CN112349055A - 一种基于雷达与视频联动的目标监测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于雷达与视频联动的目标监测装置和方法，包括：射频识别模块，用于通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标；雷达，用于记录非授权目标的运动轨迹；视频获取模块，用于根据雷达的定位信息拍摄非授权目标的视频图像；前端控制模块，用于根据视频图像初步判断是否对非授权目标进行报警，并根据视频复核模块反馈的复核结果最终判断是否需要报警；视频复核模块，用于根据其获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至前端控制模块；报警模块，用于根据前端控制模块的指令进行报警。其对监测区域进行全天时全天候主动监测、不受环境因素影响，准确率高，漏报率、误报率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于雷达与视频联动的目标监测装置和方法，属于目标监测技术领域。
背景技术
随着社会的发展，人们出行需求愈发旺盛，公路、铁路四通八达，形成错综复杂的交通路网，大量重点路段、平交道口、车站咽喉区、旅客站台等重要区域安全因素愈发凸显。上述区域覆盖范围较大，缺乏有效手段防范周围人群以及野生动物进入，威胁到交通运输安全。故需要对交通路网中特定区域进行全天候、全天时、主动式的安全防护监测。但传统的人工守望、警示、驱离的监测方式，效率低下，当监测范围较大，或者进入的动物较小时容易漏掉，且人工监测受人员精力、天气状况、照明条件等的影响较大，已不能满足交通路网的日常安全防护工作需要。
除了人工监测的方法外，现有技术中也包括一些自动进行目标监测的方法，其主要包括：视频分析技术、振动光纤监测和红外对射监测，这些监测方法普遍存在误报和漏报严重、受雨雪等天气环境因素影响较大等问题，不能实现全天候全天时监测，不能有效区分合法进入等多方面的不足。
因此，如何全天候全天时主动式的对特定区域进行目标监测是本领域中一个亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于雷达与视频联动的目标监测装置和方法，其对监测区域进行全天时全天候主动监测、主动跟踪录像、自动警示驱离，不受雨雪雾等天气情况、光照等环境因素、监测区域活动的飞鸟及其他动物的影响，准确率高，漏报率、误报率低。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于雷达与视频联动的目标监测装置，包括：射频识别模块、雷达、视频获取模块、前端控制模块、视频复核模块和报警模块；射频识别模块，用于通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标；雷达，用于记录经过射频识别模块识别的非授权目标的运动轨迹；视频获取模块，用于根据雷达的定位信息拍摄非授权目标的视频图像；前端控制模块，用于根据视频图像初步判断是否对非授权目标进行报警，并根据视频复核模块反馈的复核结果最终判断是否需要报警；视频复核模块，用于根据其获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至前端控制模块；报警模块，用于根据前端控制模块的指令进行报警。
进一步，监测装置还包括总控模块，用于实现对雷达及其他所有模块的集中统一管理，接收、处理、存储前端控制模块的报警信号和射频识别标签，提供监测区域实时、录像视频的调阅。
进一步，视频获取模块包括若干第一摄像机，视频复核模块包括若干第二摄像机，第一摄像机、第二摄像机、射频识别模块和雷达均安装在垂直吊杆或T型吊杆或墙壁上。
进一步，第一摄像机为球形摄像机，前端控制模块设置于球形摄像机中，第二摄像机为枪形摄像机。
进一步，雷达离地高度至少2.5米，且雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最小直线距离必须大于MinL，同时雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最大直线距离必须小于MaxL；其中，MinL＝H×cotA；MaxL≤MaxP；cotA为角度A的余切，角度A为11°-15°，雷达探测边界距离防区边界的距离为L，雷达离地高度为H，雷达探测距离为P。
进一步，报警模块包括室外音响、显示屏、高音喇叭、蜂鸣器和LED灯中至少一种；其均安装在同一吊杆或挂壁上。
