CN112147604A - 一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法：包括以下步骤：步骤1：根据周界设定全局坐标；步骤2：获取全局坐标中雷达对应的基准值；步骤3：根据获取的雷达对应的基准值构建坐标转换算法；步骤4：根据雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。设置全局坐标，全局坐标中的每个雷达均设置有基准值，通过全局坐标中雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息，便于安保人员定位入侵事件的发生位置，也便于在图形界面中展示入侵目标的轨迹信息。

Description

一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法
技术领域
本发明属于监测技术领域，涉及一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法。
背景技术
周界安防主要实现当有人穿越预定防区时能可靠报警，并输出入侵事件的位置及其它相关信息，供安防人员处置时使用。要求系统能在各种恶劣天气或环境(大风、雨雪、雷电、扬尘、雾霾、高低温)下连续可靠工作。传统的周界防范有多种方式，可以分为有形、无形两种。有形的包括高压脉冲电网、泄露电缆、液压张力网、振动光纤等，其施工成本和造价高，且因其有形易遭破坏。无形的有红外对射，微波对射，激光对射等，易受环境和天气影响，容易产生误报。
另外可以采用毫米波雷达发射与接收高频电磁波来探测目标，后端信号处理模块利用回波信号计算出运动物体的坐标、速度、方向、距离、角度等目标信息。毫米波雷达能全天候工作，不受环境和天气影响。但是，通过多个雷达协同探测目标的过程中，由于不同的雷达之间监测的范围不同，导致不能生成目标完整的轨迹，不利于周界安防。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，解决了通过多个雷达协同探测目标的过程中，由于不同的雷达之间监测的范围不同，导致不能生成目标完整的轨迹，不利于周界安防的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，包括以下步骤：
步骤1：根据周界设定全局坐标；
步骤2：获取全局坐标中雷达对应的基准值；
步骤3：根据获取的雷达对应的基准值构建坐标转换算法；
步骤4：根据雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。
进一步地，所述基准值包括雷达在全局坐标中的坐标和坐标轴方向。
进一步地，所述坐标转换算法为：
xm＝x′×cosθ+y′×sinθ+dx
ym＝-x′×sinθ+y′×cosθ+dy
其中，xm、ym分别为雷达捕获目标的实时局部坐标输出的全局坐标的X轴、Y轴坐标；x′、y′分别为雷达捕获目标的实时局部坐标的X轴、Y轴坐标；dx、dy分别为雷达在全局坐标中的X轴、Y轴坐标；θ为雷达在全局坐标中的坐标轴方向。
进一步地，所述全局坐标中的两个以上的雷达存在重叠区域，若目标首先进入重叠区域，则通过任意一个雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算；若目标首先进入非重叠区域的其中一个雷达的覆盖区域则通过该雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，设置全局坐标，全局坐标中的每个雷达均设置有基准值，通过全局坐标中雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息，便于安保人员定位入侵事件的发生位置，也便于在图形界面中展示入侵目标的轨迹信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例1
本发明实施例提供的一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，包括以下步骤：
步骤1：根据周界设定全局坐标；
步骤2：获取全局坐标中雷达对应的基准值；
步骤3：根据获取的雷达对应的基准值构建坐标转换算法；
步骤4：根据雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。
本发明的工作原理为：雷达优选毫米波雷达，毫米波雷达的发射与接收高频电磁波来探测目标，后端信号处理模块利用回波信号计算出运动物体的坐标、速度、方向、距离、角度等目标信息。毫米波雷达能全天候工作，不受环境和天气影响。使用时，首先根据周界设定全局坐标，关于全局坐标的设定，首先可以构建待监测区域的电子地图，在该电子地图中根据周界设定全局坐标。全局坐标设定完成后，根据雷达安装的位置确定雷达在全局坐标中的基准值，其中，所述基准值包括雷达在全局坐标中的坐标和坐标轴方向。然后构建坐标转换算法的模型，构建完毕后。工作时，通过全局坐标中雷达捕获目标的实时局部坐标带入到坐标转换算法，然后将该雷达的基准值带入到坐标转换算法，通过坐标转换算法计算得到局部坐标在全局坐标中的位置，通过连续输出的全局坐标生成轨迹信息。便于安保人员定位入侵事件的发生位置，也便于在图形界面中展示入侵目标的轨迹信息。
