墙体振源识别和检测翻越墙体行为的方法、装置及系统与流程

本发明涉及安防设备技术领域，具体涉及一种墙体振源识别和检测翻越墙体行为的方法、装置及系统。

背景技术：

目前，安防所用墙体一般都是简单的砖石混凝土，钢丝铁栅栏，或者塑料木材等制成，缺乏智能报警等主动击退设备。有些设备虽然也有一定的智能检测功能，但是功能单一，容易误判。

现有的安防墙体，通常是通过增加红外、激光对射设备来实现探测报警。但是采用这种方法还存在以下缺点：仅通过红外、激光对射原理报警受外界环境干扰较大，雨雾天气易产生误报，对于一些野生动物产生的干扰也不能很好的排除，有很高的误判率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种墙体振源识别和检测翻越墙体行为的方法、装置及系统，以解决现有墙体不能准确识别入侵源，容易产生误判和误报警的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种墙体振源识别的方法，墙体上设置有振动传感器和拉力传感器，墙体振源识别的方法包括：获取用于表征墙体振动的振动信号；根据振动信号识别振动信号振源的物理特征；获取用于表征墙体所受的拉力的拉力信号；根据物理特征和拉力信号识别振源。

可选地，根据振动信号识别振动信号振源的物理特征包括：对振动信号进行模式识别得到振源的物理特征；判断物理特征是否满足第一预设特征，第一预设特征用于表征预存的入侵源的物理特征；当物理特征满足预设特征时，进入获取用于表征墙体所受的拉力的拉力信号的步骤。

可选地，对振动信号进行模式识别得到振源的物理特征包括：对振动信号进行频谱分析、能量谱分析和小波分析中的至少之一的算法得到振源的匹配物理特征。

可选地，在获取用于表征墙体振动的振动信号之后包括：根据振动信号计算振源的位置坐标。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种检测翻越墙体行为的方法，包括：采用第一方面或第一方面任意实施方式的墙体振源识别的方法识别振源；根据振动信号计算振源的位置坐标；根据位置坐标控制图像采集装置对振源进行确认。

可选地，根据位置坐标控制图像采集装置对振源进行确认包括：获取图像采集装置发送的图像信息；判断图像信息是否满足第二预设特征，第二预设特征用于表征预存的入侵源图像特征；当图像信息满足第二预设特征时，确认振源为入侵源。

可选地，当图像信息满足第二预设特征时，判断入侵源入侵时间是否超过预设时间；如果入侵源入侵时间超过预设时间，则产生报警。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种墙体振源识别的装置，包括：第一传感器，间隔设置于墙体上；至少一个第一处理器；以及与至少一个第一处理器通信连接的第一存储器；其中，第一存储器存储有可被一个第一处理器执行的指令，指令被至少一个第一处理器执行，以使至少一个第一处理器执行第一方面或者第一方面任意实施方式中的墙体振源识别的方法。

可选地，墙体振源识别的装置还包括：第二传感器，与振动传感器连接，用于采集用于表征墙体所受的拉力的拉力信号。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种主机，包括：至少一个第二处理器；以及与至少一个第二处理器通信连接的第二存储器；其中，第二存储器存储有可被一个第二处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个第二处理器执行第二方面或者第二方面任意实施方式中的检测翻越墙体行为的方法。

根据第五方面，本发明实施例提供了一种检测翻越墙体行为的系统，包括：如第三方面的墙体振源识别的装置；如第四方面的主机；墙体振源识别的装置与主机通信连接。

可选地，的检测翻越墙体行为的系统还包括：图像采集装置，与主机连接，在主机的控制下根据位置坐标采集振源的图像信息。

本发明具有以下有益效果：

1.通过振动传感器识别振动信号振源的物理特征，可以识别靠近或者触碰墙体的振源的类型(例如识别振源为人、车或者物理冲击)，通过拉力传感器获取墙体所受的拉力，可以识别振源的重量，通过振源的类型以及振源的重量，可以准确识别振源，从而不会对振源产生误判。