本发明还公开了一种基于雷达与视频联动的目标监测方法，包括以下步骤：S1通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标；S2记录非授权目标的运动轨迹；并拍摄非授权目标的视频图像；S3根据视频图像初步判断是否对非授权目标进行报警；S4根据视频复核模块获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至前端控制模块；S5只有当前端控制模块和视频复核模块均认为需要报警时才报警，由前端控制模块向报警模块发出报警信号，报警模块根据报警信号报警。
进一步，步骤S2中拍摄所述非授权目标的视频图像的方法为当非授权目标为单个时，视频获取模块对非授权目标进行跟踪录像；若非授权目标为多个时，则根据各个非授权目标进入监测区域的顺序进行视频拍摄，视频获取模块优先跟踪录像第一个进入的非授权目标，若其离开监测区域，或者在监测区域内停止超过预设时间，则对第二个进入的非授权目标进行跟踪录像。
进一步，步骤S3中前端控制模块初步判断是否对非授权目标进行报警的方法为：根据步骤S2中非授权目标的运动轨迹判断非授权目标是否进入监测区域；若非授权目标进入监测区域，判断是否存在仍未离开授权目标，若存在，则不报警；若不存在，则报警；若非授权目标未进入预设监测区域，则不报警。
进一步，步骤S4中对步骤S3中报警结果进行复核的过程包括：将步骤S3初步判断需要报警的非授权目标图像与视频复核模块中第二摄像机获得的图像进行对比，判断第二摄像机获得的图像是否也符合报警条件，若仍然符合则认为步骤S3中报警信息真实，否则，认为步骤S3中的报警信息为误报警。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：其通过在监测区域附近设置雷达、前端控制模块、球形摄像机实现全天候全天时主动探测、联动跟踪录像；通过在监测区域附近设置前端报警部件实现声音、图文的主动警示与驱离；通过设置的视频录像存储模块提供至少7×24小时的视频录像存取；通过设置的视频分析复核模块对告警进行复核，减少误报、减少人工介入工作量；通过监测系统实现设备、告警等数据的集中统一管理、统一发送。其不受监测区域活动的飞鸟及其他动物、雨雪等天气、光照等环境因素的影响，同时对非法闯入目标实现声音、图文的主动式警示及驱离，能识别合法进入。本发明对目标区域进行监测，告警漏报率极低、误报率极低、应用范围广、有效节约人力成本。
附图说明
图1是本发明一实施例中基于雷达与视频联动的目标监测装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例中基于雷达与视频联动的目标监测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
本实施例公开了一种基于雷达与视频联动的目标监测装置，如图1所示，包括：射频识别模块、雷达、视频获取模块、视频录像存储模块、前端控制模块、视频复核模块、报警模块和总控模块。
射频识别模块，用于通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标。视频获取模块、射频识别标签为配套产品。
雷达，用于记录经过射频识别模块识别的非授权目标的运动轨迹，雷达设置在监测区域附近，全天时全天候主动探测移动目标并上报。
视频获取模块，用于根据雷达的定位信息拍摄非授权目标的视频图像，其设置在雷达附近，识别进入的射频识别标签，具有射频识别标签的为授权目标，没有射频识别标签的为非授权目标。记录目标是授权目标还是非授权目标，记录授权目标和非授权目标进入、离开监测区域的信号，并将其传送至前端控制模块。
视频录像存储模块设置在机房，对各监测区域的视频录像进行集中存储。
前端控制模块，用于根据视频图像初步判断是否对非授权目标进行报警，并根据视频复核模块反馈的复核结果最终判断是否需要报警。其设置在视频获取模块中，接收雷达探测的移动目标信息、调动视频获取模块联动跟踪、绘制目标的运动轨迹，并获得与该运动轨迹对应的目标视频图像，根据监测区域和射频识别模块的判断的目标类型产生报警信号，将产生的报警信号传送至报警模块，并上报报警信号到总控模块。
视频复核模块，用于根据其获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至前端控制模块；视频复核模块设置在机房，利用其抓取的视频图像对总控模块接收到的前端控制模块的报警信号进行视频复核。
报警模块，用于根据前端控制模块的指令进行报警。报警模块设置在监测雷达附近，接受前端控制模块的报警信号，并根据报警信号采用声音、文字等方式进行警示和驱离。报警模块包括室外音响、显示屏、高音喇叭、蜂鸣器和LED灯中至少一种；其均安装在同一吊杆或挂壁上。其中吊杆可以是垂直吊杆或T型吊杆。报警模块也可以设置为立地式。
