CN109212520B - 全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统及方法,该系统括至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器、数据采集分析处理器、中心综合管理工作站、中心管理服务器、至少一个通信传输设备,该系统通过多要素全方位跟踪检测雷达传感器获取道路中的所有目标物体运动信息、运动状态信息、运动轨迹信息等;该目标物体包括:车辆、行人和抛撒物,通过在系统中预先设定的检测区域以及异常事件判断模型、报警模型、数据采集模型和报警输出机制,对目标物体进行持续跟踪和逻辑判断,并结合多要素气象信息判断道路中是否存在异常事件发生,不受天气和光线影响,解决了现有技术中受到天气和光线影响无法检测道路异常事件的问题。

Description

全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统及方法
技术领域
本发明涉及雷达检测、异常事件检测、模型匹配、交通监控、交通分析技术领域,具体涉及一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统及方法。
背景技术
现有技术中,道路感知和异常事件检测设备容易受各种天气和光线影响,尤其是视频检测设备,并且检测距离近,当发生异常事件时不能及时快速的响应,造成大量二次事故的发生损失惨重。尤其是在特殊环境下对于每个车辆的所在位置、分布情况、以及有无异常事件事故发生、道路有无发生拥堵和出现特殊路况时尤为重要,如在隧道内这种数据更为重要,早点获取连续性准确可靠的有效数据对危情告警和解救生命提供了技术支撑,这对一个交通管理者来说非常重要。而现有设备均无法做到这一点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统及方法,用以解决现有技术中受各种天气和光线影响无法检测道路异常事件的问题。
为实现上述目的,本发明实施例的技术方案为:
本发明实施例提供一种全方位检测雷达的异常事件检测报警系统,所述系统包括至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器、数据采集分析处理器、中心综合管理工作站、中心管理服务器,至少一个通信传输设备,其中:
所述至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器,设置于至少一个路段中,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、运动方向、所在车道、运动轨迹、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
所述中心管理服务器,用于接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
进一步的,所述数据采集分析处理器,具有异常事件检测功能,具体用于:
给所述至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器设定检测区域、检测车道;
调取数学运算模型获取每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息;
将获取到的每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息输送到预先设定好的报警判定规则模型和报警类型判定规则模型中进行校验,筛选出符合条件的数据对应的目标物体进行标定、输出警报信息;
其中,标定是指在三维实景地图中,将目标物体标为不同颜色;
启动跟踪摄像机,对目标物体进行实时跟踪查看;
获取跟踪摄像机的视频图像,送到所述中心综合管理工作站供管理人员实时查看录像使用。
进一步的,异常事件类型包括:车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛撒物、行人、违章变道以及特定区域的非法入侵、异常天气。
进一步的,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器,具有交通数据采集功能,具体用于:
测量距离,实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离;
测量目标方位,是利用天线的尖锐方位测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量,测量仰角靠窄的仰角波束测量,根据仰角和距离就能计算出目标高度;
测量速度,是雷达根据自身和目标物体之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理,雷达接收到的目标物体回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率,从多普勒频率中提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率,当目标物体与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
进一步的,车辆分型是按照车辆的长度进行划分,所述系统通过预先设定的规则并启用目标识别跟踪数学模型来判断待检测对象是车辆、行人、抛撒物,并将该信息上传到中心管理服务器或中心综合管理工作站上,在所述系统用户界面上进行调取与之对应图标并实时显示。
进一步的,所述系统数据库用于数据存储与数据输出。
进一步的,当定义的某一规则被违反或者符合某些定义的判断条件时,在系统中生成与定义规则报警类型一致报警。
进一步的,所述跟踪摄像机的作用是跟踪查看由系统判断为威胁的目标物体,系统直接指挥这些摄像机移动到具体位置,或通过第三方摄像机控制应用程序实现。
本发明实施例还提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警方法,应用于上述任一实现形式的系统中,所述方法包括:
任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、所在车道、运动轨迹、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
