CN107703506A - 一种一体化摄像雷达及其监测预警方法 - Google Patents

一种一体化摄像雷达及其监测预警方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一体化摄像雷达,包括如下部分:雷达系统,对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统;摄像机系统,获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D‑S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端;雷达系统与摄像机系统之间双向通信连接。相应地,本发明还提供了一种基于一体化摄像雷达的监测预警方法。本发明能够对安全防区进行全天候、高精度、高可靠性的监测,且提高了预警的准确率。

Description

一种一体化摄像雷达及其监测预警方法
技术领域
本发明涉及雷达领域,具体是涉及一种一体化摄像雷达及其监测预警方法。
背景技术
对于一些重要场所的外围区域,是建筑物安全防范的第一道屏障,周界防范对于消除安全隐患具有重要的意义。但是,周界区域通常跨度很大,周边环境复杂,周界防范手段的合理选择对于防范的有效性非常重要。
目前周界防范手段主要采用电子围栏、红外对射、电子围栏与视频联动等方式,这些方式仅能探测可疑目标是否触线,不能形成目标运动轨迹,只是针对检测线上的检测,无法达到面上的覆盖,不能进行有效的预警,而且受到光线、雾霾、遮挡等外在条件的影响,容易导致误报,使得准确率低。
发明内容
根据现有技术中存在的问题,本发明提供了一种一体化摄像雷达,其能够对安全防区进行全天候、高精度、高可靠性的监测,且提高了预警的准确率。
本发明采用以下技术方案:
一种一体化摄像雷达,包括如下部分:
雷达系统,对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统;
摄像机系统,获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端;
所述雷达系统与摄像机系统之间双向通信连接。
优选的,所述雷达系统包括接收天线Ⅰ、信号分频器Ⅰ、数字信号处理器、闪存器Ⅰ、随机存取存储器、只读存储器、信号分频器Ⅱ、接收天线Ⅱ、信号发生器、发射天线;所述接收天线Ⅰ的输出端连接信号分频器Ⅰ的输入端,信号分频器Ⅰ的输出端连接数字信号处理器的输入端,闪存器Ⅰ、随机存取存储器、只读存储器均与数字信号处理器之间双向通信连接,接收天线Ⅱ的输出端连接信号分频器Ⅱ的输入端,信号分频器Ⅱ的输出端连接数字信号处理器的输入端,数字信号处理器的输出端连接信号发生器的输入端,信号发生器的输出端连接发射天线的输入端;所述数字信号处理器与摄像机系统之间双向通信连接。
进一步优选的,所述摄像机系统包括摄像机主芯片、传感器、动态随机存储器、闪存器Ⅱ、软件终端接入端口;所述传感器、动态随机存储器、闪存器Ⅱ、软件终端接入端口均与摄像机主芯片之间双向通信连接;所述摄像机主芯片与数字信号处理器之间双向通信连接,摄像机系统由软件终端接入端口处与软件终端之间双向通信连接。
更进一步优选的,所述接收天线Ⅰ和接收天线Ⅱ分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,两个回波信号分别通过信号分频器Ⅰ和信号分频器Ⅱ的分频处理后传输至数字信号处理器,数字信号处理器根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据。
更进一步优选的,所述传感器获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片,摄像机主芯片由数字信号处理器处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据,摄像机主芯片将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据,通过软件终端接入端口将得到叠加后的数据传输至软件终端,软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时软件终端根据雷达数据判断是否发出预警。
更进一步优选的,所述雷达系统和摄像机系统为一体化集成设计。
相应地,本发明还提供了一种一体化摄像雷达及其监测预警方法,包括以下步骤:
S1,所述接收天线Ⅰ和接收天线Ⅱ分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,数字信号处理器根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S2,所述传感器获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片,摄像机主芯片由数字信号处理器处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S3,所述摄像机主芯片将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据;
S4,所述叠加后的数据传输至软件终端,软件终端对叠加后的数据进行解析,得到雷达数据与融合后的视频数据;软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时根据雷达数据判断是否发出预警。
更进一步优选的,所述步骤S4中,软件终端根据雷达数据中的目标的方位角、距离和径向速度的数据信息,判断目标是否在设定的防区内,若在防区内,则发出预警,反之,则不发出预警。
所述摄像机主芯片与数字信号处理器之间通过通用异步收发传输器双向通信连接;所述摄像机主芯片采用型号为华为海思IPCAM的SOC芯片。
本发明的优点和有益效果在于:
1)本发明的摄像雷达包括雷达系统和摄像机系统,雷达系统对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,并根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统;摄像机系统获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端;本一体化摄像雷达能够对安全防区进行全天候、高精度、高可靠性的监测,且提高了预警的准确率。
