CN211982024U

CN211982024U - 一种监控用一体式雷达球机

Info

Publication number: CN211982024U
Application number: CN202021017696.6U
Authority: CN
Inventors: 满中桦
Original assignee: Shandong Feitian Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Feitian Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-06-05

Abstract

本实用新型公开了一种监控用一体式雷达球机，包括支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有球形摄像机，所述支撑杆的底端固定连接有壳体，所述壳体的前侧上端设置有第一声光报警单元，所述壳体的前侧下端设置有第二声光报警单元，所述壳体的前侧中心处设置有激光雷达扫描单元，所述壳体的内部设置有控制单元。所述控制单元包括有雷达数据解析模块LDA、入侵目标解算模块ITC、定位跟踪传控模块LTC、报警管理模块WM、存储管理模块SM。本实用新型能够高效的处理数据，实时对入侵目标进行判定，能够实现对行人和低速行驶车辆的连续跟踪，对于多个同时入侵的目标也能实现轮询跟踪的效果。

Description

一种监控用一体式雷达球机

技术领域

本实用新型涉及安全防护技术领域，尤其涉及一种监控用一体式雷达球机。

背景技术

在安防行业中的区域防护领域中，使用激光雷达结合监控摄像头进行联合布防的技术已经趋于成熟，流行的做法是使用激光雷达划定防区，当检测到防区入侵时，依靠后台软件驱动监控摄像头进行拍照或录像，此类系统大多使用普通无云台功能的半球形或筒型摄像机，无法对入侵目标进行跟踪拍摄，很难做到雷达防护区域和摄像机监控区域的完美重合。

近些年，带有云台功能的球型摄像机（本文中简称为球机）被引入到此类系统中，一定程度上解决了上述问题，现行的做法一般是在雷达防护区域中设置预置点或参考点，当入侵目标接近预置点或参考点时，利用程序控制球机镜头照向预置点，从而实现雷达和球机的报警联动以及球机的跟踪拍摄。然而，此种方案并没有从真正意义上实现球机对入侵目标的实时定位跟踪，只是利用雷达对距离的感知，让球机转向事先预定好的方位，是一种对入侵目标的伪跟踪方法，对于防区内的移动目标，其位置和预置点的距离没有达到设定的阈值时，无法驱动球机镜头跟随入侵目标转动。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种监控用一体式雷达球机。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种监控用一体式雷达球机，包括支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有球形摄像机，所述支撑杆的底端固定连接有壳体，所述壳体的前侧上端设置有第一声光报警单元，所述壳体的前侧下端设置有第二声光报警单元，所述壳体的前侧中心处设置有激光雷达扫描单元，所述壳体的内部设置有控制单元。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制单元包括有雷达数据解析模块LDA、入侵目标解算模块ITC、定位跟踪传控模块LTC、报警管理模块WM、存储管理模块SM。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述球形摄像机与控制单元电性连接，所述球形摄像机与控制单元的电性连接方式为PELCO-D协议通讯连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述激光雷达扫描单元与控制单元电性连接，所述激光雷达扫描单元与控制单元的电性连接方式为UPD协议的以太网连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述控制单元内设置有继电器模块，所述第一声光报警单元、第二声光报警单元均与继电器模块电性连接。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型能够高效的处理数据，实时对入侵目标进行判定，能够实现对行人和低速行驶车辆的连续跟踪，对于多个同时入侵的目标也能实现轮询跟踪的效果。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的正视图；

图2为本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的侧视图；

图3为本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的整体实施方法示意图；

图4本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的ITC模块分析入侵目标数量的方法示意图；

图5本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的ITC模块分析入侵中心点并生成PTZ的方法示意图；

图6本实用新型提出的一种监控用一体式雷达球机的LTC模块的实施方法示意图。

图例说明：

1、球形摄像机；2、第一声光报警单元；3、第二声光报警单元；4、激光雷达扫描单元；5、壳体；6、支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种监控用一体式雷达球机，包括支撑杆6，支撑杆6的顶端固定连接有球形摄像机1，作为监控单元，为其他单元提供图像数据，支撑杆6的底端固定连接有壳体5，用于保护内部的电子元器件，壳体5的前侧上端设置有第一声光报警单元2，壳体5的前侧下端设置有第二声光报警单元3，为现场提供警示威慑，壳体5的前侧中心处设置有激光雷达扫描单元4，扫描单元以高精度、远距离激光雷达为核心，为系统提供量程范围内360度环境的二维平面信息，壳体5的内部设置有控制单元，通过控制单元对系统中的各个单元进行控制。

控制单元包括有雷达数据解析模块LDA，用于接收、解码、转发雷达传送的数据报文，入侵目标解算模块ITC，用于解析和计算入侵目标的方位、大小、并判断入侵目标是否触发报警，生成入侵跟踪点。定位跟踪传控模块LTC，用于向球形摄像机1传送定位跟踪信息，控制球形摄像机1运动，接收球形摄像机1信息反馈。报警管理模块WM，用于驱动两个声光报警设备工作，用于向LED显示屏输出文字提醒，存储管理模块SM，用于操作控制单元的数据库，实现报警信息和防区信息的存储管理。球形摄像机1与控制单元电性连接，球形摄像机1与控制单元的电性连接方式为PELCO-D协议通讯连接。激光雷达扫描单元4与控制单元电性连接，激光雷达扫描单元4与控制单元的电性连接方式为UPD协议的以太网连接。控制单元内设置有继电器模块，第一声光报警单元2、第二声光报警单元3均与继电器模块电性连接。