所述中心管理服务器,接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
本发明实施例具有如下优点:
本发明实施例提供的系统,可通过多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取到待检测路段中的待检测对象的运动信息以及该待检测路段的天气信息,然后根据这些信息判断该路段中是否存在异常事件,解决了现有技术中判断道路中是否存在异常事件的方法的效率较低的问题。另外,该系统不受天气和光线影响,解决了现有技术中受各种天气和光线影响无法检测道路异常事件的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种全方位检测雷达的异常事件检测报警系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种全方位检测雷达的异常事件检测报警系统的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的异常事件检测、报警功能流程图;
图4为本发明实施例提供的交通数据采集功能流程图;
图5为本发明实施例提供的交通数据采集功能流程图;
图6为本发明实施例提供的车辆分型与图标显示工作流程图;
图7为本发明实施例提供的系统数据库工作流程图;
图8为本发明实施例提供的事件检测报警类型流程图;
图9为本发明实施例提供的系统阈值设定流程图;
图10为本发明实施例提供的摄像头目标自动跟踪自动控制工作流程图;
图11为本发明实施例提供的服务器系统工作流程图;
图12为本发明实施例提供的三维实景电子地图/车辆、行人模型/图标数据库图;
图13为本发明实施例提供的三维实景电子地图导入与编辑过程图;
图14为本发明实施例提供的车辆模型调用与模糊匹配流程图;
图15为本发明实施例提供的三维实景电子地图与三维车辆以及雷达数据融合形成动态监控平台流程图;
图16为本发明实施例提供的工作站工作流程图;
图17为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图18为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图19为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图20为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图21为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图22为本发明实施例提供的系统人机交互界面图;
图23为本发明实施例提供的一种全方位检测雷达的异常事件检测报警系统的方法的流程示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明实施例提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统,该系统的结构示意图参见图1,所述系统包括至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器、数据采集分析处理器、中心综合管理工作站、中心管理服务器,至少一个通信传输设备,其中:
所述至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器,设置于至少一个路段中,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、所在车道、运动轨迹、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
所述中心管理服务器,用于接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
进一步的,所述数据采集分析处理器,具有异常事件检测功能,具体用于:
给多要素全方位跟踪检测雷达传感器设定检测区域、检测车道;
调取数学运算模型获取每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息;
将获取到的每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息输送到预先设定好的报警判定规则模型和报警类型判定规则模型中进行校验,筛选出符合条件的数据对应的目标物体进行标定、输出警报信息;
其中,标定是指在三维实景地图中,将目标物体标为不同颜色;
启动跟踪摄像机,对目标物体进行实时跟踪查看;
获取跟踪摄像机的视频图像,送到所述中心综合管理工作站供管理人员实时查看录像使用。
进一步的,异常事件类型包括:车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛撒物、行人、违章变道以及特定区域的非法入侵、异常天气。
进一步的,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器,具有交通数据采集功能,具体用于:
测量距离,实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离;
测量目标方位,是利用天线的尖锐方位测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量,测量仰角靠窄的仰角波束测量,根据仰角和距离就能计算出目标高度;
测量速度,是雷达根据自身和目标物体之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理,雷达接收到的目标物体回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率,从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率,当目标物体与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
进一步的,车辆分型是按照车辆的长度进行划分,所述系统通过预先设定的规则并启用目标识别跟踪数学模型来判断待检测对象是车辆、行人、抛撒物,并将该信息上传到中心管理服务器或中心综合管理工作站上,在所述系统用户界面上进行调取与之对应图标并实时显示。
进一步的,所述系统数据库用于数据存储与数据输出。
