CN112731369A - 一种高空抛物预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高空抛物预警方法及系统，其方法包括步骤：通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空；当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度；当物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积；当物体体积超过预设体积时，进行报警。该方案不受天气影响、不会泄露人们隐私，且能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。

Description

一种高空抛物预警方法及系统

技术领域

本发明涉及安全预警技术领域，尤指一种高空抛物预警方法及系统。

背景技术

随着现代化建设的推进，高楼大厦如雨后春笋般地矗立在城市的各个角落，高楼方便人们生活的同时，也带来了高空抛物的危险。高空抛物隐蔽性极强、危险性较大，且高空抛物事件屡禁不止，极大的危害了人们的生命财产安全。

现有的针对高空抛物的手段主要是思想道德宣传、危害性宣传，以及通过摄像头等对高空抛物者进行定位追责。但是，通过摄像头拍摄只能在危险发生后进行案件回溯，帮助找到抛物者，而无法在危险发生时进行及时的安全预警；且通过摄像头限制较多，在雨、雪、雾等天气使用效果较差；此外，现代人们对隐私保护较为关注，在高楼四周安装过多摄像头容易泄露人们隐私，影响人们的正常生活。因此，需要一种不受天气影响、不会泄露人们隐私，且能够在危险发生时及时进行预警的高空抛物预警方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高空抛物预警方法及系统，该方案不受天气影响、不会泄露人们隐私，且能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种高空抛物预警方法，包括步骤：

通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空；

当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度；

当物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积；

当物体体积超过预设体积时，进行报警。

本方案通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空，相比于现有技术中常用的摄像头，不受天气影响，不会泄露人们的隐私，且能够快速、方便的计算物体的下落速度和体积，当物体下落速度超过第一预设速度时，表明下落物体存在潜在危险，之后计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，表明该下落物体能够造成伤害，因而进行报警，报警方式包括广播、警铃等，以提醒楼下的行人注意安全。通过该方案，能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。

具体的，第一预设速度的大小并不是固定的，且为了避免物体下落时间过快，不利于行人做出反应，第一预设速度可以适当缩小，即物体下落速度达到存在潜在危险时，便进行体积测量。

进一步地，所述的实时计算物体下落速度之后，还包括：

若物体下落速度超过第二预设速度，则进行报警，所述第二预设速度大于所述第一预设速度。

物体下落的速度逾期体积、重量、高度有直接关系，因此，若出现在3D毫米波雷达监测范围内的物体初始下落速度便达到第二预设速度，则表明物体之后的下落速度会更快，因此，为了保证预警的时效性，需要直接进行报警。

具体的，第二预设速度的大小并不是固定的，第二预设速度大于第一预设速度，当物体下落速度达到第二预设速度时，即表明物体能够对人体造成伤害。此外，为了避免物体速度越来越快，不利于行人做出反应，第二预设速度可以适当缩小，即可以略小于能够对人体造成伤害时的速度。

进一步地，所述的当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，具体包括：

实时计算物体水平方向速度；

若物体水平方向速度超过第三预设速度，则进行报警；

若物体水平方向速度小于所述第三预设速度，则实时计算物体下落速度。

在实际生活中，当出现高空抛物时，物体很可能不是竖直下落，而是由人水平或斜着扔下，因此，在检测物体速度时，可以先计算物体水平方向速度，若物体水平方向速度超过第三预设速度，即初始时物体水平速度便很高，可以直接进行报警；若物体水平方向速度小于第三预设速度，即物体水平速度不是很高，则可以实时计算物体下落速度，并根据物体下落速度进行之后判断、检测等。

具体的，第三预设速度的大小并不是固定的，且为了避免速度越来越快，不利于行人做出反应，第三预设速度可以适当缩小。

进一步地，所述的通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空之后，还包括步骤：

实时存储当前物体的下落信息；

若所述当前物体没有触发报警，则自动删除存储的所述当前物体对应的下落信息；

所述的进行报警之后，还包括步骤：

根据所述当前物体的下落信息模拟所述当前物体的运动路径；

根据所述运动路径获得所述当前物体的运动起点。

在3D毫米波雷达进行监测的同时，可以实时存储各个物体的下落信息，且在当前物体没有触发报警时，可以自动删除存储的该物体对应的下落信息，以避免存储单元存储内容过多，不利于之后的查看、整理。

