雷達與成都視頻監(jiān)控聯(lián)動系統(tǒng)技術應用淺析

成都弱電公司訊：

在森林防火、邊防、海防、港口、油田等廣域成都視頻監(jiān)控領域中，遠距離、超遠距離成都視頻監(jiān)控產品的應用越來越廣泛，既集成了可見光和熱成像觀測攝像機，具備透霧功能，在夜間也能借助輔助光源或熱成像進行目標探測，圖像信息既具有空間分辨能力，又具有時間分辨能力；既有探測對象的信息，又包括景物空間環(huán)境的信息；既含有觀察目標靜態(tài)的信息，又有觀察目標動態(tài)的信息。

該系統(tǒng)比較直觀，有助于判斷，但在實際使用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題，如：受光學能見度的影響，在惡劣天氣觀測范圍有限；無法探測運動目標的準確方位、地理信息、速度等信息。以普通民用的漁船雷達為例，其可以對周圍6海里內，超過500個目標進行辨認，標定目標的位置信息(經緯度)、航行信息(航向速度)、雷達信息(回波面積)等數(shù)據(jù)，相比光學探測的方式雷達能夠進行大范圍的搜索，不受光學能見度的影響，獲取的運動目標信息準確度高，但所獲取的目標信息較為抽象，假如能將這兩個系統(tǒng)進行集成將有助于廣域成都視頻監(jiān)控領域的發(fā)展。本文將重點介紹基于雷達定位視頻聯(lián)動系統(tǒng)的應用情況。

一、系統(tǒng)簡介

基于雷達定位的視頻聯(lián)動系統(tǒng)通過計算機系統(tǒng)軟件，將雷達獲取到的目標空間/地理位置數(shù)據(jù)與遠距離光電轉臺/廣域監(jiān)控攝像機的轉動角度、鏡頭焦距進行聯(lián)動，實現(xiàn)對該空間、地理位置的場景圖像進行實時復核。系統(tǒng)由定位雷達、遠距離光電轉臺/廣域監(jiān)控攝像機、服務器、安裝在服務器上的系統(tǒng)軟件、傳輸系統(tǒng)等組成。

雷達采用成熟的產品，具備二次開發(fā)的SDK包，利用軟件二次開發(fā)和集成能夠實現(xiàn)對雷達探測目標的視頻聯(lián)動監(jiān)視。相對于常規(guī)的遠距離監(jiān)控系統(tǒng)，雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有以下長處：一是目標探測速度快；二是可同時探測多目標；三是受氣象條件影響小，探測精度高；四是系統(tǒng)完全實現(xiàn)數(shù)字化、網絡化，智能化、信息化程度高。

系統(tǒng)的主要功能有：在20Km范圍內探測監(jiān)視目標(人、車、船)；晝夜連續(xù)探測；指定目標運動跟蹤；目標地圖標示。

二、系統(tǒng)原理

系統(tǒng)在現(xiàn)有成熟的遠距離成都視頻監(jiān)控、雷達目標自動跟蹤技術上通過成都視頻監(jiān)控系統(tǒng)與雷達目標信息自動同步聯(lián)動，實現(xiàn)雷達遠側探測與光學設備的數(shù)字化、智能化和網絡化，為廣域成都視頻監(jiān)控應用領域注入新的血液。

系統(tǒng)由前端探測設備、信號采集與處理系統(tǒng)、網絡傳輸與分析控制系統(tǒng)等組成，是具備了雷達視頻信息與視頻圖像聯(lián)動辨認、運動目標跟蹤監(jiān)視、坐標方位地圖標定、網絡化傳輸、信息融合、主動預警等多功能的信息綜合系統(tǒng)，解決了視頻搜索速度慢、精度差、手工操控繁瑣等問題，提高了遠距離成都視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用效率，提高了目標搜索和跟蹤的速度和精度，降低了執(zhí)勤人員的工作強度，提高了系統(tǒng)的使用價值。