进一步的,当定义的某一规则被违反或者符合某些定义的判断条件时,在系统中生成与定义规则报警类型一致报警。
进一步的,所述跟踪摄像机的作用是跟踪查看由系统判断为威胁的目标物体,系统直接指挥这些摄像机移动到具体位置,或通过第三方摄像机控制应用程序实现。
本发明实施例提供的系统,可通过多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取到待检测路段中的待检测对象的运动信息以及该待检测路段的天气信息,然后根据这些信息判断该路段中是否存在异常事件,解决了现有技术中判断道路中是否存在异常事件的方法的效率较低的问题。另外,该系统不受天气和光线影响,解决了现有技术中受各种天气和光线影响无法检测道路异常事件的问题。
本发明实施例还提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警方法,应用于上述任一实现形式的系统中,所述方法包括下述步骤:
步骤101,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
步骤102,所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
步骤103,所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、所在车道、运动轨迹、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
步骤104,所述中心管理服务器,接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
步骤105,所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
实施例2
本发明实施例2提供另一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统,该系统的结构示意图可参见图2,图2中,该系统包括以下模块:
雷达数据采集跟踪分析模块:该模块从雷达传感器获取其扫描范围内的所有目标的原始数据信息,进行分析处理,启动目标轨迹跟踪分析模块,形成目标信息并将分析后的数据传输到中央综合管理模块。
中央综合管理模块:该模块是整个系统的中心,包含多个功能:首先,所有的模块都要通过该模块进行通信,它确保所有从模块采集的信息及传输到模块的信息可靠有效。其次,该模块存储数据以及设置的详细信息。此外,该模块处理所有定义的检测规则,在检测到潜在的异常事件时做出决策。
数据查询/报警模块:该模块用于将报警指令发送到外部系统。它可以将报警信息转化为XML格式并将其发送到任何与之适用的第三方系统。该模块还可以提供开关信号给一个或者多个继电器来直接控制外部设备,如报警器、语音广播器等。
摄像机控制联动模块:该模块用于控制高速跟踪摄像机对检测到的事件进行查看。当检测到违反定义的规则的事件时,该模块从中央管理模块获取相关信息,并根据这些信息直接控制摄像机查看事件发生的位置。该模块能够控制所有安装的摄像机进行移动及变焦操作。
人机交互界面模块:该模块提供了一个非常友好的用户图形操作界面。在这个界面中可设置相关的参数、显示检测结果以及执行相关的操作。
下面从不同方面阐述该系统是如何检测异常事件并进行报警的,另外,还会阐述整个系统涉及的各个设备或模块的工作流程、规则参数设置等。
1、异常事件检测、报警功能流程:
参见图3,图3为异常事件检测、报警功能流程图。
多要素全方位跟踪检测雷达传感器,采用高频(Frequency ModulatedContinuous Wave,FMCW)技术,即调频连续波频连续波。FMCW技术和脉冲雷达技术是两种在高精度雷达技术和脉冲雷达技术是两种在高精度雷达测距中使用的技术。其基本原理为,发射波为高频连续波,其频率随时间按照三角波规律变化。雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同,都是三角波规律,只是有一个时间差时间差,利用这个微小的时间差可计算出目标距离利用这个微小的时间差可计算出目标距离。多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用360°高速扫描,对待检测路段上运动的每一个目标物体(相当于上文中提及的待检测对象)进行实时跟踪定位并结合其运动轨迹和运动状态进行实时异常检测并判定输出报警,其流程如下:
1、给多要素全方位跟踪检测雷达传感器设定检测区域、检测车道;
2、调取数学运算模型获取每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域等重要信息;
3、将上述2获取到的数据输送到预先设定好的报警判定规则模型和报警类型判定规则模型中进行校验,筛选出符合条件的数据对应的目标物体进行标定、输出警报信息;
其中,标定是指在三维实景地图中,将目标物体标为不同颜色。
4、启动跟踪摄像机(相当于上文中提及的至少一个摄像头),对目标物体进行实时跟踪查看;
5、获取跟踪摄像机的视频图像,送到监控中心(相当于上文中提及的中心综合管理工作站)供管理人员实时查看录像使用;
6、异常事件类型包括:车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛撒物、行人、违章变道以及特定区域的非法入侵、异常天气等等重要事件。
2、交通数据采集功能流程
参见图4和图5,图4和图5为交通数据采集功能流程图。
交通数据采集是通过系统软件在车道检测区域的范围内设定虚拟线圈来采集某一车道实时数据或某一断面的交通数据,其工作原理和流程与现有成熟的微波车辆检测器或数字雷达车辆检测器工作原理一样,本处不再详细说明,但是由于本系统加入了杂波图技术因此可以有效的对低速物体以及停止物体进行有效检测与区分。
1)测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。
2)测量目标方位是利用天线的尖锐方位测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。
3)测量速度是雷达根据自身和目标物体之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标物体回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标物体与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