当出现报警之后，可以根据当前物体的下落信息模拟出当前物体的运动路径，再根据运动路径获得当前物体的运动起点，从而找到事主，以便进行批评教育，或在出现较大安全事故时，进行追责。

进一步地，所述的当在监测范围内出现下落物体之后，还包括步骤：

若物体离开所述3D毫米波雷达的监测范围，则计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度；

根据所述水平速度、所述竖直速度和所述高度模拟计算物体落地时的落地速度；

若所述落地速度大于第四预设速度，则进行报警。

另外，在实际生活中，很可能出现物体在下落过程中超出3D毫米波雷达监测范围的情况下，此时，可以计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度模拟计算出物体落地时的落地速度，若落地速度大于第四预设速度，即表明物体能够对人体造成伤害，则也可以进行报警。

具体的，第四预设速度的大小并不是固定的，且为了避免速度越来越快，不利于行人做出反应，第四预设速度可以适当缩小。

另外，本发明还提供一种高空抛物预警系统，包括：

3D毫米波雷达，安装在高楼的侧方地面，用于实时监测高楼的侧方上空；

主控模块，与所述3D毫米波雷达连接，用于接收所述3D毫米波雷达发送的物体下落信号；

报警模块，安装在高楼的侧方，且与所述主控模块连接；

其中，所述主控模块包括：

计算单元，所述计算单元用于在所述3D毫米波雷达的监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，并在物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，所述主控模块控制所述报警模块进行报警。

进一步地，所述主控模块控在所述计算单元计算的物体下落速度超过第二预设速度时，控制所述报警模块进行报警，所述第二预设速度大于所述第一预设速度。

进一步地，所述计算单元实时计算物体水平方向速度；

所述主控模块在物体水平方向速度超过第三预设速度时，控制所述报警模块进行报警，并在物体水平方向速度小于所述第三预设速度时，控制所述计算单元实时计算物体下落速度。

进一步地，所述主控模块还包括：

存储单元，用于实时存储当前物体的下落信息，且所述主控模块在所述当前物体没有触发报警时，控制所述存储单元自动删除所述当前物体对应的下落信息；

路径模拟单元，用于根据所述当前物体的下落信息模拟所述当前物体的运动路径，并根据所述运动路径获得所述当前物体的运动起点。

进一步地，所述计算单元在物体离开所述3D毫米波雷达的监测范围时，计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据所述水平速度、所述竖直速度和所述高度模拟计算物体落地时的落地速度；

所述控制模块在所述落地速度大于第四预设速度时，控制所述报警模块进行报警。

根据本发明提供的一种高空抛物预警方法及系统，通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空，相比于现有技术中常用的摄像头，不受天气影响，不会泄露人们的隐私，且能够快速、方便的计算物体的下落速度和体积，当物体下落速度超过第一预设速度时，表明下落物体存在潜在危险，之后计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，表明该下落物体能够造成伤害，因而进行报警，报警方式包括广播、警铃等，以提醒楼下的行人注意安全。通过该方案，能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一个实施例的流程示意图；

图2是本发明另一个实施例的流程示意图；

图3是本发明实施例的整体结构示意图。

图中标号：1-3D毫米波雷达；2-主控模块；21-计算单元；22-存储单元；23-路径模拟单元；3-报警模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例1

本发明的一个实施例，如图1所示，本发明提供一种高空抛物预警方法，包括步骤：

S1、通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空。

具体的，3D毫米波雷达安装在高楼的楼面或侧方的地面上，针对每一个楼面均至少安装一个3D毫米波雷达，如最常见的长方体形高楼，至少需要在其四个侧面各安装一个3D毫米波雷达，在安装时，3D毫米波雷达的监测方向为竖直方向。