2.通过对振动信号进行计算可以得到振源的位置坐标，可以使用户确定振源的位置。

3.通过振动传感器和拉力传感器联合作用，可以准确识别靠近或者触碰铁丝网的振源以及振源的位置坐标，再根据位置坐标通过图像采集装置对振源进行视频或图像的采集，可以对振源再次确认，防止对振源的误判。

4.将图像采集装置采集到的入侵源的入侵时间与设定时间进行比较，当图像采集装置采集到的入侵源的入侵时间大于设定时间才产生报警，通过这样设置，可以防止短暂接触或短暂触碰产生的报警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例墙体振源识别的方法的流程图；

图2示出了本发明实施例检测翻越墙体行为的方法的流程图；

图3示出了本发明实施例墙体振源识别的装置的结构框图；

图4示出了本发明实施例检测翻越墙体行为的装置的结构框图；

图5示出了本发明实施例检测翻越墙体行为的系统的结构示意图；

图6示出了本发明另一实施例检测翻越墙体行为的系统的结构示意图；

图7示出了本发明实施例检测翻越墙体行为的系统原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种墙体振源识别的方法，墙体上设置有振动传感器和拉力传感器，如图1所示，墙体振源识别的方法包括：

s101.获取用于表征墙体振动的振动信号。

在本实施例中，墙体包括普通砖墙、混凝土墙、铁丝网、铁栅栏、软质墙体。墙体每间隔一段距离设置一个振动传感器，振动传感器以有线方式连接，连接方式可以是can总线、以太网、光纤网络，振动传感器用通信总线组成网络级联。振动传感器设置的个数可以根据具体的需求设置，在此不做具体的限定。

s102.根据振动信号识别振动信号振源的物理特征。

在本实施例中，振动传感器可以为智能振动传感器，每个智能振动传感器内部都具有处理器，可以对采集的振动信号进行实时分析，并通过算法进行计算，得到振动信号振源的物理特征，根据振动信号振源的物理特征，可以识别振源是哪种类型的振源，例如，可以识别振源为人、车或者物理冲击。

s103.获取用于表征墙体所受的拉力的拉力信号。

在本实施例中，墙体上方每间隔一段距离设置一个拉力传感器，拉力传感器可以设置在墙体上方的悬挂杆之间，振动传感器和拉力传感器为1对1配置，振动传感器留有数字采集接口，可以读取拉力传感器的数据，并对拉力传感器的数据进行分析，可以得到靠近或触碰墙体的振源的重量信息。

s104.根据物理特征和拉力信号识别振源。

在本实施例中，根据振源的物理特征和拉力信号，可以识别振源的类型以及振源的重量。

通过振动传感器识别振动信号振源的物理特征，可以识别靠近或者触碰墙体的振源的类型(例如识别振源为人、车或者物理冲击)，通过拉力传感器获取墙体所受的拉力，可以识别振源的重量，通过振源的类型以及振源的重量，可以准确识别振源，从而不会对振源产生误判。