3、车辆分型与图标显示工作流程
参见图6,图6为车辆分型与图标显示工作流程图。
车辆分型是按照车辆的长度进行划分,其获取方式和微波车辆检测器获取的方式一样,本文已经在上面有描述本处不在做详细介绍,系统通过预先设定的规则并启用目标识别跟踪数学模型来判断待检测对象是车辆(大型车、中型车、小型车)、行人、抛撒物,并将该信息上传到中心管理服务器或中心综合管理工作站上,在系统用户界面上进行调取与之对应图标并实时显示。
4、系统数据库工作流程
参见图7,图7为系统数据库工作流程图。
系统数据库主要作用就是数据存储与数据输出。
5、事件检测报警类型流程
参见图8,图8为事件检测报警类型流程图。
当定义的某一规则被违反或者符合某些定义的判断条件时,在系统软件中就能生成与定义规则报警类型一致报警。在大多数的情况下,这些报警可能是由于一个目标物体进入到一个具体的区域,但是也有可能是由于违反了相互依存的规则导致的。报警是被唯一识别的,也可直接与一个或者多个跟踪通过每个跟踪所携带的报警信息进行关联。
6、规则、优先级别、行为和分类
(1)上述规则,可以决定当一个或更多跟踪目标的行为符合规则条件时应该发生什么。
(2)优先级别:可设置严重性等级
“严重性”设置,决定了当目标物体违反规则时如何对其标记。这些标记使处于提醒或警告状态的目标物体在所有未分类的友好目标物体中更容易被区别出来。
“严重性”选择分为:
未知--当规则用来区分其他组合规则和/或历史规则时,可设置为此类型,可以应用不同的严重性。
友好--将目标标记为绿色。高速公路中一般不用。
提醒--将目标标记为橙色。
警告--将目标标记为红色。
注意:严重性设置仅改变了跟踪目标的外观,对于被违反的规则作出的反应没有任何影响;反应在“行为”项设置。
(3)行为“行为”可以设置在违反规则时采取适当的行为。合适的选择通常取决于程序及区域的性质,但也可以受规则类型的影响。例如,对于单独使用的简单规则(比如基本的区域移动规则),通常需要警报回应。但是,组合规则中原来包含的规则,其行为通常被设置为“无”。
“行为”选项分为:
无-无反应。
警报-在Sentinel程序中显示信息并发出声音警报。
跟随-命令最近的摄像头跟随目标-不发出警报。
警报并跟随-显示信息,发出声音警报,命令最近的摄像头跟随目标物体。
注意:如果既没有选择“跟随”,也没有选择“警报并跟随”,则摄像头将不会对目标物体作出反应。
(4)分类
分类,作为跟踪过程的一部分,系统将不断尝试区分不同类型的跟踪目标物体并将他们分类:行人、车辆、抛撒物等。你有可能希望在某些区域内对不同类型的物体轮流报警。可以使用“分类”功能。例如,可能需要对某个区域内的行人发出提示警报,也需要对这个区域内的车辆发出警告警报。通过创建两个类似规则,包含分类和严重性设置,就可以实现。
通过“分类可能性”选项设置一个可信程度,某个跟踪在被划分到规则中前必须符合或超过指定的跟踪标准。在跟踪和分类过程中,会创建一个主要可能性数值并在“跟踪”选项中的入口中显示。
(5)其他规则设置
除了上述主要规则设置外,还有很多其他设置项,这样可以根据程序要求设置每条规则。下面是对其他设置的简单描述。
描述-当违反规则时,显示在操作人员的屏幕上;
持续-根据“严重性”维持目标标记,直到不再违反规则;
启用-必须勾选以激活规则;
隐藏跟踪-可以选择或者在违反规则前、违反规则后、从未违反规则或总是违反规则时隐藏跟踪目标。
时间限制-可选择打开规则的周期,例如“只在周末”。
转发-可选项,在违反规则时输入ID激活转发开关。
允许设置-可以设置在采取行动前“允许”目标违反规则次数的一组属性值。
发送手机短信-将警报描述文本框里的文字以短信的形式发送给一个或更多手机号码。
从传感器解除-创建一个临时解除机制,能够暂停设置好的检测区域规则,允许个别目标从区域通过而不触发警报。这个选项在“解除”标签中。
7、系统阈值设定流程
参见图9,图9为系统阈值设定流程图。
通过两个小步骤完成阈值设定目标物体自动检测:阈值理想情况下,我们可以设置一个统一的固定的阈值,高于阈值的部分就可以被检测到。然而现实情况中,由于草坪,树木,路标等物体的影响,固定的阈值并不能满足要求,这就需要用到动态阈值。我们截取信号的一部分来说,在这个部分区域内有物体比相对值较高。但是如果移动到下一个区域时,该区域可能会有更高的值出现。因此如果使用固定的阈值,可以说高于阈值之上的物体都能检测到。但是如果信号波动,要使误报率较低,那么就要使用动态的阈值。阈值随着信号的变化而变化,因为平均值是变化的。在本过程中,需要设置两个参数,第一个是区域规格,第二个是阈值与平均值的差值。这两个参数影响了检测的灵敏度。
关于这两个参数是如何影响灵敏度,请看以下问题:
1、如果差值较高,灵敏度会怎么样变化?
灵敏度会下降,因为降低了检测到目标的可能性,会造成漏报。
2、如果信号的区域规格设置变大,灵敏度会怎么样变化?
在理想状态下,如果区域规格变大,平均值会下降,差值也会相应的下降,阈值也会下降,所以灵敏度会上升。检测到目标物体的可能性也会增大。然而,如果区域规格过大,该区域内如果有另一个目标出现,平均值升高,灵敏度会下降。因此建议区域规格值的设置范围为要检测的目标的2-3倍。举例来说,如果要检测的目标物体大约为4米,如果把区域设置为4米,那么平均值差不多也为4米,加上差值,阈值会大于4米,不能检测到物体。如果该区域变大,就能获取一些噪点,那么平均值就能下降,然后就可以检测到物体了。
8、跟踪摄像机目标自动跟踪自动控制工作流程
参见图10,图10为摄像头目标自动跟踪自动控制工作流程图。
跟踪摄像机(PTZ摄像机)的作用是跟踪查看由系统判断为威胁的目标物体。系统软件可直接指挥这些摄像机移动到具体位置,也可通过第三方摄像机控制应用程序实现。警报优先级别-允许选择将“轻重缓急”添加给每条触发“行为”的规则。有五种优先级别:最低、低、中、高和最高。在“摄像头组”部分也有相似的设置,单独的摄像头也可以执行只跟随那些违反某种指定优先级别(或以上)规则的跟踪目标。
9、服务器系统工作流程以及主要硬件技术指标:
参见图11,为服务器系统工作流程图。
设备主要部件说明如下:
磁盘空间和访问速度:硬盘速度会影响内部数据库的速度。本发明与许多数据库的应用程序不同,它对数据库更多地是写入信息,而不是读取,所以磁盘的速度很重要。
内存:系统在内存中保存了大量临时数据,访问数据库也需要额外的RAM。系统的负载越多,内存使用量就越大。.