具体地，所述坐标转换算法为：
xm＝x′×cosθ+y′×sinθ+dx
ym＝-x′×sinθ+y′×cosθ+dy
其中，xm、ym分别为雷达捕获目标的实时局部坐标输出的全局坐标的X轴、Y轴坐标；x′、y′分别为雷达捕获目标的实时局部坐标的X轴、Y轴坐标；dx、dy分别为雷达在全局坐标中的X轴、Y轴坐标；θ为雷达在全局坐标中的坐标轴方向。
实施时，根据雷达捕获目标的实时局部坐标的X轴、Y轴坐标x′、y′，以及根据雷达在全局坐标中的坐标轴方向θ，将雷达对应的局部坐标顺时针或者逆时针旋转θ度，然后根据雷达在全局坐标中的X轴、Y轴坐标dx、dy进行移动，使得该雷达的局部坐标与全局坐标完全重叠，由此就可以得到雷达采集的局部坐标转化为全局坐标的坐标。
实施例2
本发明实施例提供的一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，包括以下步骤：
步骤1：根据周界设定全局坐标；
步骤2：获取全局坐标中雷达对应的基准值；
步骤3：根据获取的雷达对应的基准值构建坐标转换算法；
步骤4：根据雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。
所述基准值包括雷达在全局坐标中的坐标和坐标轴方向。
所述全局坐标中的两个以上的雷达存在重叠区域，若目标首先进入重叠区域，则通过任意一个雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算；若目标首先进入非重叠区域的其中一个雷达的覆盖区域则通过该雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算。
实施时，多个雷达布局在全局坐标中，两个及以上的雷达的范围可能存在重叠区域，为了避免两个及以上的雷达同时捕获到目标的实时局部坐标后均通过坐标转换算法进行计算转换为全局坐标造成数据的重复处理。
实际上，两个及以上的雷达的范围存在重叠区域是存在两种情况。两个及以上的雷达同时捕获到目标时，存在两种情况，其中一种为：判断目标是否首先进入非重叠区域的其中一个雷达的覆盖区域然后再移动到其他的雷达覆盖范围；另一种为：目标同时进入两个及以上的雷达的重叠区域。
如果是首先进入非重叠区域的其中一个雷达的覆盖区域然后在移动到其他的雷达覆盖范围这种情况，则以该雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算。
如果是同时进入两个及以上的雷达的重叠区域这种情况，则通过任意一个雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算。
通过上述的方法使得始终只通过一个雷达采集的目标的局部坐标和盖雷达的基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据周界设定全局坐标；
步骤2：获取全局坐标中雷达对应的基准值；
步骤3：根据获取的雷达对应的基准值构建坐标转换算法；
步骤4：根据雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过坐标转换算法进行计算，连续输出其全局坐标生成轨迹信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，其特征在于：所述基准值包括雷达在全局坐标中的坐标和坐标轴方向。
3.根据权利要求2所述的一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，其特征在于：所述坐标转换算法为：
xm＝x′×cosθ+y′×sinθ+dx
ym＝-x′×sinθ+y′×cosθ+dy
其中，xm、ym分别为雷达捕获目标的实时局部坐标输出的全局坐标的X轴、Y轴坐标；x′、y′分别为雷达捕获目标的实时局部坐标的X轴、Y轴坐标；dx、dy分别为雷达在全局坐标中的X轴、Y轴坐标；θ为雷达在全局坐标中的坐标轴方向。
4.根据权利要求1所述的一种基于雷达坐标转换的入侵轨迹计算方法，其特征在于：所述全局坐标中的两个以上的雷达存在重叠区域，若目标首先进入重叠区域，则通过任意一个雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算；若目标首先进入非重叠区域的其中一个雷达的覆盖区域则通过该雷达捕获目标的实时局部坐标和基准值通过转换算法进行计算。
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