上述入侵预警定位系统及网络摄像机的定位结果进行综合判定后将入侵点的定位信息传输至多个客户端并显示报警信息。
利用上述事件识别光电信息融合感知装置的模式识别方法，步骤是：
所述服务器对传感光缆产生的入侵信号中包含信号特征的数据段进行滤波处理，计算出不同频带内的信号能量，形成的能量谱作为特征向量，通过模式分类器实现不同入侵事件的识别，识别的入侵事件所包括的行为模式至少有：敲击光缆、攀爬光缆、剪切光缆和摇晃光缆行为；与此同时，服务器通过视频信号对异常行为和人体行为进行分析，并进行有针对性的检测，包括入侵检测、越界检测、聚集检测、遗留检测、智能跟踪和丢失检测中的一种或多种；综合判定两者识别的入侵行为模式将模式识别的结果经过所述局域网(6)传送至多个客户端，并以视频形式记录报警时现场情况，以供事后查证。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
事件识别在保障国家公共安全、城市平安等领域发挥重要作用，本发明利用光电信息融合感知装置及其方法对入侵位置的定位和模式识别进行全方位智能监控。分布式光纤传感技术克服了因光照、天气导致网络视频监控无法定位和模式识别的缺点，网络视频监控系统克服了分布式光纤无法同时监测多点、定位精度不高、模式识别信息少且无法提供视频信息的缺点，两种系统相融合综合判断提高了定位与模式识别的准确性，能实现自动识别入侵事件，区分多种外界入侵行为，全天候全方位监控目标，降低事件识别感知的误报率，提高其实用性。
附图说明
图1是事件识别光电信息融合感知的装置图；
图中，1为传感光缆，2为周界围栏，3为入侵预警定位系统，4为网络摄像机，5为服务器，6为局域网，7为客户端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明提出的一种事件识别光电信息融合感知装置，包括：传感光缆1、入侵预警定位系统3、网络摄像机4、服务器5、局域网6和客户端7；所述入侵预警定位系统3、网络摄像机4和客户端7均通过局域网6连接至服务器5。
所述传感光缆1用于监测外界扰动和传导光信号。
所述入侵预警定位系统3包括光源模块、传感模块、探测模块、采集模块和电源模块；所述光源模块用于给所述传感光缆1提供光源，所述传感模块包括光耦合器、光环形器以及偏振控制单元，外接传感光缆1构成双马赫曾德干涉仪产生干涉信号，偏振控制单元用于调整信号偏振态，所述探测模块将光信号转化为电信号，所述采集模块采集数据通过所述局域网6传输至所述服务器5进行定位，所述电源模块为所述入侵预警定位系统3提供正常工作所必需的电源。
所述网络摄像机4用于全方位监控周界区域，所述网络摄像机4为智能型网络摄像机，至少具有入侵侦测、模式识别和智能跟踪功能，设置在不同IP地址的网络摄像机对应不同的位置区域。
所有网络摄像机4通过所述局域网6连接，将数据传输至所述服务器5。
所述服务器5分析处理采集的信号，综合判定入侵预警定位系统3和网络摄像机4的定位值和模式信息，将入侵位置、模式和视频传送至客户端7，直观地记录报警时现场情况以供事后查证。
采用本发明装置可实现自动识别入侵事件、全天候全方位智能监控等功能，降低了事件识别的误报率，提高了实用性。
利用上述事件识别光电信息融合感知装置的定位及模式识别的方法，步骤如下：
首先，在安防区域的周界围栏2上铺设所述传感光缆1，所述传感光缆1直接通过软管夹固定在所述周界围栏2上，为了提高检测灵敏度，所述传感光缆1由上而下沿周界围栏2铺设并固定。所述传感光缆1与入侵预警定位系统3连接；所述入侵预警定位系统3包括光源模块、传感模块、探测模块、采集模块和电源模块。其中，光源模块发出可调节光功率的光波，进入基于马赫-曾德干涉仪构成的传感模块中发生干涉，探测模块接受光信号将其转化为电信号，由采集模块采集数据传至服务器处理。传感模块中的偏振控制结构中由驱动电路提供相位调制器外加正弦电压和偏振控制器挤压器输入电压进行偏振调制。电源模块为整个系统提供正常工作所必需的电源支持，电源模块以通信机房直流-48V作为输入源，实现-48V电压与+5V、±12V电压的转换，并对输入输出进行监视，实现电源故障时的报警。
具体讲是，当周界区域出现入侵时，被传感光缆1和网络摄像机4监测；
所述传感光缆1中产生入侵信号，入侵信号会引起出射光波相位变化，相位信息中包含与入侵位置有关的时延信息，所述入侵预警定位系统3将光信号转化为电信号并将采集的数据经过局域网6传输至服务器5，通过互相关算法求取时延值就会得到入侵位置并且产生入侵报警；所述网络摄像机4由局域网6传输视频信号至服务器5，服务器分析视频信号及时发现视频监控中入侵的运动物体，并跟踪所述运动物体产生报警信息，通过不同位置区域的网络摄像机4所对应的不同IP地址，解码后进行入侵定位；所述服务器5根据上述入侵预警定位系统3及网络摄像机4的定位结果进行综合判定后将入侵点的定位信息传输至多个客户端并显示报警信息。