S2、当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度。

3D毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达，毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此，毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点，与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标，具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好。通过3D毫米波雷达能够快速的计算出物体的距离、速度、面积、体积等。

S3、当物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积。

具体的，之所以先计算物体的下落速度，再计算物体体积，是因为针对高楼附近的下落物体，大多都是塑料袋、树叶、雨水等，并不存在安全危险，只有速度达到一定速度，且体积较大，能够在下落过程中不断加速的物体才具有危险性。

第一预设速度的大小并不是固定的，且为了避免物体下落时间过快，不利于行人做出反应，第一预设速度可以适当缩小，即物体下落速度达到存在潜在危险时，便进行体积测量。

S4、当物体体积超过预设体积时，进行报警。

本方案通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空，相比于现有技术中常用的摄像头，不受天气影响，不会泄露人们的隐私，且能够快速、方便的计算物体的下落速度和体积，当物体下落速度超过第一预设速度时，表明下落物体存在潜在危险，之后计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，表明该下落物体能够造成伤害，因而进行报警，报警方式包括广播、警铃等，以提醒楼下的行人注意安全。通过该方案，能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。

实施例2

本发明的一个实施例，在实施例1的基础上，实时计算物体下落速度之后，还包括：若物体下落速度超过第二预设速度，则进行报警，第二预设速度大于第一预设速度。

物体下落的速度逾期体积、重量、高度有直接关系，因此，若出现在3D毫米波雷达监测范围内的物体初始下落速度便达到第二预设速度，则表明物体之后的下落速度会更快，因此，为了保证预警的时效性，需要直接进行报警。

具体的，第二预设速度的大小并不是固定的，第二预设速度大于第一预设速度，当物体下落速度达到第二预设速度时，即表明物体能够对人体造成伤害。此外，为了避免物体速度越来越快，不利于行人做出反应，第二预设速度可以适当缩小，即可以略小于能够对人体造成伤害时的速度。

优选的，如图2所示，当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，具体包括：

S21、实时计算物体水平方向速度。

S22、若物体水平方向速度超过第三预设速度，则进行报警。

具体的，第三预设速度的大小并不是固定的，且为了避免速度越来越快，不利于行人做出反应，第三预设速度可以适当缩小。

S23、若物体水平方向速度小于第三预设速度，则实时计算物体下落速度。

在实际生活中，当出现高空抛物时，物体很可能不是竖直下落，而是由人水平或斜着扔下，因此，在检测物体速度时，可以先计算物体水平方向速度，若物体水平方向速度超过第三预设速度，即初始时物体水平速度便很高，可以直接进行报警；若物体水平方向速度小于第三预设速度，即物体水平速度不是很高，则可以实时计算物体下落速度，并根据物体下落速度进行之后判断、检测等。

实施例3

本发明的一个实施例，在实施例1或2的基础上，通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空之后，还包括步骤：实时存储当前物体的下落信息；若当前物体没有触发报警，则自动删除存储的当前物体对应的下落信息。

在进行报警之后，还包括步骤：根据当前物体的下落信息模拟当前物体的运动路径；根据运动路径获得当前物体的运动起点。

在3D毫米波雷达进行监测的同时，可以实时存储各个物体的下落信息，且在当前物体没有触发报警时，可以自动删除存储的该物体对应的下落信息，以避免存储单元存储内容过多，不利于之后的查看、整理。

当出现报警之后，可以根据当前物体的下落信息模拟出当前物体的运动路径，再根据运动路径获得当前物体的运动起点，从而找到事主，以便进行批评教育，或在出现较大安全事故时，进行追责。

优选的，当在监测范围内出现下落物体之后，还包括步骤：

若物体离开3D毫米波雷达的监测范围，则计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度；根据水平速度、竖直速度和高度模拟计算物体落地时的落地速度；若落地速度大于第四预设速度，则进行报警。

