CN115963490A - 一种低碳园区周界雷达安全监控系统 - Google Patents

一种低碳园区周界雷达安全监控系统 Download PDF

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CN115963490A CN202310024143.5A CN202310024143A CN115963490A CN 115963490 A CN115963490 A CN 115963490A CN 202310024143 A CN202310024143 A CN 202310024143A CN 115963490 A CN115963490 A CN 115963490A
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闫道竣
杨邦会
陆鸣
刘利
胡乔利
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Abstract

本发明公开了一种低碳园区周界雷达安全监控系统，包括：雷达感知模块、图像监控模块、报警模块、监测模块、存储模块；雷达感知模块用于获取园区周界内的移动目标；图像监控模块用于获取所述移动目标的图像，并根据所述图像获得移动目标运动轨迹；监测模块用于根据运动轨迹与园区环境进行轨迹预测；存储模块用于存储园区准入人员信息、雷达感知数据与图像数据；本发明利用园区环境中晃动的树木等事物的特性，排除树木对目标检测的干扰，根据固定移动目标位置与环境信息设定并更新干扰区域，对移动目标的身份进行判断，为非准入人员时预测路径并将相关信息发送至安防人员持有的移动终端设备，实现高效率的目标截取，避免产生不必要的经济损失。

Description

一种低碳园区周界雷达安全监控系统
技术领域
本发明属于安全防控技术领域，特别是涉及一种低碳园区周界雷达安全监控系统。
背景技术
雷达具有出色的动目标检测能力，近年来新兴起的应用即是将雷达应用在周界区域安防的应用场景中，比如用于油库、机场等地方，雷达也以其出色的动目标检测能力体现出了突出的优势。雷达在进行检测时，是对一整片区域进行监测，即有一个检测的距离和角度范围，通常为一个扇形，检测范围内存在动目标时，都会被雷达检测到。在周界区域安防的应用场景中，雷达关注的目标仅为入侵或者移动的行人，而在该类应用场景中，常常会存在大量的树木或其他受外界环境因素影响产生变动的事物，会对监测结果产生影响。
区域监控中采取的视频监控方式，能够对监控区域进行录像，特别是有控制云台的摄像机可做到360°旋转，监控范围广、可视性强。主要缺陷有操作人员无法长时间连续观察监控视频，漏检率高，只能算是一种被动的监控方式；需要事后调取录像，无法做到实时侦测；受天气、光线影响较大，图像算法可靠性比较低。
现有对射式雷达探测手段采用作用原理是在一对传感器之间建立一到有一定宽度和高度的微波墙，一旦有物体穿越，即刻就能检测到。微波对射传感器的主要缺陷是不能提供入侵点位距离信息，波束比较胖，应用范围受限制。受地表杂草、树枝晃动影响大，需要定期清理杂草、树枝。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳园区周界雷达安全监控系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种低碳园区周界雷达安全监控系统，包括：
雷达感知模块、图像监控模块、报警模块、监测模块、存储模块，若干移动终端；
所述雷达感知模块用于获取园区周界内的移动目标；
所述图像监控模块用于获取所述移动目标的图像，并根据所述图像获得移动目标运动轨迹；
所述报警模块用于根据监测结果进行报警；
所述监测模块用于根据运动轨迹与园区环境进行轨迹预测；
所述存储模块用于存储园区准入人员信息、雷达感知数据与图像数据；
所述雷达感知模块与所述图像监控模块连接，所述监测模块、所述存储模块均与所述雷达感知模块、所述图像识别模块连接，所述监测模块与所述报警模块连接。
可选的，所述雷达感知模块包括设备管理单元、目标识别单元、位置获取单元；
所述设备管理单元用于对雷达进行布局与设置；
所述目标识别单元用于使用雷达对区域内目标进行持续监测，识别移动目标，获取移动目标位置，并传递信号至所述图像监控模块；
所述位置获取单元用于获取移动目标位置。
可选的，所述设备管理单元用于获取园区地图，基于园区地图获得园区环境，基于园区环境与雷达参数布置雷达，其中，所述园区环境包括道路分布、可移动设施、林木分布，所述雷达可移动。
可选的，所述目标识别单元持续监测获取多帧检测的目标信息，基于目标信息分析判断是否为移动目标，其中，所述目标信息包括距离值、角度值；若多帧检测的目标信息中单个距离值与单个角度值重复出现次数超过阈值，则判定与距离值与角度值对应的目标为固定移动目标。