网络带宽:该系统主要处理目标/跟踪数据,因此对带宽的要求并不高。每个跟踪的数据量都很小,所以对带宽的要求完全取决于目标跟踪的数量。当然,系统添加的雷达数量越多,跟踪的总量也会越大。每台雷达生成的数据量也取决于它的范围,虽然雷达的某些模式可以在很大程度上降低网络带宽,但这些设置是由每个站点的具体需求所决定的。我们建议使用RAID子系统来提高速度,并做冗余。此外,存储的大小将决定了能够存储多少数据。存储空间的占用比例则是由进入数据库的跟踪数量决定的。
10、三维实景电子地图/车辆、行人模型/图标数据库
图12为三维实景电子地图/车辆、行人模型/图标数据库图,13为三维实景电子地图导入与编辑过程图,图14为车辆模型调用与模糊匹配流程图,图15为三维实景电子地图与三维车辆以及雷达数据融合形成动态监控平台流程图。
由于雷达数据采集后虽然通过各种算法或数据模型以及图标的方式进行显示,但是该信息量仍然很少,仍然没有办法像视频图像那样给交通管理者更加直观清晰的视频图像信息,尤其是当道路上的车辆、行人出现异常情况时这种需求就变得尤为重要了。本系统为了能够使管理者能够一目了然的获得更加准确的现场信息,因此本系统特采用三维实景电子地图与雷达信息、车辆模型信息多项数据融合技术来完成,系统不仅通过直观的地理实景模拟表现方式,为用户提供地图查询、事件事故位置信息精确定位、周围环境详细了解等功能,更可以了解整条道路的交通状态、路况状态、事件事故现场情况等重要信息,更可以将附近的生活商圈、加油站、虚拟社区、救援中心、医院、消防整重要机构等重要信息全部融合进来,给管理者制定一系列的救援方案提供重要数据支撑。另外为了适应更多的管理需求和项目特殊性需求本系统也支持图片导入、二维电子地图导入、离线地图数据导入等多种功能。
三维实景地图的模拟功能主要有以下几个特性:
1)立体性
三维实景地图是一种给读者立体感的地图,各种地理要素及专题信息在图上表示时都要有一定的深度感,并且当一个要素被其他要素遮挡时,在图形上要作消隐处理。这是与传统的二维地图的本质区别。
2)方位性
三维实景地图是一种在特定视角下展现的地图,因而它不能展示真实世界的全貌。如果要了解真实世界的全貌,必须利用计算机高速处理能力,连续生成不同角度的三维实景地图。这样读者才可以动态地、全方位地观察真实世界。
3)直观性
三维实景地图的实质就是模拟人的视觉,利用计算机技术得到一种“眼睛看到的真实地图”,可以一目了然获取地理信息。
4)真实性
利用空间手段制作的立体地图,往往是采用了高精度的卫星影像数据作为地理信息背景,通过数字城市中的虚拟现实仿真手段,真实表现地表信息,给读者提供最直接、最具真实感和最丰富的信息。
在三维实景地图中,除了对现实世界的直接描述外,通过算法的使用,其在模拟未来规划和可能发生的现象和事件上具有二维地图不可比拟的优势,对地图的模拟功能进行了拓展。人们可以通过三维实景地图看到某待建小区建成后的场景或者某堤坝溃堤后造成的灾害场景,这种对未发生的场景的预测模拟功能,也是二维地图无法实现的。
11、工作站工作流程
参见图16,图16为工作站工作流程图。
该工作站主要起到人机交互、数据查看、报警信息查看或确认以及简单的日常操作的作用。其他功能与服务器一样,因此本处不再做详细的描述。
12、系统人机交互界面图,可参见图17~22。
本发明实施例提供的系统具有远距离大范围探测能力、交通态势感知能力和极低的误报率。单个高频雷达可扫描1000米范围内的检测区域或路面(单向多车道、双向多车道、互通交叉车道),其检测的路况异常类型包括:车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、行人、禁止通行等重要事件,对异常事件几秒钟就可以形成报警予以提示。
运动信息采集类型包括:车辆流量、车辆速度、车辆分型等。
系统能够根据小型车、中型车、大型车、行人、动物等不同特征而进行识别分类,并能够对其持续跟踪定位,直到它离开检测区域为止。此外系统能够根据其运动规律和方向以及及时速度通过综合分析后提供人性化的威胁评估报告给管理者,进行应急制定方案使用。
系统可提供具有针对于隧道、桥梁以及地面等不同环境的自动事件检测功能。
系统所提供的全套解决方案不会被自然或人为的光线变化所影响,包括隧道的“黑白洞”现象所影响,还可以在极恶劣条件下正常工作,包括雨、雪、雾、烟、灰尘等,甚至是全黑的环境下24小时都可以保持较高的检测精度始终不变。
系统可通过创建或设定组合参数,对有可能构成威胁的行为规则进行详细定义。包括如:车辆速度、移动方向、大小、检测区域、行驶时间、每周或每日动作重复的频率。系统按照这些行为判定标准进行自动分类,按照与之定义的对应动作指令进行动作。指令包括引导最合适的摄像机进行自动跟踪、警报提示方式以及对外联动控制等。
系统拥有综合集成管理平台,用来显示和管理所有的目标信息、威胁等级、报警数据、系统活动、健康诊断、雷达传感器、摄像机和记录数据。
系统支持实时以XML数据格式输入输出,可通过以太网交换机、网络中心管理服务器或应用程序接口输入指令,能够更加容易集成到第三方平台中去,并可实现远程控制功能。
系统内嵌大型三维GIS地图功能,可对被检测的物体、车辆、行人以及异常事件进行实时定位和详细查看功能。
系统通过SQL数据库可以对所有的历史报警信息进行快速的检索和查找。并可以回顾事故车辆的运动轨迹,以便我们能够对所发生的事件原因进行深入分析。系统也可以将所有的报警信息自动汇总成Excel电子表格供我们使用。
系统可以在检测区域覆盖的范围内内沿途追踪每一个车辆单个车辆,并在数据库中储或GIS地图中存储和实时显示其位置、方向、及时车速、车型、ID号码,经纬度、方向角等信息,并可根据车辆沿途点位信息快速定位车辆行驶路径,为交警执法提供了重要基础保障。
