一种雷达视频监视方法与流程

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种雷达视频监视方法。

背景技术：

雷达探测范围广，不受环境、光线等条件影响，能精确快速发现入侵目标，并报告其位置、速度、航向等信息，但是对于非专业人员来说，雷达视频的显示抽象不直观。光学设备对目标的显示非常直观，但因观察范围有限，易受天气光线条件等影响，视频分析的误报率高等缺点，不适宜对安保要求严格的场景。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种雷达视频监视方法，解决了雷达与摄像头联动时统一标记坐标的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种雷达视频监视方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：建立雷达监控系统，雷达监控系统包括雷达、摄像头、雷达端无线网桥、中心端无线网桥、雷达追踪服务器、视频存储器、客户端服务器和监控中心，雷达、摄像头和雷达端无线网桥设置在一起，雷达和摄像头均通过串口与雷达端无线网桥通信，雷达端无线网桥与中心端无线网桥通过无线网络通信，雷达追踪服务器和视频存储器均通过串口与中心端无线网桥通信；

客户端服务器通过网线与雷达追踪服务器通信；监控中心包括显示屏和监控中心服务器，监控中心服务器通过网线与雷达追踪服务器和视频存储器通信，显示屏连接监控中心服务器；

步骤2：雷达用于获取船舶的位置信息，船舶的位置信息包括船舶相对雷达的角度信息、船舶相对于雷达的距离信息、船舶的航速和船舶的航向；

摄像头用于拍摄船舶的视频图像；

步骤3：在雷达追踪服务器中建立电子地图模块、地图坐标划分模块、位置计算模块和视频联动模块；

步骤4：用户通过客户端服务器在互联网上下载监控区域的电子地图，客户端服务器将电子地图和日期信息发送给雷达追踪服务器；

步骤5：雷达追踪服务器中的电子地图模块存储电子地图，并标记该电子地图的下载日期；

步骤6：地图坐标划分模块读取电子地图，并标记电子地图坐标：以电子地图的最左下角为原点建立平面坐标系，在坐标系中标记处电子地图上每一个点的坐标；

步骤7：雷达追踪服务器将步骤6中标记好的电子地图发送给客户端服务器，用户通过客户端服务器在电子地图中标记出雷达的安装位置和有效探测范围；客户端服务器将雷达的安装位置和有效探测范围发送给雷达追踪服务器；

步骤8：雷达追踪服务器中的位置计算模块记录雷达的安装位置；

位置计算模块根据雷达的有效探测范围计算出雷达探测范围超出电子地图的区域，并标记该区域为无效区域；

步骤9：雷达探测到有船舶后，雷达将船舶的的位置信息通过雷达端无线网桥发送给中心端无线网桥，雷达追踪服务器读取中心端无线网桥接收的船舶的位置信息；

步骤10：位置计算模块根据船舶的位置信息中的船舶相对雷达的角度信息和船舶相对于雷达的距离信息计算船舶在电子地图上的坐标，其包括如下步骤：

步骤s1：设定被探测的船舶为船舶w1，探测到船舶w1的雷达为雷达a1，船舶w1相对雷达a1的角度信息为角度b，船舶w1相对于雷达的距离信息为l1；

步骤s2：根据三角函数计算船舶w1相对雷达a1的相对坐标；

步骤s3：根据雷达a1在电子地图上的坐标和船舶w1相对雷达a1的相对坐标，计算出船舶w1在电子地图上的坐标；

步骤11：雷达追踪服务器标记出电子地图上所有的船舶的坐标及其编号，并将船舶在电子地图上的坐标及其编号发送给客户端服务器；

步骤11：用户通过客户端服务器读取船舶在电子地图上的坐标，并标记标靶船舶；客户端服务器将标靶船舶的编号发送给雷达追踪服务器；

步骤12：设定标靶船舶为所述船舶w1，雷达追踪服务器将所述角度b通过中心端无线网桥发送给雷达端无线网桥，摄像头读取雷达端无线网桥接收的所述角度b，并根据所述角度b转向拍摄所述船舶w1的视频图像，摄像头保持与所述船舶w1正对；

