CN205142414U - 一种基于雷达的视频联动监控装置 - Google Patents

Abstract

一种基于雷达的视频联动监控装置，包括：若干探测雷达，用于探测获取目标的具体位置；若干云台以及安装在云台上的变焦摄像机，用于实现对目标图像的采集；控制中心，接收所述探测雷达和所述变焦摄像机传回的数据。所述控制中心还可以根据接收到的探测雷达所获取的具体位置，向距离该目标最近的变焦摄像机发送指令，本实用新型在实现视频监控的同时，能够获取监控目标的实时坐标，同时还可以既利用安防雷达的高灵敏度全天候工作的优点，又利用摄像头实时录像的优势，避免视频监控系统的盲区问题和雷达系统的取证问题，合理调控所有资源，提高了安防系统的实用性，降低了系统建设成本，是未来安防系统建设的发展方向。

Description

一种基于雷达的视频联动监控装置

技术领域

本实用新型属于安防监控类装置，特别涉及一种基于雷达的视频联动监控装置。

背景技术

安全技术防范是当前社会非常重要的一个领域，大到领土安全、领空安全、领海安全，小到财产安全、人身安全、信息安全等公共和私人的安全保障问题，是全社会最重要的问题之一。军事安全领域雷达检测是最重要的工具之一，而民用领域最重要的手段就是视频监控。

随着电子技术的发展，雷达逐渐进入了民用安防的领域。安防雷达对于运动物体的检测灵敏度很高，在雷达波的探测范围内的运动物体的速度和方位都能被雷达探测到，而且雷达具有24小时全天候工作的优点，对光线条件无要求，抗干扰能力强。但是雷达最大的缺陷在于其不能成像，控制中心无法知道进入探测区域的物体的清晰图像，给后期还原现场和取证工作带来很大的不便。视频监控探头可以实时记录摄像头视野范围的图像，但是摄像头的视角范围有限，总会留下许多盲区死角，带有云台的摄像头同一时间也只能记录视野范围内的图像。安装大量的摄像头能解决盲区的问题，但是会大幅度地增加设备成本。

发明内容

为了解决以上雷达和摄像头在民用安防领域存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于雷达的视频联动监控装置，利用雷达探测精度高的优点，控制中心能够获取到布防区域内的所有活动目标的精确位置，还可以根据每一个目标的位置信息，调动位置最佳的摄像头，调整摄像头的角度和焦距，捕捉目标信息的清晰图像，同时发出报警信息给安防负责人员。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于雷达的视频联动监控装置，包括：

若干探测雷达，用于探测获取目标的具体位置；

若干云台以及安装在云台上的变焦摄像机，用于实现对目标图像的采集；

控制中心，接收所述探测雷达和所述变焦摄像机传回的数据。

所述控制中心接收所述探测雷达所获取的具体位置，向距离该目标最近的变焦摄像机发送指令。

所述控制中心向云台发出指令，控制云台二轴的旋转。

所述控制中心向变焦摄像机发出指令，控制其焦距的改变。

与现有技术相比，本实用新型在实现视频监控的同时，能够获取监控目标的实时坐标，同时还可以既利用安防雷达的高灵敏度全天候工作的优点，又利用摄像头实时录像的优势，避免视频监控系统的盲区问题和雷达系统的取证问题，合理调控所有资源，提高了安防系统的实用性，降低的系统建设成本，是未来安防系统建设的发展方向。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型雷达发射部分的原理图。

图3是本实用新型雷达四路混频信号的二阶高通滤波电路原理图。

图4是本实用新型程控放大电路原理图。

图5是本实用新型采样电路原理图。

图6是本实用新型雷达发射天线信号和接收天线接收到的从目标反射回来的信号以及两个信号的差频信号图。

图7是本实用新型角度测量原理图。

图8是本实用新型目标坐标获取原理图。

图9是本实用新型摄像机旋转角度获取示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，本实用新型一种基于雷达1的视频联动监控装置，包括：

若干探测雷达1，用于探测获取目标的具体位置；

若干云台以及安装在云台上的变焦摄像机2，用于实现对目标图像的采集；

控制中心3，接收所述探测雷达1和所述变焦摄像机2传回的数据。

根据该装置，控制中心3能够实时获取到监控目标和目标的具体坐标。

更进一步地，控制中心3接收所述探测雷达1传回的数据，根据目标的具体位置，向距离该目标最近的变焦摄像机2拍摄指令。同时，还可向云台发出指令，控制云台二轴的旋转，向变焦摄像机2发出指令，控制其焦距的改变。