可选的，所述目标识别单元持续监测前，基于所述林木分布进行初步的监测区域划分，当检测到所述固定移动目标时，将对应位置标记为干扰区域，针对干扰区域动态改变雷达发射探测波的周期，并定时删除干扰区域。
可选的，所述图像监控模块包括信号接收单元、视频获取单元、图像分析单元；
所述信号接收单元用于接收所述雷达感知模块发出的位置信息与检测时间；
所述视频获取单元用于根据所述位置信息，连接覆盖当前位置的若干高清摄像头，获取所述检测时间前固定时长至当前时刻的视频信息；
所述图像分析单元用于对所述视频信息逐帧检测，识别判断移动目标身份是否准入，若不准入，则对每一帧图像进行特征提取。
可选的，所述监测模块包括轨迹预测单元、通讯单元；
所述轨迹预测单元基于提取的特征信息判断移动目标的运动轨迹，结合园区环境对移动目标的行进路线进行预测；
所述通讯单元用于将预测路线发送至若干个移动终端。
本发明的技术效果为：
本发明利用园区环境中晃动的树木等固定动标是长时间在一个位置处晃动的特性，通过连续多帧的目标距离值、角度值来判断是否为固定移动目标，设定为干扰区域，针对性的进行监测，减少数据处理工作，另外，当外界环境发生变化时，将设定的干扰清空，重新进行测定，避免由于环境变化造成的园区周界漏检；通过采集多帧视频，对移动目标的身份进行判断，当确认为非准入人员时，预测路径并将相关消息发送至安防人员持有的移动终端设备上，实现高效率的目标截取，避免产生不必要的经济损失。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例一
如图1所示，本实施例中提供一种低碳园区周界雷达安全监控系统，包括：
雷达感知模块、图像监控模块、报警模块、监测模块、存储模块，若干移动终端；
雷达感知模块用于获取园区周界内的移动目标；
图像监控模块用于获取移动目标的图像，并根据图像获得移动目标运动轨迹；
报警模块用于根据监测结果进行报警；
监测模块用于根据运动轨迹与园区环境进行轨迹预测；
存储模块用于存储园区准入人员信息、雷达感知数据与图像数据；
雷达感知模块与图像监控模块连接，监测模块、存储模块均与雷达感知模块、图像识别模块连接，监测模块与报警模块连接。
在一些实施例中，雷达感知模块包括设备管理单元、目标识别单元、位置获取单元；
设备管理单元用于对雷达进行布局与设置；
目标识别单元用于使用雷达对区域内目标进行持续监测，识别移动目标，获取移动目标位置，并传递信号至图像监控模块；
位置获取单元用于获取移动目标位置。
在一些实施例中，设备管理单元用于获取园区地图，基于园区地图获得园区环境，基于园区环境与雷达参数布置雷达，其中，园区环境包括道路分布、可移动设施、林木分布。
可实施的，利用三点标法，通过获得已知三已知点在脉冲雷达坐标系和在摄像装置坐标系中的坐标，建立雷达坐标系(X,Y,Z)和摄像装置坐标系(x,y,z)的转换关系，如公式。考虑到雷达多扫描异物下部区域，而摄像装置需拍摄异物的全景或特征区域(如人的面部)，为尽可能使摄像装置拍摄角度覆盖异物的全景或特征区域,本实施例对公式一获取的可疑异物在摄像装置坐标系中的坐标进行适当调整，具体如公式二。雷达和摄像装置均可设置为多个。
在一些实施例中，目标识别单元持续监测获取多帧检测的目标信息，基于目标信息分析判断是否为移动目标，其中，目标信息包括距离值、角度值；若多帧检测的目标信息中单个距离值与单个角度值重复出现次数超过阈值，则判定与距离值与角度值对应的目标为固定移动目标。
可实施的，查找连续多帧检测到的各距离值中重复出现次数最多的距离值Rmask以及对应的重复次数Rcount，以及查找连续多帧检测到的各角度值中重复次数最多的角度值Amask以及对应的重复次数Acount，如果同时满足Rcount＞Rth&&Acount＞Ath，其中Rth为预设距离次数门限值、Ath为预设角度次数门限值，则判定存在目标为固定动目标，以及由各距离值Rmask、角度值Amask得到固定动目标的位置信息。
可实施的，每当划分的干扰区域的数量达到预设数量时，去除最先划分的对应干扰区域，可以避免干扰区域添加过多，影响正常目标检测，干扰区域最大数量具体可根据实际需求设定，每当干扰区域超过固定个数时则去除最先增加的干扰区域。
在一些实施例中，目标识别单元持续监测前，基于林木分布进行初步的监测区域划分，当检测到固定移动目标时，将对应位置标记为干扰区域，针对干扰区域动态改变雷达发射探测波的周期，并定时删除干扰区域。