在可选的实施例中，在获取用于表征墙体振动的振动信号之后包括：根据振动信号计算振源的位置坐标。在本实施例中，可以采用如下方式计算振源的位置坐标：根据实际需求规划定位区域，建立网格坐标系，网格长度为定位精度，确定振动传感器数量及振动传感器拓扑结构，将振动传感器设置在定位区域中；根据振动波在上述步骤中的定位区域的介质中传播波速，计算振动波在坐标系网格中任意两个网格点间的传播时间，并根据传播时间建立到时模型；通过信号线获取上述定位区域中安装的多个振动传感器在定位区域采集的振动波的振动信号，本实施例只是举例说明是通过信号线获取振动信号，并不局限于这种方式；根据所述到时模型，分别对各振动传感器采集的坐标系网格中各网格点的振动信号进行归一化处理得到各振动传感器的第一振动信号，将第一振动信号进行滑动窗口处理得到第二振动信号；根据各振动传感器的第二振动信号分别计算所述振动波发生时刻坐标系中各网格点的强度函数，为提高本发明定位方法的精度，对所述强度函数平滑处理得到第一强度函数；判断各网格点的第一强度函数的值大小，第一强度函数的值越大，说明该网格点是震源位置的可能性越大，定位区域中第一强度函数最大时，该第一强度函数对应的坐标和时间就是振动发生的位置的时间；得到定位区域中值最大的第一强度函数，将该第一强度函数对应的网格点确定为震源位置。通过对振动信号进行计算可以得到振源的位置坐标，可以使用户确定振源的位置。

在可选的实施例中，根据振动信号识别振动信号振源的物理特征包括：对振动信号进行模式识别得到振源的物理特征；判断物理特征是否满足第一预设特征，第一预设特征用于表征预存的入侵源的物理特征；当物理特征满足预设特征时，进入获取用于表征墙体所受的拉力的拉力信号的步骤。在本实施例中，可以采用对振动信号进行频谱分析、能量谱分析和小波分析中的至少之一的算法得到振源的匹配物理特征。具体的，当采用上述实施例中的方法得到震源位置后，可以对与震源位置的网格点距离最小的所述振动传感器采集的振动信号，采用小波包分解的时域分析方法对振动信号进行分析，得到振动信号中的振动能量信息，其分解算法为：

其中，dl表示第l个节点的振动信号；a表示分解小波基；

提取由低频到高频的8个频带的小波包分解系数，根据第三层各频带的小波包分解系数，提取各频带范围的信号，得到重构信号，采用的小波包重构算法为：其中，h表示第一重构小波基，g表示第二重构小波基；根据各频带的重构信号计算各频带信号的总能量，其计算公式为：

其中，e3j表示第j个频带的总能量；s3j表示第j个频带的重构信号；xjk表示重构信号s3j的离散点的幅值。

由于e3j(j＝0，1，...，7通常是一个较大的数值，在数据分析上会带来一些不方便，对e3j进行归一化处理。即：

t′＝[e30/e，e31/e，e32/e，e33/e，e34/e，e35/e，e36/e，e37/e，]，对比数据库中的振动能量信息数据表(第一预设特征，用于表征预存的入侵源的物理特征)，判断发出振动信号的目标类型，在实际应用中，可以通过振动能量信息，判断进入定位区域目标是人、动物、物理冲击或者车等。

本发明实施例提供了一种检测翻越墙体行为的方法，包括：

s201.采用上述任意实施例方式的墙体振源识别的方法识别振源。

在本实施例中，采用上述任意实施例方式的墙体振源识别的方法识别振源具体的实施方式详见上述实施例墙体振源识别的方法的描述，在此不再赘述。

s202.根据振动信号计算振源的位置坐标。

s203.根据位置坐标控制图像采集装置对振源进行确认。

通过振动传感器和拉力传感器联合作用，可以准确识别靠近或者触碰铁丝网的振源以及振源的位置坐标，再根据位置坐标通过图像采集装置对振源进行视频或图像的采集，可以对振源再次确认，防止对振源的误判。

在可选的实施例中，根据位置坐标控制图像采集装置对振源进行确认包括：获取图像采集装置发送的图像信息；判断图像信息是否满足第二预设特征，第二预设特征用于表征预存的入侵源图像特征；当图像信息满足第二预设特征时，确认振源为入侵源。

在可选的实施例中，当图像信息满足第二预设特征时，判断入侵源入侵时间是否超过预设时间；如果入侵源入侵时间超过预设时间，则产生报警，否则不报警。将图像采集装置采集到的入侵源的入侵时间与设定时间进行比较，当图像采集装置采集到的入侵源的入侵时间大于设定时间才产生报警，通过这样设置，可以防止短暂接触或短暂触碰产生的报警。