本实用新型控制中心3是整个系统的中心，对于监控区域内的目标，为了更好地捕捉目标图像，首先控制中心3要选择调动一台与之距离最近的摄像机2，然后根据摄像机2与该目标的相对坐标位置，计算出拍摄该目标的最佳的云台垂直和水平位置角度以及最佳的变焦倍数，然后使用相应的控制命令摄像机2调整姿态到指定位置，抓取目标图像。因为目标是运动的，控制中心3需要实时解算得出拍摄目标的摄像机2的参数，并控制摄像机2调整姿态，所以系统对于云台的调整速度和摄像机2变焦的速度都是有要求的。

本实用新型探测雷达1安装的位置选择要合理，在能够覆盖所有周界的条件下，尽量减少雷达1的数量。雷达1的水平方向夹角和探测距离，决定了一部雷达1所能覆盖的最大范围。雷达1发射的电磁波是一个椭圆椎体，电磁波照射到运动物体后反射到雷达1的接收天线上，接收到信号后经过一系列的复杂运算，解算出物体的精确位置，通过有线或者无线通信的方式传回控制中心3。

本实用新型的具体原理如下：

雷达工作在K波段，中心频率是24.125G。具有一路发射天线和两路接收天线。如图2所示，发射部分是由主处理器TMS320F28335控制DAC8831输出锯齿波，经过AD8532跟随输出后控制天线板上VCO的输出频率，最后经过功率放大器输出到天线。

接收天线的接收到的两路信号RX1、RX2经过90°移相生产信号QX1、QX2，RX1、RX2、QX1、QX2四路信号分别与发射信号TX混频，四路混频输出分别是I1、I2、Q1、Q2。如图3所示，四路混频信号经过二阶高通滤波，然后如图4所示，进行程控放大，最后如图5所示，经过二阶低通滤波后进入主处理器的高速ADC端口进行采样。

目标位置的确定：图6是雷达发射天线信号和接收天线接收到的从目标反射回来的信号图，以及两个信号的差频信号图。

设差频信号的频率为,目标距离为，速度为，光速为，雷达中心频率为，

则对应目标的回波时延，当多普勒频移为，则上扫频差和下扫频差分别为

则目标的相对距离和相对速度分别为

其中是调制系数，且，是雷达扫频宽度，是扫频周期。

角度的测量原理如图7所示，两个天线接收到的信号的相位差，其中是两个接收天线的距离，是目标与接收天线法线的夹角。

解算出目标的距离和角度，即可算出目标相对于雷达的坐标

目标在摄像机坐标系中的坐标是在雷达坐标系中坐标的平移加旋转的结果，如图8所示。

设摄像机坐标原点在雷达坐标系中的坐标为，则，雷达坐标系中任意点

在摄像机坐标系中的坐标可表示为

其中为两个坐标系X轴的夹角。

以上摄像机的坐标系指的是摄像机在水平方向的坐标系。以摄像机在水平方向的初始角度为0（与x轴夹角为0），目标与轴的夹角为，所以摄像机在水平方向的最佳旋转角度为，如图9所示。

摄像机在垂直方向的安装高度，初始位置与安装云台的的垂直杆的夹角为0，则摄像机在垂直方向的最佳旋转角度为。

摄像机的最佳变焦倍数，，其中为摄像机变焦倍数为1时的最佳拍摄距离，是摄像机的最大变焦倍数。

由此对于雷达所探测到的任意目标，即可解算出摄像机需要拍摄目标的水平旋转角度，垂直旋转角度，以及变焦倍数这三个最佳参数。

本实用新型采用标准云台，可以通过云台控制协议实现对云台二轴旋转控制，再加上摄像机自身可以变焦，只要确定目标相对于摄像机的方位，就可以通过控制云台旋转和摄像机焦距，实现对目标图像的采集。

Claims (4)

1.一种基于雷达的视频联动监控装置，其特征在于，包括：

若干探测雷达，用于探测获取目标的具体位置；

若干云台以及安装在云台上的变焦摄像机，用于实现对目标图像的采集；

控制中心，接收所述探测雷达和所述变焦摄像机传回的数据。

2.根据权利要求1所述基于雷达的视频联动监控装置，其特征在于，所述控制中心接收所述探测雷达所获取的具体位置，向距离该目标最近的变焦摄像机发送指令。

3.根据权利要求1所述基于雷达的视频联动监控装置，其特征在于，所述控制中心向云台发出指令，控制云台二轴的旋转。

4.根据权利要求1所述基于雷达的视频联动监控装置，其特征在于，所述控制中心向变焦摄像机发出指令，控制其焦距的改变。