大雾天气时提供详细的车辆诱导方案:雾天车辆诱导是高速公路现阶段一个最重要的解决课题,然而现阶段所有的产品都无法解决这一难题,其主要原因在于当雾天来临时所有的监控摄像机都将失去所用,监控中心对高速公路现场几乎一无所知,无法真实有效的掌握现场情况,无法指挥调度所有应急设备几乎处于瘫痪状态。而下面的司乘人员更无法获知前方道路状态,一旦出现交通事故只能慢慢等待,更无法通过路面的频闪灯来引导自己出去。然而本系统确实完美的解决了这一问题,系统能够在任何天气情况下都能准确无误的检测并获知检测区域内所有车辆位置情况,道路通行情况,甚至交通事故车辆所在位置,并可快速定位,监控人员通过如此的重要信息,通过广播信息来实时疏导交通,引导司乘人员离开危险区域,设备可以联动道路上安装的频闪设备和诱导显示屏或其他信息设备,能够更加有效快速的实现雾天车辆诱导,也为故障救急提供了重要基础保障。以上技术现有所有设备都无法实现此功能。
实施例3
本发明实施例3提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统,该系统包括至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器、数据采集分析处理器、中心综合管理工作站、中心管理服务器,其中:
至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器,设置于至少一个路段中;
中心综合管理工作站,用于接收用户的检测指令,并将用户的检测指令发送给中心管理服务器,其中,检测指令中包括至少一个路段中的待检测路段的标识信息;
中心管理服务器,用于接收检测指令;
中心管理服务器,还用于获取预设的至少一个路段的标识信息与多要素全方位跟踪检测雷达传感器的第一对应关系;
中心管理服务器,还用于根据第一对应关系,确定出检测指令中包括的待检测路段的标识信息对应的目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器;
中心管理服务器,还用于通过数据采集分析处理器,实时控制目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取待检测路段中的至少一个待检测对象的运动信息,其中,每个待检测对象的运动信息包括该待检测对象的标识信息、车型、运动速度、运动方向、位置信息、尺寸信息、方向角中的至少一个信息;
中心管理服务器,还用于通过数据采集分析处理器,实时控制目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取待检测路段中的至少一个天气信息;
中心管理服务器,还用于根据至少一个待检测对象的运动信息和/或至少一个天气信息,判断待检测路段中是否存在异常事件。
上述待检测对象,可为车、人或抛撒物等。
数据采集分析处理器,可通过目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器中的各雷达,实时获取该雷达与任一待检测对象的距离、该距离变化率、该待检测对象的径向速度、方位、高度、状态、大小,将这些信息发送给中心管理服务器,中心管理服务器可通过预设的数学计算公式,根据该雷达与该待检测对象的距离、该距离变化率、该待检测对象的径向速度、方位、高度、状态、大小,计算出该待检测对象的车型、运动速度、运动方向、尺寸信息、方向角中的至少一个信息,通过目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器中的定位设备,实时获取至少一个待检测对象的位置信息。其中,上述预设的数学计算公式,可为现有技术中的根据雷达获取到的信息计算待检测对象的运动信息的公式,这里不进行赘述。
数据采集分析处理器,可通过目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器中的多要素天气检测传感器,实时获取待检测路段中的至少一个天气信息。
上述任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器以及数据采集分析处理器,还可包括3G/4G/5G/WIFI通信设备,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器中的任一设备以及数据采集分析处理器之间,可通过3G/4G/5G/WIFI通信设备建立信号连接,或者通过光纤电缆建立电连接,从而实现信息传输。
本发明实施例提供的系统,可通过多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取待检测路段中的待检测对象的运动信息以及该待检测路段的天气信息,然后根据这些信息判断该路段中是否存在异常事件,解决了现有技术中人工判断道路中是否存在异常事件效率较低的问题。另外,该系统不受天气和光线影响,解决了现有技术中受各种天气和光线影响无法检测道路异常事件的问题。
在一种实施场景中,中心管理服务器,具体用于:
获取待检测路段对应的至少一个预设的路况异常事件条件;
针对每个待检测对象的运动信息,判断该待检测对象的运动信息是否符合待检测路段对应的至少一个预设的路况异常事件条件;
若判断结果为是,则判定待检测路段中存在异常事件,并确定出该待检测对象对应的异常事件类型;
若判断结果为否,则判定待检测路段中不存在异常事件;
和/或
针对每个天气信息,判断该天气信息是否符合待检测路段对应的至少一个预设的路况异常事件条件;
若判断结果为是,则判定待检测路段中存在异常事件,并确定出该天气信息对应的异常事件类型;
若判断结果为否,则判定待检测路段中不存在异常事件。
其中,上述任一异常事件类型可为车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛撒物、行人、违章变道、特定区域的非法入侵或天气异常。
上述至少一个预设的路况异常事件条件,可为根据实际情况设置的条件,比如,某一条件可以是某一交通规则,或者是道路中存在行人等,这里不进行任何限定。