該系統(tǒng)的運轉原理是，雷達對探測區(qū)域內能進行搜索獲取周圍的目標信息，雷達信息處理系統(tǒng)處理時間序列的雷達圖像，對圖像中的目標回波進行自動辨認、跟蹤和運動參數(shù)解算；受雷達工作體制和工作原理的限制，數(shù)據(jù)更新速度大于2.4s，方位數(shù)據(jù)精度低于距離數(shù)據(jù)精度，一般民用的雷達方位精度在1度以內，距離數(shù)據(jù)精度在量程的1%以內。

首先系統(tǒng)運用雷達產品開放的SDK包，提取數(shù)字化后的地圖數(shù)據(jù)、目標信息等關鍵數(shù)據(jù)，通過網絡發(fā)送給終端控制服務器，服務器完成對軟件地圖進行虛擬場景像素坐標與真實坐標的對應標定(一般監(jiān)視點安裝的場景較為固定，也可直接導入探測區(qū)域的GIS地圖)。

其次通過集成有高清攝像機、超遠距離電動變焦透霧鏡頭、高精度重型抗風光電轉臺的前端視頻探測、采集設備對目標圖像進行采集后編碼傳輸，通過后端軟件平臺的圖像分析算法處理將新進入探測范圍的目標進行辨認，給出目標的類型：人、車、船，從而將目標類型對應的虛擬圖標標定在軟件地圖上，這時軟件地圖中所顯示的虛擬圖標就能顯示真實的地理信息位置。對于處于探測區(qū)域室內的目標，只要在成都視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋的情況下，也能通過視頻分析的方式標注在軟件地圖上。

第三，對于雷達鎖定的跟蹤目標，系統(tǒng)自動將對應目標的位置坐標輸入到遠距離光電轉臺內，該坐標直接對應遠距離光電轉臺的預置點。目標的運動跟蹤采用視頻分析的方式，由平臺軟件驅動遠距離光電轉臺進行連續(xù)跟蹤拍攝，并在軟件地圖上顯示該目標的運動軌跡。同時該運動目標實時圖像也將在軟件界面中相應顯示。

由于系統(tǒng)所采用的遠距離光電轉臺集成了熱成像、輔助光源，因此即使在夜間也能獲取到相應的目標圖像。

三、系統(tǒng)應用技術淺析

系統(tǒng)將雷達的探測優(yōu)勢與視頻圖像的特點相結合，通過軟件處理的方式帶來全新的成都視頻監(jiān)控體驗，以下列舉幾種關鍵的應用技術。

1.目標探測

目標探測的目的是為了辨認防范區(qū)域內的目標類型，從而采取分歧方案的防范手段。雷達所探測的目標不具備直觀性，采用視頻分析的方式對視頻場景中的運動目標進行分割，與目標模型進行比對后對目標進行區(qū)分，從而顯示在地圖上就相對直觀。

2.目標跟蹤

目標探測的目的是為了對監(jiān)視目標的運動軌跡進行記錄、跟蹤，對目標類型進行復核，對目標進行連續(xù)監(jiān)視和細節(jié)辨識。由于視頻畫面中可能涉及多個運動目標，因此對視頻分析算法要求較高，要求連續(xù)不間斷地跟蹤雷達鎖定的目標。

3.硬件技術

視頻圖像嚴重依賴光學條件，針對防范地區(qū)的氣象、地理條件，要因地制宜的配套相應的設備。由于系統(tǒng)采用高清攝像機，長焦鏡頭的工藝要求較高，其次在長達10Km的遠距離監(jiān)視過程中，云臺運轉的平穩(wěn)性、云臺運轉的精準度均有很高的要求，行業(yè)尺度中的0.5°的精度對應近88米的距離偏差，因此對硬件的工藝要求比較高；所用的設備如用于海邊、高山等地區(qū)，低氣壓、高海拔、高熱潮濕、鹽堿腐蝕等環(huán)境，要求硬件要具備良好的環(huán)境適應性。

四、結語

的海岸線、邊境線綿長，港口眾多，多山多丘陵，目前所建設的系統(tǒng)大多尚未集成，隨著社會、國家對公共平安的重視，雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有良好的市場應用需求和前景，同時該系統(tǒng)也是提高廣域成都視頻監(jiān)控系統(tǒng)價值、執(zhí)勤人員工作效率、風險防范水平的重要工具，運用本系統(tǒng)也能充分達到保障平安的防范目的。