划分干扰区域时，具体根据连续多帧检测到的各距离值中重复出现次数最多的距离值Rmask、各角度值中重复出现次数最多的角度值Amask来划分得到所述干扰区域，即确定树木干扰的位置范围来设置干扰区域。干扰区域具体可取距离为Rmask、角度范围为A1～A2的区域，其中，A1为Amask-n*Amask，A2为Amask+n*Amask，n为预设系数且0<n<1，优选的可以取1/3。
在一些实施例中，图像监控模块包括信号接收单元、视频获取单元、图像分析单元；
信号接收单元用于接收雷达感知模块发出的位置信息与检测时间；
视频获取单元用于根据位置信息，连接覆盖当前位置的若干高清摄像头，获取检测时间前固定时长至当前时刻的视频信息；
图像分析单元用于对视频信息逐帧检测，识别判断移动目标身份是否准入，若不准入，则对每一帧图像进行特征提取。
在一些实施例中，监测模块包括轨迹预测单元、通讯单元；
轨迹预测单元基于提取的特征信息判断移动目标的运动轨迹，结合园区环境对移动目标的行进路线进行预测；
通讯单元用于将预测路线发送至若干个移动终端。
本实施例利用园区环境中晃动的树木等固定动标是长时间在一个位置处晃动的特性，通过连续多帧的目标距离值、角度值来判断是否为固定移动目标，设定为干扰区域，针对性的进行监测，减少数据处理工作，另外，当外界环境发生变化时，将设定的干扰清空，重新进行测定，避免由于环境变化造成的园区周界漏检；通过采集多帧视频，对移动目标的身份进行判断，当确认为非准入人员时，预测路径并将相关消息发送至安防人员持有的移动终端设备上，实现高效率的目标截取，避免产生不必要的经济损失。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，包括：
雷达感知模块、图像监控模块、报警模块、监测模块、存储模块，若干移动终端；
所述雷达感知模块用于获取园区周界内的移动目标；
所述图像监控模块用于获取所述移动目标的图像，并根据所述图像获得移动目标运动轨迹；
所述报警模块用于根据监测结果进行报警；
所述监测模块用于根据运动轨迹与园区环境进行轨迹预测；
所述存储模块用于存储园区准入人员信息、雷达感知数据与图像数据；
所述雷达感知模块与所述图像监控模块连接，所述监测模块、所述存储模块均与所述雷达感知模块、所述图像识别模块连接，所述监测模块与所述报警模块连接。
2.根据权利要求1所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述雷达感知模块包括设备管理单元、目标识别单元、位置获取单元；
所述设备管理单元用于对雷达进行布局与设置；
所述目标识别单元用于使用雷达对区域内目标进行持续监测，识别移动目标，获取移动目标位置，并传递信号至所述图像监控模块；
所述位置获取单元用于获取移动目标位置。
3.根据权利要求2所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述设备管理单元用于获取园区地图，基于园区地图获得园区环境，基于园区环境与雷达参数布置雷达，其中，所述园区环境包括道路分布、可移动设施、林木分布，所述雷达可移动。
4.根据权利要求3所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述目标识别单元持续监测获取多帧检测的目标信息，基于目标信息分析判断是否为移动目标，其中，所述目标信息包括距离值、角度值；若多帧检测的目标信息中单个距离值与单个角度值重复出现次数超过阈值，则判定与距离值与角度值对应的目标为固定移动目标。
5.根据权利要求4所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述目标识别单元持续监测前，基于所述林木分布进行初步的监测区域划分，当检测到所述固定移动目标时，将对应位置标记为干扰区域，针对干扰区域动态改变雷达发射探测波的周期，并定时删除干扰区域。
6.根据权利要求1所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述图像监控模块包括信号接收单元、视频获取单元、图像分析单元；
所述信号接收单元用于接收所述雷达感知模块发出的位置信息与检测时间；
所述视频获取单元用于根据所述位置信息，连接覆盖当前位置的若干高清摄像头，获取所述检测时间前固定时长至当前时刻的视频信息；
所述图像分析单元用于对所述视频信息逐帧检测，识别判断移动目标身份是否准入，若不准入，则对每一帧图像进行特征提取。
7.根据权利要求6所述的低碳园区周界雷达安全监控系统，其特征在于，
所述监测模块包括轨迹预测单元、通讯单元；
所述轨迹预测单元基于提取的特征信息判断移动目标的运动轨迹，结合园区环境对移动目标的行进路线进行预测；
所述通讯单元用于将预测路线发送至若干个移动终端。
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