在一种实施场景中,中心管理服务器,还用于根据至少一个运动信息,以及预设的电子地图,确定出待检测路段以及至少一个待检测对象对应的三维实景地图,其中,至少一个待检测对象的图标在三维实景地图中的相对位置关系,与至少一个待检测对象在待检测路段中的相对位置关系相同;
中心管理服务器,还用于将三维实景地图发送给中心综合管理工作站;
中心综合管理工作站,还用于接收并显示三维实景地图。
在一种实施场景中,上述系统还可包括本地报警设备和/或道路管理信息中心系统,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器中包括至少一个摄像头;
本地报警设备,设置于待检测路段中,与数据采集分析处理器连接;
至少一个摄像头,与数据采集分析处理器连接;
若判定待检测路段中存在异常事件,并确定出该待检测对象对应的异常事件类型,则中心管理服务器,还用于:
获取至少一个预设异常事件类型与报警处理操作的对应关系,其中,报警处理操作包括标记操作、输出报警信息操作以及摄像头追踪操作中的至少一个操作;
判断该待检测对象对应的异常事件类型对应的目标报警处理操作;
执行目标报警处理操作;
其中,标记操作,为将该待检测对象的图标标记为预设颜色的操作;
输出报警信息操作,为通过数据采集分析处理器控制本地报警设备输出与该待检测对象对应的异常事件类型对应的报警信息,和/或向道路管理信息中心系统发送该待检测对象对应的异常事件类型对应的报警信息;
摄像头追踪操作,为在至少一个摄像头中确定出与该待检测对象距离最近的目标摄像头,通过数据采集分析处理器控制目标摄像头实时采集该待检测对象的图像,通过中心综合管理工作站显示图像。
其中,道路管理信息中心系统,可以是现有生活中交通部门的道路管理系统。
在一种实施场景中,可事先设置不同的异常事件类型对应的严重等级,并设置不同严重等级对应的不同报警处理操作。比如,若某一异常事件类型对应的报警处理操作可为:将待检测对象对应的图标标记为黄色,输出报警信息,摄像头实时追踪该待检测对象。其中,输出的报警信息包括的内容可为:待检测对象的标识信息、位置信息、异常事件类型。
若判定待检测路段中存在异常事件,并确定出该天气信息对应的异常事件类型,则服务器中心管理服务器,还用于执行输出报警信息操作。
其中,天气异常中还可包括不同天气异常情况,比如大雪、大雨、能见度低等。可事先设置不同天气异常情况与输出的报警信息内容的对应关系,比如,若该天气信息对应的异常事件类型为天气异常中的可见度低,则中心管理服务器,具体用于输出包括交通疏导信息的报警信息。
本发明实施例提供的系统,可自动检测道路中是否存在异常事件,并确定出异常事件类型,根据不同类型执行不同报警处理操作,使得用户可以知道道路中发生了什么异常事件,提高警惕,提高了检测道路中是否存在异常事件的效率、准确性,并提高了道路中的行人以及开车司机的安全性。
本发明实施例3还提供一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警方法,该方法适用于上述任一实现形式的系统中,该方法的流程示意图可参见图23,该方法包括下述步骤:
步骤201,所述中心综合管理工作站,接收用户的检测指令,并将所述用户的检测指令发送给所述中心管理服务器,其中,所述检测指令中包括所述至少一个路段中的待检测路段的标识信息;
步骤202,所述中心管理服务器,接收所述检测指令;
步骤203,所述中心管理服务器,获取预设的至少一个路段的标识信息与多要素全方位跟踪检测雷达传感器的第一对应关系;
步骤204,所述中心管理服务器,根据所述第一对应关系,确定出所述检测指令中包括的所述待检测路段的标识信息对应的目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器;
步骤205,所述中心管理服务器,通过所述数据采集分析处理器,实时控制所述目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取所述待检测路段中的至少一个待检测对象的运动信息,其中,每个待检测对象的运动信息包括该待检测对象的标识信息、车型、运动速度、运动方向、位置信息、尺寸信息、方向角中的至少一个信息;
步骤206,所述中心管理服务器,通过所述数据采集分析处理器,实时控制所述目标多要素全方位跟踪检测雷达传感器,获取待检测路段中的至少一个天气信息;
步骤207,所述中心管理服务器,根据所述至少一个待检测对象的运动信息和/或所述至少一个天气信息,判断所述待检测路段中是否存在异常事件。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警系统,其特征在于,所述系统包括至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器、数据采集分析处理器、中心综合管理工作站、中心管理服务器,至少一个通信传输设备,其中:
所述至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器,设置于至少一个路段中,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、所在车道、运动轨迹、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
所述中心管理服务器,用于接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数据采集分析处理器,具有异常事件检测功能,具体用于:
给所述至少一个多要素全方位跟踪检测雷达传感器设定检测区域、检测车道;
调取数学运算模型获取每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息;