本发明实施例提供了一种墙体振源识别的装置，包括：第一传感器，间隔设置于墙体上；在本实施例中，第一传感器可以获取用于表征墙体振动的振动信号，也可以获取用于表征墙体所受的拉力的拉力信号，第一传感器供电可以是直流、交流、电池或ups的方式。

至少一个第一处理器71；以及与至少一个第一处理器通信连接的第一存储器72；图3中以一个第一处理器71为例。

墙体振源识别的装置还可以包括：第一输入装置73和第一输出装置74。

第一处理器71、第一存储器72、第一输入装置73和第一输出装置74可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

第一处理器71可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。第一处理器71还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

第一存储器72作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的墙体振源识别的方法对应的程序指令/模块。第一处理器71通过运行存储在第一存储器72中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例墙体振源识别的方法。

第一存储器72可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据用户终端操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，第一存储器72可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，第一存储器72可选包括相对于第一处理器71远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至图像检测、处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

第一输入装置73可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户终端的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。第一输出装置74可包括显示屏等显示设备。

一个或者多个模块存储在存第一储器72中，当被一个或者多个第一处理器71执行时，执行如图1所示的方法。

在可选的实施例中，墙体振源识别的装置还包括：第二传感器，与振动传感器连接，用于采集用于表征墙体所受的拉力的拉力信号。在本实施例中，第二传感器可以是拉力传感器。墙体上方每间隔一段距离设置一个拉力传感器，拉力传感器可以设置在墙体上方的悬挂杆之间，振动传感器可以和拉力传感器为1对1配置，振动传感器留有数字采集接口，可以读取拉力传感器的数据，并对拉力传感器的数据进行分析，可以得到靠近或触碰墙体的振源的重量信息。在其他实施例中，拉力传感器也可以为智能拉力传感器，可以直接计算入侵源的重量，拉力传感器可以和振动传感器可以不1对1配置。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种主机，包括：至少一个第二处理器41；以及与至少一个第二处理器通信连接的第二存储器42；其中，所述第二存储器42存储有可被所述一个第二处理器41执行的指令，所述指令被所述至少一个第二处理器41执行，以使所述至少一个第二处理器41执行如如图2所示的方法。图4中以一个第二处理器41为例。

主机还可以包括：第二输入装置43和第二输出装置44。

第二处理器41、第二存储器42、第二输入装置43和第二输出装置44可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

其中主机中第二处理器41、第二存储器42、第二输入装置43和第二输出装置44的描述可参见上述墙体振源识别的装置任意实施例中的第一处理器71、第一存储器72、第一输入装置73和第一输出装置74的描述。

本发明实施例提供了一种检测翻越墙体行为的系统，如图5所示，包括：上述任意实施方式的墙体振源识别的装置50；上述任意实施方式的主机60；墙体振源识别的装置与主机通信连接。墙体振源识别的装置和主机详见上述实施例墙体振源识别的装置和主机的描述，在此不再赘述。当拉力传感器为普通的拉力传感器，振动传感器和拉力传感器为1对1配置，系统结构图如图5所示。当拉力传感器为智能力传感器，可以直接计算振源重量，通过网络发回主机，振动传感器和拉力传感器可以不1对1配置，系统结构图如图6所示。

在可选的实施例中，检测翻越墙体行为的系统还包括：图像采集装置，与主机连接，在主机的控制下根据位置坐标采集振源的图像信息。在本实施例中，图像采集装置可以是枪球一体机。如图7所示，主机60可以是安防现场服务器，可以是与安防现场服务器通过网络连接的安防云服务器、手机、电脑或电话手表等。通过手机、电脑或电话手表，安保人员可以对墙体进行远程管理，建立警报数据库和对入侵源进行远程警告等，给安保人员带来极大的便利。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。