入侵预警定位系统3通过局域网6传输信号至服务器5，首先，利用端点检测从入侵信号中寻找入侵起始点，接着，进行特征提取，截取起始点之后的一段入侵信号，对传感光缆1的入侵信号中包含信号特征的数据段进行滤波处理，通过特定算法处理该段信号得到一组特征向量，计算出不同频带内的信号能量，形成的能量谱作为特征向量；再次，模式识别阶段通过模式分类器识别出不同入侵信号对应的特征向量，从而实现入侵识别，包括敲击、攀爬、剪切、摇晃光缆等异常行为。在入侵预警定位系统3进行入侵判定的同时，网络摄像机4将视频信号通过局域网6传送至服务器5通过对视频信号分析得知异常行为和人体行为，并进行有针对性的检测，包括入侵检测、越界检测、聚集检测、遗留检测、智能跟踪和丢失检测中的一种或多种。综合判定两者识别的入侵行为模式将模式识别的结果经过所述局域网6传送至多个客户端7，并以视频形式记录报警时现场情况，以供事后查证。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种事件识别光电信息融合感知装置，其特征在于，该装置包括：传感光缆(1)、入侵预警定位系统(3)、网络摄像机(4)、服务器(5)、局域网(6)和客户端(7)；所述入侵预警定位系统(3)、网络摄像机(4)和客户端(7)均通过局域网(6)连接至服务器(5)；
所述传感光缆(1)用于监测外界扰动和传导光信号；
所述入侵预警定位系统(3)包括光源模块、传感模块、探测模块、采集模块和电源模块；所述光源模块用于给所述传感光缆(1)提供光源；所述传感模块包括光耦合器、光环形器以及偏振控制单元，外接传感光缆(1)构成双马赫曾德干涉仪产生干涉信号，偏振控制单元用于调整信号偏振态，所述探测模块将光信号转化为电信号，所述采集模块采集数据通过所述局域网(6)传输至所述服务器(5)进行定位，所述电源模块为所述入侵预警定位系统(3)提供正常工作所必需的电源；
所述网络摄像机(4)用于全方位监控周界区域，所述网络摄像机(4)为智能型网络摄像机，至少具有入侵侦测、模式识别和智能跟踪功能，设置在不同IP地址的网络摄像机对应不同的位置区域，所有网络摄像机(4)通过所述局域网(6)连接，将数据传输至所述服务器(5)；
所述服务器(5)分析处理采集的信号，实现入侵位置的定位及模式识别；
所述局域网(6)用于实现采集数据的传输及共享；
所述客户端(7)用于显示入侵位置、模式及入侵现场的视频信息。
2.根据权利要求1所述事件识别光电信息融合感知装置的定位方法，其特征在于，
首先，在安防区域的周界围栏(2)上铺设所述传感光缆(1)，所述传感光缆(1)通过软管夹固定在所述周界围栏(2)上，所述传感光缆(1)由上而下沿周界围栏(2)铺设并固定；
当周界区域出现入侵时，被传感光缆(1)和网络摄像机(4)监测；
所述传感光缆(1)中产生入侵信号，所述入侵预警定位系统(3)将光信号转化为电信号并将采集的数据经过局域网(6)传输至服务器(5)，进行入侵定位判定并且产生入侵报警；
所述网络摄像机(4)由局域网(6)传输视频信号至服务器(5)，服务器(5)分析视频信号及时发现视频监控中入侵的运动物体，并跟踪所述运动物体产生报警信息，通过不同位置区域的网络摄像机(4)所对应的不同IP地址，解码后进行入侵定位；
所述服务器(5)根据上述入侵预警定位系统(3)及网络摄像机(4)的定位结果进行综合判定后将入侵点的定位信息传输至多个客户端并显示报警信息。
3.根据权利要求1所述事件识别光电信息融合感知装置的模式识别方法，其特征在于，
所述服务器(5)对传感光缆(1)产生的入侵信号中包含信号特征的数据段进行滤波处理，计算出不同频带内的信号能量，形成的能量谱作为特征向量，通过模式分类器实现不同入侵事件的识别，识别的入侵事件所包括的行为模式至少有：敲击光缆、攀爬光缆、剪切光缆和摇晃光缆行为；与此同时，服务器(5)通过视频信号对异常行为和人体行为进行分析，并进行有针对性的检测，包括入侵检测、越界检测、聚集检测、遗留检测、智能跟踪和丢失检测中的一种或多种；综合判定两者识别的入侵行为模式将模式识别的结果经过所述局域网(6)传送至多个客户端(7)，并以视频形式记录报警时现场情况，以供事后查证。
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