步骤13：雷达追踪服务器通过以下方法判断船舶在视频图像中的位置：

步骤a1：设定摄像头的拍摄的正对方向为方向k，方向k与坐标轴x之间的夹角为β，β＝b；

步骤a2：当有其他出船舶出现在视频图像中时，设定该船舶为船舶w2，船舶w2的相对雷达a1的角度信息为角度c，船舶w2在视频图像中相对于方向k的夹角为：θ＝β-c；

步骤a3：通过θ的值判断船舶w2在视频图像中的位置；

步骤14：雷达追踪服务器在视频图像中标记所有船舶的航速、航向、位置坐标和编号；

步骤15：视频存储器存储视频图像，并生产历史视频信息；

步骤16：监控中心通过显示屏显示船舶的视频图像。

优选的，所述摄像头采用ipc6525-z30-s型高速球摄像头；所述雷达为全固态雷达。

优选的，在执行步骤6时，坐标系中x轴和y轴的最小坐标单位为米或厘米。

优选的，所述摄像头保持与所述船舶w1正对为所述摄像头的拍摄方向正对于所述船舶w1。

本发明所述的一种雷达视频监视方法，解决了雷达与摄像头联动时统一标记坐标的技术问题，本发明结合雷达和光电设备的优点，利用雷达处理、目标追踪、信息融合、视频联动、远程通信技术，大大提高了对目标搜索、追踪、监视、报警的能力，本发明能够对大面积水域进行昼夜全方位精确监视，当有目标侵入时，雷达会及时发现并自动引导摄像头跟踪拍摄。

附图说明

图1是本发明的系统构架图；

图2是本发明的标记电子地图坐标的数学模型图；

图3是本发明的标记船舶坐标的数学模型图；

图4是本发明的标记船舶在视频图像中位置的数学模型图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示的一种雷达视频监视方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：建立雷达监控系统，雷达监控系统包括雷达、摄像头、雷达端无线网桥、中心端无线网桥、雷达追踪服务器、视频存储器、客户端服务器和监控中心，雷达、摄像头和雷达端无线网桥设置在一起，雷达和摄像头均通过串口与雷达端无线网桥通信，雷达端无线网桥与中心端无线网桥通过无线网络通信，雷达追踪服务器和视频存储器均通过串口与中心端无线网桥通信；

客户端服务器通过网线与雷达追踪服务器通信；监控中心包括显示屏和监控中心服务器，监控中心服务器通过网线与雷达追踪服务器和视频存储器通信，显示屏连接监控中心服务器；

步骤2：雷达用于获取船舶的位置信息，船舶的位置信息包括船舶相对雷达的角度信息、船舶相对于雷达的距离信息、船舶的航速和船舶的航向；

摄像头用于拍摄船舶的视频图像；

步骤3：在雷达追踪服务器中建立电子地图模块、地图坐标划分模块、位置计算模块和视频联动模块；

步骤4：用户通过客户端服务器在互联网上下载监控区域的电子地图，客户端服务器将电子地图和日期信息发送给雷达追踪服务器；

步骤5：雷达追踪服务器中的电子地图模块存储电子地图，并标记该电子地图的下载日期；

步骤6：地图坐标划分模块读取电子地图，并标记电子地图坐标：以电子地图的最左下角为原点建立平面坐标系，在坐标系中标记处电子地图上每一个点的坐标；

步骤7：雷达追踪服务器将步骤6中标记好的电子地图发送给客户端服务器，用户通过客户端服务器在电子地图中标记出雷达的安装位置和有效探测范围；客户端服务器将雷达的安装位置和有效探测范围发送给雷达追踪服务器；

步骤8：雷达追踪服务器中的位置计算模块记录雷达的安装位置；

位置计算模块根据雷达的有效探测范围计算出雷达探测范围超出电子地图的区域，并标记该区域为无效区域；

如图2所示，本实施例采用4个雷达对一块区域进行探测，该探测区域的电子地图为map，4个雷达分别为a1～a4，其无效区域temp为雷达a1～a4探测范围超出地图map的区域，当船舶处于无效区域temp中时，雷达追踪服务器不计算船舶的位置。