第四预设速度的大小并不是固定的，且为了避免速度越来越快，不利于行人做出反应，第四预设速度可以适当缩小。

具体的，在实际生活中，很可能出现物体在下落过程中超出3D毫米波雷达监测范围的情况下，此时，可以计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度模拟计算出物体落地时的落地速度，若落地速度大于第四预设速度，即表明物体能够对人体造成伤害，则也可以进行报警。

实施例4

本发明的一个实施例，如图3所示，本发明还提供一种高空抛物预警系统，包括3D毫米波雷达1、主控模块2和报警模块3。

3D毫米波雷达1安装在高楼的侧方地面，用于实时监测高楼的侧方上空。

具体的，3D毫米波雷达安装在高楼的楼面或侧方的地面上，针对每一个楼面均至少安装一个3D毫米波雷达，如最常见的长方体形高楼，至少需要在其四个侧面各安装一个3D毫米波雷达，在安装时，3D毫米波雷达的监测方向为竖直方向。

主控模块2与3D毫米波雷达1连接，用于接收3D毫米波雷达1发送的物体下落信号；报警模块3安装在高楼的侧方，且与主控模块2连接。

其中，主控模块2包括计算单元21，计算单元21用于在3D毫米波雷达1的监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，并在物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，主控模块2控制报警模块3进行报警。

本方案通过3D毫米波雷达1实时监测高楼的侧方上空，相比于现有技术中常用的摄像头，不受天气影响，不会泄露人们的隐私，且能够快速、方便的计算物体的下落速度和体积，当物体下落速度超过第一预设速度时，表明下落物体存在潜在危险，之后计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，表明该下落物体能够造成伤害，因而进行报警，报警方式包括广播、警铃等，以提醒楼下的行人注意安全。通过该方案，能够在危险发生时及时进行预警，有利于保护人们的生命和财产安全。

实施例5

本发明的一个实施例，如图3所示，在实施例4的基础上，主控模块2控在计算单元21计算的物体下落速度超过第二预设速度时，控制报警模块3进行报警，第二预设速度大于第一预设速度。

物体下落的速度逾期体积、重量、高度有直接关系，因此，若出现在3D毫米波雷达监测范围内的物体初始下落速度便达到第二预设速度，则表明物体之后的下落速度会更快，因此，为了保证预警的时效性，需要直接进行报警。

具体的，第二预设速度的大小并不是固定的，第二预设速度大于第一预设速度，当物体下落速度达到第二预设速度时，即表明物体能够对人体造成伤害。此外，为了避免物体速度越来越快，不利于行人做出反应，第二预设速度可以适当缩小，即可以略小于能够对人体造成伤害时的速度。

优选的，计算单元21实时计算物体水平方向速度；主控模块2在物体水平方向速度超过第三预设速度时，控制报警模块3进行报警，并在物体水平方向速度小于第三预设速度时，控制计算单元21实时计算物体下落速度。

在实际生活中，当出现高空抛物时，物体很可能不是竖直下落，而是由人水平或斜着扔下，因此，在检测物体速度时，可以先计算物体水平方向速度，若物体水平方向速度超过第三预设速度，即初始时物体水平速度便很高，可以直接进行报警；若物体水平方向速度小于第三预设速度，即物体水平速度不是很高，则可以实时计算物体下落速度，并根据物体下落速度进行之后判断、检测等。

优选的，主控模块2还包括存储单元22和路径模拟单元23，存储单元22用于实时存储当前物体的下落信息，且主控模块2在当前物体没有触发报警时，控制存储单元22自动删除当前物体对应的下落信息。

路径模拟单元23用于根据当前物体的下落信息模拟当前物体的运动路径，并根据运动路径获得当前物体的运动起点。

在3D毫米波雷达进行监测的同时，可以实时存储各个物体的下落信息，且在当前物体没有触发报警时，可以自动删除存储的该物体对应的下落信息，以避免存储单元存储内容过多，不利于之后的查看、整理。

当出现报警之后，可以根据当前物体的下落信息模拟出当前物体的运动路径，再根据运动路径获得当前物体的运动起点，从而找到事主，以便进行批评教育，或在出现较大安全事故时，进行追责。