2)本发明的摄像雷达的雷达系统和摄像机系统为一体化集成设计,占用体积小,便于安装和维护,同时提高了摄像雷达工作的可靠性。
附图说明
图1是本发明的一体化摄像雷达的系统示意图。
图2是本发明的一体化摄像雷达的监测预警方法流程图。
附图标记:1-雷达系统,2-摄像机系统,10-发射天线,11-接收天线Ⅰ,12-信号分频器Ⅰ,13-数字信号处理器,14-闪存器Ⅰ,15-随机存取存储器,16-只读存储器,17-信号分频器Ⅱ,18-接收天线Ⅱ,19-信号发生器,21-摄像机主芯片,22-传感器,23-动态随机存储器,24-闪存器Ⅱ,25-软件终端接入端口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种一体化摄像雷达及其监测预警方法,包括如下部分:
雷达系统1,对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统2;
摄像机系统2,获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统1测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端;
所述雷达系统1与摄像机系统2之间双向通信连接。
所述雷达系统1包括接收天线Ⅰ11、信号分频器Ⅰ12、数字信号处理器13、闪存器Ⅰ14、随机存取存储器15、只读存储器16、信号分频器Ⅱ17、接收天线Ⅱ18、信号发生器19、发射天线10;所述接收天线Ⅰ11的输出端连接信号分频器Ⅰ12的输入端,信号分频器Ⅰ12的输出端连接数字信号处理器13的输入端,闪存器Ⅰ14、随机存取存储器15、只读存储器16均与数字信号处理器13之间双向通信连接,接收天线Ⅱ18的输出端连接信号分频器Ⅱ17的输入端,信号分频器Ⅱ17的输出端连接数字信号处理器13的输入端,数字信号处理器13的输出端连接信号发生器19的输入端,信号发生器19的输出端连接发射天线10的输入端;所述数字信号处理器13与摄像机系统2之间双向通信连接。
所述摄像机系统2包括摄像机主芯片21、传感器22、动态随机存储器23、闪存器Ⅱ24、软件终端接入端口25;所述传感器22、动态随机存储器23、闪存器Ⅱ24、软件终端接入端口25均与摄像机主芯片21之间双向通信连接;所述摄像机主芯片21与数字信号处理器13之间双向通信连接,摄像机系统2由软件终端接入端口25处与软件终端之间双向通信连接。
所述接收天线Ⅰ11和接收天线Ⅱ18分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,两个回波信号分别通过信号分频器Ⅰ12和信号分频器Ⅱ17的分频处理后传输至数字信号处理器13,数字信号处理器13根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据。
所述传感器22获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片21,摄像机主芯片21由数字信号处理器13处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据,摄像机主芯片21将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并通过软件终端接入端口25将融合后的视频数据和雷达数据传输至软件终端,软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时软件终端根据雷达数据判断是否发出预警。
所述雷达系统和摄像机系统为一体化集成设计。
如图2所示,本发明还提供了一种一体化摄像雷达的监测预警方法,包括以下步骤:
S1,所述接收天线Ⅰ11和接收天线Ⅱ18分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,数字信号处理器13根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S2,所述传感器22获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片21,摄像机主芯片21由数字信号处理器13处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S3,所述摄像机主芯片21将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据;
S4,所述叠加后的数据传输至软件终端,软件终端对叠加后的数据进行解析,得到雷达数据与融合后的视频数据;软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时根据雷达数据判断是否发出预警。
具体的,所述步骤S4中,软件终端根据雷达数据中的目标的方位角、距离和径向速度的数据信息,判断目标是否在设定的防区内,若在防区内,则发出预警,反之,则不发出预警。
所述摄像机主芯片21与数字信号处理器13之间通过通用异步收发传输器双向通信连接;所述摄像机主芯片21采用型号为华为海思IPCAM的SOC芯片。
综上所述,本发明的摄像雷达包括雷达系统和摄像机系统,雷达系统对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,并根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统;摄像机系统获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据帧前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端,软件终端对叠加后的数据进行解析,得到雷达数据与融合后的视频数据;软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时根据雷达数据判断是否发出预警;本一体化摄像雷达能够对安全防区进行全天候、高精度、高可靠性的监测,且提高了预警的准确率。

Claims (9)