总控模块，用于实现对雷达及其他所有模块的集中统一管理，接收、处理、存储前端控制模块的报警信号和射频识别标签，提供监测区域实时、录像视频的调阅。
其中，视频获取模块包括若干第一摄像机，视频复核模块包括若干第二摄像机，第一摄像机、第二摄像机、射频识别模块和雷达均安装在垂直吊杆或T型吊杆或墙壁上。视频获取模块的第一摄像机通过万向节与吊杆连接。第一摄像机为球形摄像机，前端控制模块设置于球形摄像机中，第二摄像机为枪形摄像机。球形摄像机设置在雷达附近，受控于前端控制模块，实现联动跟踪录像；枪形摄像机设置在监测区域附近，采集视频分析复核模块的视频图像。
视频复核模块包括第二摄像机和视频分析服务器，视频分析服务器设置在机房，对第二摄像机采集的视频图像进行集中的视频分析，并向总控模块上报视频分析结果，事后复核是指根据第二摄像机的视频图像和视频分析服务器获得的分析结果对前端控制模块初步判断的需要报警的信号进行是否误报的自动核实。
视频录像存储模块为视频录像机，设置在机房，配备至少7×24小时存储所需介质，统一存储球形摄像机的视频录像，并提供给监测系统进行调取。视频录像存储模块通过LAN+光纤(光电转换器)与前端控制模块连接。
球形摄像机、前端控制模块、视频录像存储模块、视频复核模块和总控模块必须保持时间同步，并定时自动执行时间同步操作，执行间隔优选为30分钟至60分钟。雷达、球形摄像机必须进行方位朝向的标定校准。
雷达、球形摄像机、视频获取模块以雷达为核心，球形摄像机、视频获取模块，尽量靠近雷达，距离不超过50厘米。雷达应安装在监测区域之外，正面朝向监测区域，雷达离地高度至少2.5米，且雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最小直线距离必须大于MinL，同时雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最大直线距离必须小于MaxL；其中，MinL＝H×cotA；MaxL≤MaxP；cotA为角度A的余切，角度A为11°-15°，本实施例中角度A优选为13°，即cotA≈4.33。雷达探测边界距离防区边界的距离为L，雷达离地高度为H，雷达探测距离为P。视频获取模块的水平朝向与雷达保持一致，面对监测区域，略向水平面倾斜，倾斜角度不大于15°。
本实施例基于雷达与视频联动进行目标探测，其通过雷达对监测区域目标的主动探测，通过前端控制模块调动球形摄像机联动跟踪录像、根据射频识别标签判断是否有非法闯入目标进入监测区域，进而确定是否报警。其不受监测区域活动的飞鸟及其他动物、雨雪雾等天气、光照等环境因素的影响，报警准确率高，漏报、误报率低，应用范围广。且其同时对非法闯入目标进行主动的实时语音、图文警示及驱离，并固定视频录像以供查证。
实施例二
基于相同的发明构思，本实施例公开了一种基于雷达与视频联动的目标监测方法，包括以下步骤：
S1通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标。
S2记录非授权目标的运动轨迹；并拍摄非授权目标的视频图像。
步骤S2中拍摄所述非授权目标的视频图像的方法为：当非授权目标为单个时，视频获取模块对非授权目标进行跟踪录像；若非授权目标为多个时，则根据各个非授权目标进入监测区域的顺序进行视频拍摄，视频获取模块优先跟踪录像第一个进入的非授权目标，若其离开监测区域，或者在监测区域内停止超过预设时间，则对第二个进入的非授权目标进行跟踪录像。该预设时间在本实施例中优选为1.5s。
S3根据视频图像初步判断是否对非授权目标进行报警。
步骤S3中前端控制模块初步判断是否对非授权目标进行报警的方法为：根据步骤S2中非授权目标的运动轨迹判断非授权目标是否进入监测区域；若非授权目标进入监测区域，判断是否存在仍未离开授权目标，若存在，则不报警；若不存在，则报警；若非授权目标未进入预设监测区域，则不报警。
S4根据视频复核模块获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至前端控制模块。
步骤S4中对步骤S3中报警结果进行复核的过程包括：将步骤S3初步判断需要报警的非授权目标图像与视频复核模块中第二摄像机获得的图像进行对比，判断第二摄像机获得的图像是否也符合报警条件，若仍然符合则认为步骤S3中报警信息真实，否则，认为步骤S3中的报警信息为误报警。
S5只有当前端控制模块和视频复核模块均认为需要报警时才报警，由前端控制模块向报警模块发出报警信号，报警模块根据报警信号报警。
本实施例基于雷达与视频联动进行目标探测，其通过雷达的全天候全天时的主动探测，从而确定是否有非法闯入，并实时图文主动警示及驱离、联动跟踪录像。其对非法闯入的检测真实可靠，检测准确率高，漏报率、误报率低，应用范围广，适应性强。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，包括：射频识别模块、雷达、视频获取模块、前端控制模块、视频复核模块和报警模块；