将获取到的每个目标物体实时的运动速度、方向、距离、目标夹角、轨迹、行驶时间、所在区域信息输送到预先设定好的报警判定规则模型和报警类型判定规则模型中进行校验,筛选出符合条件的数据对应的目标物体进行标定、输出警报信息,其中,标定是指在三维实景地图中,将目标物体标为不同颜色;
启动跟踪摄像机,对目标物体进行实时跟踪查看;
获取跟踪摄像机的视频图像,送到所述中心综合管理工作站供管理人员实时查看录像使用。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,异常事件类型包括:车辆停驶、交通事故、车辆拥堵、车辆排队、车辆逆行、车辆慢行、抛撒物、行人、违章变道以及特定区域的非法入侵、异常天气。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器,具有交通数据采集功能,具体用于:
测量距离,实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离;
测量目标方位,是利用天线的尖锐方位测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量,测量仰角靠窄的仰角波束测量,根据仰角和距离就能计算出目标高度;
测量速度,是雷达根据自身和目标物体之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理,雷达接收到的目标物体回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率,从多普勒频率中提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率,当目标物体与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,车辆分型是按照车辆的长度进行划分,所述系统通过预先设定的规则并启用目标识别跟踪数学模型来判断待检测对象是车辆、行人、抛撒物,并将该信息上传到中心管理服务器或中心综合管理工作站上,在所述系统用户界面上进行调取与之对应图标并实时显示。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述系统数据库用于数据存储与数据输出。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,当定义的某一规则被违反或者符合某些定义的判断条件时,在系统中生成与定义规则报警类型一致报警。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述跟踪摄像机的作用是跟踪查看由系统判断为威胁的目标物体,系统直接指挥这些摄像机移动到具体位置,或通过第三方摄像机控制应用程序实现。
9.一种全方位检测雷达的路况感知异常事件检测报警方法,其特征在于,应用于如权利要求1~8中任一项系统中,所述方法包括:
任一多要素全方位跟踪检测雷达传感器采用77GHz工作频率以360°快速扫描的方式对检测区域内所有的静止目标物体和移动目标物体进行扫描,并获取每个目标物体的原始雷达数据信息,该多要素全方位跟踪检测雷达传感器通过自身多要素传感器和综合气体传感器获取多要素气象数据信息和综合气体数据信息,并通过一个通信传输设备将所述原始雷达数据信息推送到所述数据采集分析处理器上进行实时分析处理;
所述中心综合管理工作站,向操作员提供人机交互界面,提供图形操作界面,实现对应用程序参数的设置、显示报警结果和启动相应的操作程序,并完成数据交换、系统通讯、集中报警、预案生成、联动方案下发执行、图形显示、报警事件数据录存查、报表生产、与第三方联动指令发送、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报工作内容的工作;
所述数据采集分析处理器,启用检测区域模型、数据分析模型、干扰滤除模型、目标跟踪模型、轨迹建立模型、逻辑判断模型、报警输出规则模型以及交通数据采集模型后,对全方位跟踪检测雷达传感器发送过来的原始数据进行实时分析处理,形成所述每个目标物体的数据信息,任一数据信息包括即时速度、运动方向、所在车道、运动轨迹、经纬度、目标尺寸、ID编号、方向角信息,并通过逻辑判断模型和报警输出规则模型检验所述每个目标物体当中有无异常事件的发生,并输出报警结果到所述中心管理服务器上进行实时汇总、报警和显示用;
所述中心管理服务器,接收所述中心综合管理工作站发送过来调用数据信息和系统参数设置信息的请求,并将相应数据推送到所述中心综合管理工作站上用于管理人员查看使用,并将所述系统参数设置信息保存到数据库中,将所述系统参数设置信息发送到各个控制单元并启用参数指令运行相关功能模块;
所述中心管理服务器通过对应的通信传输设备与所述数据采集分析处理器进行通信,获取数据采集分析处理器发过来的数据信息、报警信息、视频信息,并对所述数据采集分析处理器下发控制指令、参数设定指令、联动指令,启动数据库对所述系统中的所有数据进行存储,并于人机交互工作进行数据通信,回报报警信息、并接受并完成所述中心综合管理工作站下发过来的所有信息以及控制指令,完成所述系统中所有数据采集分析处理器配置信息、搭建系统架构、建立网络数据链路、本地或远程维护、数据查看、筛选、导出工作,处理所有潜在的或可能形成事故的关键信息,启动相应的决策规则加以处理,与监控数据服务器进行信息交互,向道路监控系统或第三方提供SDK二次开发包或API数据接口,实现与监控系统的联动、声音报警,所述中心管理服务器主要完成数据交换、存储功能、系统通讯、维护、集中报警、预案生成、联动方案执行、加载GIS电子地图、图形加速引擎、车辆行人异常事故事件检测与报警、图像存储、数据存储、报警事件录像存查、报表生产、与第三方联动指令发送、设备系统参数设定、发送预设方案、日常操作人机界面集中警报的工作。
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