1.一种一体化摄像雷达,其特征在于,包括如下部分:
雷达系统(1),对监测区域进行实时监测,获取监测区域内目标所反射的回波信号,根据回波信号测出目标的方位角、距离和径向速度的雷达数据,并将雷达数据传输给摄像机系统(2);
摄像机系统(2),获取监测区域内目标的图像传感数据,接收雷达系统(1)测出的雷达数据,将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合后得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据并传输至软件终端;
所述雷达系统(1)与摄像机系统(2)之间双向通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种一体化摄像雷达,其特征在于:所述雷达系统(1)包括接收天线Ⅰ(11)、信号分频器Ⅰ(12)、数字信号处理器(13)、闪存器Ⅰ(14)、随机存取存储器(15)、只读存储器(16)、信号分频器Ⅱ(17)、接收天线Ⅱ(18)、信号发生器(19)、发射天线(10);所述接收天线Ⅰ(11)的输出端连接信号分频器Ⅰ(12)的输入端,信号分频器Ⅰ(12)的输出端连接数字信号处理器(13)的输入端,闪存器Ⅰ(14)、随机存取存储器(15)、只读存储器(16)均与数字信号处理器(13)之间双向通信连接,接收天线Ⅱ(18)的输出端连接信号分频器Ⅱ(17)的输入端,信号分频器Ⅱ(17)的输出端连接数字信号处理器(13)的输入端,数字信号处理器(13)的输出端连接信号发生器(19)的输入端,信号发生器(19)的输出端连接发射天线(10)的输入端;所述数字信号处理器(13)与摄像机系统(2)之间双向通信连接。
3.根据权利要求2所述的一种一体化摄像雷达,其特征在于:所述摄像机系统(2)包括摄像机主芯片(21)、传感器(22)、动态随机存储器(23)、闪存器Ⅱ(24)、软件终端接入端口(25);所述传感器(22)、动态随机存储器(23)、闪存器Ⅱ(24)、软件终端接入端口(25)均与摄像机主芯片(21)之间双向通信连接;所述摄像机主芯片(21)与数字信号处理器(13)之间双向通信连接,摄像机系统(2)由软件终端接入端口(25)处与软件终端之间双向通信连接。
4.根据权利要求3所述的一种一体化摄像雷达,其特征在于:所述接收天线Ⅰ(11)和接收天线Ⅱ(18)分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,两个回波信号分别通过信号分频器Ⅰ(12)和信号分频器Ⅱ(17)的分频处理后传输至数字信号处理器(13),数字信号处理器(13)根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据。
5.根据权利要求4所述的一种一体化摄像雷达,其特征在于:所述传感器(22)获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片(21),摄像机主芯片(21)由数字信号处理器(13)处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据,摄像机主芯片(21)将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据,通过软件终端接入端口(25)将得到叠加后的数据传输至软件终端,软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时软件终端根据雷达数据判断是否发出预警。
6.根据权利要求5所述的一种一体化摄像雷达,其特征在于:所述雷达系统(1)和摄像机系统(2)为一体化集成设计。
7.一种根据权利要求5或6所述的一体化摄像雷达的监测预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,所述接收天线Ⅰ(11)和接收天线Ⅱ(18)分别获取监测区域内目标所反射的回波信号,数字信号处理器(13)根据两个回波信号之间的相位差得到目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S2,所述传感器(22)获取监测区域内目标的图像传感数据并传输给摄像机主芯片(21),摄像机主芯片(21)由数字信号处理器(13)处获取并接收目标的方位角、目标距离和径向速度的雷达数据;
S3,所述摄像机主芯片(21)将图像传感数据与雷达数据进行D-S融合,得到融合后的视频数据,并将雷达数据叠加到融合后的视频数据前面,得到叠加后的数据;
S4,所述叠加后的数据传输至软件终端,软件终端对叠加后的数据进行解析,得到雷达数据与融合后的视频数据;软件终端对融合后的视频数据进行播放显示,同时根据雷达数据判断是否发出预警。
8.根据权利要求7所述的一种一体化摄像雷达的监测预警方法,其特征在于:所述步骤S4中,软件终端根据雷达数据中的目标的方位角、距离和径向速度的数据信息,判断目标是否在设定的防区内,若在防区内,则发出预警,反之,则不发出预警。
9.根据权利要求8所述的一种一体化摄像雷达的监测预警方法,其特征在于:所述摄像机主芯片(21)与数字信号处理器(13)之间通过通用异步收发传输器双向通信连接;所述摄像机主芯片(21)采用型号为华为海思IPCAM的SOC芯片。
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