工作原理：LDA模块用于接收、解码、转发激光雷达扫描的数据；ITC模块将LDA模块解码的雷达扫描点数据进行计算分析，得到入侵目标的方位和大小，判定入侵目标是否触发报警，生成入侵跟踪点；LTC模块控制监控球机跟踪入侵跟踪点，并判定是否跟踪到位。WM模块根据ITC模块传递的报警信息驱动示警单元的声光报警设备运作。SM模块用于管理数据库，存储防区信息和报警信息。

LDA模块发送的二维平面信息，以HEX数据包的形式封装，经过解码程序运算，得到的是扫描点相对于雷达的中心点的角度和距离值，据此角度和距离值可以建立雷达扫描二维平面的极坐标，则扫描点的方位信息可以用（

，

）表示。对于入侵防区的行人或者车辆，每个入侵目标都由离散而且簇拥成团或面的多个扫描点组成。据此特点，ITC模块对入侵目标进行分析计算。

ITC模块按照雷达的扫描周期去读取扫描点坐标（

，

）数组，参考

的值对坐标点进行排序。排序完成后，从数组的第一个坐标开始向后逐次计算每两个相邻坐标的

差值，若差值小于系统设定的阈值，则认为这两个坐标是属于同一个入侵目标的。按照这一方法，可以分析出一个雷达扫描周期内的所有入侵目标，为了更好的理解这一过程，可以参考图4对这一方法的流程描述。

对于任一入侵目标，顺序连接其内所包含的扫描点，可以得到一个不规则多边形，此多边形的中心，可以近似的认为是入侵目标的中心，中心点的极坐标可以用所有点的极坐标的平均值来计算：

对于此中心点，是否位于多边形防区之内，可以采用多边形的内点算法来判定，判断点是否为多边形内点，有多种方法来实现，本发明采用的是射线法，其基本原理是判断从（

，

）发出的射线与多边形的交点个数，如果交点为奇数则点在多边形之内，为偶数则点在多边形之外。射线法是已经成熟的方法，本文中不再赘述。

如果入侵目标的中心点位于多边形防区之内，则报警触发条件成立，此时ITC模块通知WM模块进行报警动作，同时通知LTC模块，驱动球机云台对入侵目标进行定位追踪。此时，ITC模块要将入侵中心点的极坐标转换成球机云台的PTZ坐标。

（

，

）转换成PTZ的方法：

P值是球机云台在水平方向上的角度参数，由于球机云台的中心和雷达扫描平面极坐标的中心点在同一垂直平面上，所以

。

T值是球机云台在垂直方向上的角度参数，由球机和雷达的高度差H，以及ρO的值可以推算：

。

Z值是球机镜头的缩放参数，由球机的摄距d，以及球机的数字放大倍数x，加之入侵中心点的坐标，可以推算：

。

之后，ITC模块更新入侵中心点坐标数组，并对该数组按照P值进行排序，图5是ITC模块分析入侵中心点并生成PTZ的方法示意图，参考此图可以更加清晰的理解这一过程。

LTC模块读取入侵中心点坐标数组，获取PTZ值，转换成PELCO-D协议标准的HEX控制指令，将此指令发送给球机，并开始计时；按照150毫秒的频率，向球机索取其当前的状态，得到的状态数据格式为HEX指令，解码指令得到PTZ值，将此PTZ值与LTC最近一次发送的PTZ值相比较，如果比较结果已经小于系统设定的阈值，则证明球机已经跟踪到位，可以进入下一次跟踪，否则等待下一次读取比较。

当计时长度大于系统设定的时间阈值时，LTC将停止等待，直接进入下一次定位控制指令的发送，此方法可以防止长时间跟踪不到位导致的球机变呆。

在控制球机沿水平方向运动的过程中，发送指令的顺序遵循最小路径标准，即将要发送的HEX指令中的P坐标，对上一次发送的p坐标的差值，是在所有入侵点的P坐标中，差值最小的，以此来保证球机可以稳定匀速的转动，而不会来回摆动，或者突然大幅跳跃。图6是LTC模块的实施方法示意图，参考此图有助于理解这一方法。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种监控用一体式雷达球机，包括支撑杆（6），其特征在于：所述支撑杆（6）的顶端固定连接有球形摄像机（1），所述支撑杆（6）的底端固定连接有壳体（5），所述壳体（5）的前侧上端设置有第一声光报警单元（2），所述壳体（5）的前侧下端设置有第二声光报警单元（3），所述壳体（5）的前侧中心处设置有激光雷达扫描单元（4），所述壳体（5）的内部设置有控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种监控用一体式雷达球机，其特征在于：所述控制单元包括有雷达数据解析模块LDA、入侵目标解算模块ITC、定位跟踪传控模块LTC、报警管理模块WM、存储管理模块SM。

3.根据权利要求1所述的一种监控用一体式雷达球机，其特征在于：所述球形摄像机（1）与控制单元电性连接，所述球形摄像机（1）与控制单元的电性连接方式为PELCO-D协议通讯连接。

4.根据权利要求1所述的一种监控用一体式雷达球机，其特征在于：所述激光雷达扫描单元（4）与控制单元电性连接，所述激光雷达扫描单元（4）与控制单元的电性连接方式为UPD协议的以太网连接。

5.根据权利要求1所述的一种监控用一体式雷达球机，其特征在于：所述控制单元内设置有继电器模块，所述第一声光报警单元（2）、第二声光报警单元（3）均与继电器模块电性连接。