步骤9：雷达探测到有船舶后，雷达将船舶的的位置信息通过雷达端无线网桥发送给中心端无线网桥，雷达追踪服务器读取中心端无线网桥接收的船舶的位置信息；

步骤10：位置计算模块根据船舶的位置信息中的船舶相对雷达的角度信息和船舶相对于雷达的距离信息计算船舶在电子地图上的坐标，其包括如下步骤：

步骤s1：设定被探测的船舶为船舶w1，探测到船舶w1的雷达为雷达a1，船舶w1相对雷达a1的角度信息为角度b，船舶w1相对于雷达的距离信息为l1；

步骤s2：根据三角函数计算船舶w1相对雷达a1的相对坐标；

步骤s3：根据雷达a1在电子地图上的坐标和船舶w1相对雷达a1的相对坐标，计算出船舶w1在电子地图上的坐标；

如图3所示，本实施例对2个船舶进行标记坐标，船舶w1的相对雷达a1的距离为l1，与雷达a1的夹角为b，通过三角函数计算出w1相对a1的坐标距离l2和l3，l2为在y轴上的距离和l3为在x轴上的距离，雷达a1的坐标为预先设定：设定雷达a1的x坐标为x1,、y轴的坐标为y1，船舶w1的x轴坐标xw＝x1-l3，船舶w1的y轴坐标yw＝y1-l2。

步骤11：雷达追踪服务器标记出电子地图上所有的船舶的坐标及其编号，并将船舶在电子地图上的坐标及其编号发送给客户端服务器；

步骤11：用户通过客户端服务器读取船舶在电子地图上的坐标，并标记标靶船舶；客户端服务器将标靶船舶的编号发送给雷达追踪服务器；

步骤12：设定标靶船舶为所述船舶w1，雷达追踪服务器将所述角度b通过中心端无线网桥发送给雷达端无线网桥，摄像头读取雷达端无线网桥接收的所述角度b，并根据所述角度b转向拍摄所述船舶w1的视频图像，摄像头保持与所述船舶w1正对；

步骤13：雷达追踪服务器通过以下方法判断船舶在视频图像中的位置：

步骤a1：设定摄像头的拍摄的正对方向为方向k，方向k与坐标轴x之间的夹角为β，β＝b；

步骤a2：当有其他出船舶出现在视频图像中时，设定该船舶为船舶w2，船舶w2的相对雷达a1的角度信息为角度c，船舶w2在视频图像中相对于方向k的夹角为：θ＝β-c；

步骤a3：通过θ的值判断船舶w2在视频图像中的位置；

如图4所示，当有三个船舶同时出现在视频图像中时，设定这三个船舶分别为w1、w2和w3，w1的角度信息为角度b，w2的角度信息为角度c，w3的角度信息为角度d，由于此时w1位标靶船舶，所以只有w1的角度b与摄像头的正对方向的角度β相同，从而可以计算出w2在视频图像中的相对角度为θ＝β-c；同理可以计算出w3在视频图像中的相对角度，根据w2和w3在视频图像中的相对角度，可以确定w2和w3在视频图像中的位置。

步骤14：雷达追踪服务器在视频图像中标记所有船舶的航速、航向、位置坐标和编号；

步骤15：视频存储器存储视频图像，并生产历史视频信息；

步骤16：监控中心通过显示屏显示船舶的视频图像。

优选的，所述摄像头采用ipc6525-z30-s型高速球摄像头；所述雷达为全固态雷达。

优选的，在执行步骤6时，坐标系中x轴和y轴的最小坐标单位为米或厘米。

优选的，所述摄像头保持与所述船舶w1正对为所述摄像头的拍摄方向正对于所述船舶w1。

本发明所述的一种雷达视频监视方法，解决了雷达与摄像头联动时统一标记坐标的技术问题，本发明结合雷达和光电设备的优点，利用雷达处理、目标追踪、信息融合、视频联动、远程通信技术，大大提高了对目标搜索、追踪、监视、报警的能力，本发明能够对大面积水域进行昼夜全方位精确监视，当有目标侵入时，雷达会及时发现并自动引导摄像头跟踪拍摄。