优选的，计算单元21在物体离开3D毫米波雷达的监测范围时，计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据水平速度、竖直速度和高度模拟计算物体落地时的落地速度；控制模块2在落地速度大于第四预设速度时，控制报警3模块进行报警。

具体的，在实际生活中，很可能出现物体在下落过程中超出3D毫米波雷达监测范围的情况下，此时，可以计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度模拟计算出物体落地时的落地速度，若落地速度大于第四预设速度，即表明物体能够对人体造成伤害，则也可以进行报警。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高空抛物预警方法，其特征在于，包括步骤：

通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空；

当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度；

当物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积；

当物体体积超过预设体积时，进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种高空抛物预警方法，其特征在于，所述的实时计算物体下落速度之后，还包括：

若物体下落速度超过第二预设速度，则进行报警，所述第二预设速度大于所述第一预设速度。

3.根据权利要求1所述的一种高空抛物预警方法，其特征在于，所述的当在监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，具体包括：

实时计算物体水平方向速度；

若物体水平方向速度超过第三预设速度，则进行报警；

若物体水平方向速度小于所述第三预设速度，则实时计算物体下落速度。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种高空抛物预警方法，其特征在于，所述的通过3D毫米波雷达实时监测高楼的侧方上空之后，还包括步骤：

实时存储当前物体的下落信息；

若所述当前物体没有触发报警，则自动删除存储的所述当前物体对应的下落信息；

所述的进行报警之后，还包括步骤：

根据所述当前物体的下落信息模拟所述当前物体的运动路径；

根据所述运动路径获得所述当前物体的运动起点。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种高空抛物预警方法，其特征在于，所述的当在监测范围内出现下落物体之后，还包括步骤：

若物体离开所述3D毫米波雷达的监测范围，则计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度；

根据所述水平速度、所述竖直速度和所述高度模拟计算物体落地时的落地速度；

若所述落地速度大于第四预设速度，则进行报警。

6.一种高空抛物预警系统，其特征在于，包括：

3D毫米波雷达，安装在高楼的侧方地面，用于实时监测高楼的侧方上空；

主控模块，与所述3D毫米波雷达连接，用于接收所述3D毫米波雷达发送的物体下落信号；

报警模块，安装在高楼的侧方，且与所述主控模块连接；

其中，所述主控模块包括：

计算单元，所述计算单元用于在所述3D毫米波雷达的监测范围内出现下落物体时，实时计算物体下落速度，并在物体下落速度超过第一预设速度时，计算物体体积，当物体体积超过预设体积时，所述主控模块控制所述报警模块进行报警。

7.根据权利要求6所述的一种高空抛物预警系统，其特征在于：所述主控模块控在所述计算单元计算的物体下落速度超过第二预设速度时，控制所述报警模块进行报警，所述第二预设速度大于所述第一预设速度。

8.根据权利要求6所述的一种高空抛物预警系统，其特征在于：所述计算单元实时计算物体水平方向速度；

所述主控模块在物体水平方向速度超过第三预设速度时，控制所述报警模块进行报警，并在物体水平方向速度小于所述第三预设速度时，控制所述计算单元实时计算物体下落速度。

9.根据权利要求6-8任一所述的一种高空抛物预警系统，其特征在于，所述主控模块还包括：

存储单元，用于实时存储当前物体的下落信息，且所述主控模块在所述当前物体没有触发报警时，控制所述存储单元自动删除所述当前物体对应的下落信息；

路径模拟单元，用于根据所述当前物体的下落信息模拟所述当前物体的运动路径，并根据所述运动路径获得所述当前物体的运动起点。

10.根据权利要求6-8任一所述的一种高空抛物预警系统，其特征在于：所述计算单元在物体离开所述3D毫米波雷达的监测范围时，计算物体离开时的水平速度、竖直速度以及高度，并根据所述水平速度、所述竖直速度和所述高度模拟计算物体落地时的落地速度；

所述控制模块在所述落地速度大于第四预设速度时，控制所述报警模块进行报警。

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