所述射频识别模块，用于通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标；
所述雷达，用于记录经过所述射频识别模块识别的非授权目标的运动轨迹；
所述视频获取模块，用于根据所述雷达的定位信息拍摄所述非授权目标的视频图像；
所述前端控制模块，用于根据所述视频图像初步判断是否对所述非授权目标进行报警，并根据视频复核模块反馈的复核结果最终判断是否需要报警；
所述视频复核模块，用于根据其获取的图像对所述前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至所述前端控制模块；
所述报警模块，用于根据所述前端控制模块的指令进行报警。
2.如权利要求1所述的基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括总控模块，用于实现对雷达及其他所有模块的集中统一管理，接收、处理和存储前端控制模块的报警信号以及射频识别标签，提供监测区域实时录像视频的调阅。
3.如权利要求1所述的基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，所述视频获取模块包括若干第一摄像机，所述视频复核模块包括若干第二摄像机，所述第一摄像机、第二摄像机、射频识别模块和雷达均安装在垂直吊杆或T型吊杆或墙壁上。
4.如权利要求3所述的基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，所述第一摄像机为球形摄像机，所述前端控制模块设置于所述球形摄像机中，所述第二摄像机为枪形摄像机。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，所述雷达离地高度至少2.5米，且所述雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最小直线距离必须大于MinL，同时所述雷达在监测区域平面的投影与监测区域边缘的最大直线距离必须小于MaxL；其中，MinL＝H×cotA；MaxL≤MaxP；cotA为角度A的余切，角度A为11°-15°，雷达探测边界距离防区边界的距离为L，雷达离地高度为H，雷达探测距离为MaxP。
6.如权利要求1-4任一项所述的基于雷达与视频联动的目标监测装置，其特征在于，所述报警模块包括室外音响、显示屏、高音喇叭、蜂鸣器和LED灯中至少一种；其均安装在同一吊杆或挂壁上。
7.一种基于雷达与视频联动的目标监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1通过射频识别标签识别进入或离开监测区域的目标是否为授权目标；
S2记录非授权目标的运动轨迹；并拍摄所述非授权目标的视频图像；
S3根据所述视频图像初步判断是否对所述非授权目标进行报警；
S4根据视频复核模块获取的图像对前端控制模块做出的是否需要报警的结果进行复核，并将结果反馈至所述前端控制模块；
S5只有当前端控制模块和视频复核模块均认为需要报警时才报警，由前端控制模块向报警模块发出报警信号，所述报警模块根据所述报警信号报警。
8.如权利要求7所述的基于雷达与视频联动的目标监测方法，其特征在于，所述步骤S2中拍摄所述非授权目标的视频图像的方法为：当所述非授权目标为单个时，视频获取模块对所述非授权目标进行跟踪录像；若所述非授权目标为多个时，则根据各个非授权目标进入监测区域的顺序进行视频拍摄，所述视频获取模块优先跟踪录像第一个进入的非授权目标，若其离开监测区域，或者在监测区域内停止超过预设时间，则对第二个进入的非授权目标进行跟踪录像。
9.如权利要求7所述的基于雷达与视频联动的目标监测方法，其特征在于，所述步骤S3中前端控制模块初步判断是否对所述非授权目标进行报警的方法为：
根据步骤S2中非授权目标的运动轨迹判断所述非授权目标是否进入监测区域；若所述非授权目标进入监测区域，判断是否存在仍未离开授权目标，若存在，则不报警；若不存在，则报警；若所述非授权目标未进入预设监测区域，则不报警。
10.如权利要求9所述的基于雷达与视频联动的目标监测方法，其特征在于，所述步骤S4中对步骤S3中报警结果进行复核的过程包括：
将步骤S3初步判断需要报警的非授权目标图像与视频复核模块中第二摄像机获得的图像进行对比，判断第二摄像机获得的图像是否也符合报警条件，若仍然符合则认为步骤S3中报警信息真实，否则，认为步骤S3中的报警信息为误报警。
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