近空智能监控系统及方法与流程

本发明涉及到智能监控领域，特别是涉及到一种近空智能监控系统及方法。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，无人机被应用在社会生活中的各个方面，例如航拍，遥感测绘，安全巡逻，森林消防设置是现代化军事冲突中。而在某些具体的场合或者区域，是禁止第三方无人机或者近空不明活动物体进入的，例如飞机场附近或军事哨所等。以现代化军事冲突举例，很多恐怖分子或武装分子会通过无人机、自动机器人以及小型导弹发动袭击，对于近空防御发现低小慢物体是一个非常棘手的问题，需要对应的监控体系对空域进行监控。

而且对于近空的监控必须实现全天候24小时不间断工作，同时必须可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提供一种近空智能监控系统及方法，实时监控近空空域活动物体并及时报警。

本发明提出一种近空智能监控系统，包括多套具备热成像和可见光融合成像的无源光电雷达，以及具备水平方向360°视场的云台摄像机，多套所述无源光电雷达以云台摄像机为中心环绕设置在云台摄像机外周，所述无源光电雷达所监控视场由中心向外部延伸，无源光电雷达和云台摄像机均采用无线传输的方式与中央管理平台通讯。

进一步地，所述云台摄像机和无源光电雷达内均设置有无线传输单元和单体电源，所述无线传输单元用于将监控数据传输到中央管理平台，所述单体电源用于为对应的云台摄像机和无源光电雷达供电。

进一步地，所述无源光电雷达内设置有热成像单元和可见光成像单元。

进一步地，所述无源光电雷达的数量为4套，每个所述无源光电雷达视场角为70°，4套所述无源光电雷达以所述云台摄像机为中心均匀环绕设置在所述云台摄像机外周建立280°范围的监控视场角。

进一步地，所述云台摄像机水平方向视场角为360°，竖直方向视场角为110°。

本发明还提出了一种近空智能监控方法，基于如上所述的近空智能监控系统，具体步骤如下：

通过无源光电雷达实时探测监控区域内的活动物体；

中央管理平台接收来自无源光电雷达的探测信息；

中央管理平台根据探测信息控制云台摄像机对该活动物体进行跟踪，并将跟踪信息传回中央管理平台；

中央管理平台识别该活动物体是否为非法活动物体；

若为非法活动物体，则发出报警信号。

进一步地，所述中央管理平台根据探测信息控制云台摄像机对该活动物体进行跟踪步骤，包括，

调节云台摄像机进行光学变焦，抓取活动物体图像。

进一步地，所述中央管理平台识别该活动物体是否为非法活动物体步骤，包括，

通过将活动物体的外观轮廓与已有的非法活动物体的外观轮廓进行比对；

通过将活动物体的活动轨迹与已有的非法活动物体的活动轨迹进行比对。

进一步地，所述探测信息包括该活动物体的位置信息，所述跟踪信息包括活动物体的外观轮廓信息和活动轨迹信息。

进一步地，所述若是非法活动物体，则发出报警信号步骤之后，还包括，

将该活动物体的外观轮廓信息与运行轨迹信息存储在中央管理平台，建立非法活动物体的识别数据库。

本发明的有益效果为：通过设置多套无源光电雷达组成大范围的监控区域，对进入监控区域的活动物体进行定位，并且通过中心的云台摄像机识别并判断该活动物体是否为非法活动物体，能够高效识别人形生物、动物、鸟兽、无人机、车辆、大型机械、包裹、脚印等物体；同时无源光电雷达能够实现全天候24小时不间断工作的双光立体成像，可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

附图说明

图1为本发明一实施例一种近空智能监控系统的结构连接图；

图2为本发明一实施例一种无源光电雷达的结构原理框图；

图3为本发明一实施例一种近空智能监控方法的方法流程图；

图4为本发明一实施例一种识别活动物体是否为非法活动物体的方法流程图；

图5为本发明另一实施例一种近空智能监控方法的方法流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

视场角在光学工程中又称视场，视场角的大小决定了光学仪器的视野范围。

参照图1和图2，提出本发明一具体实施例，一种近空智能监控系统，包括多套具备热成像和可见光融合成像的无源光电雷达10，以及具备水平方向360°，竖直方向110°视场的云台摄像机20，多套可无源光电雷达10以云台摄像机20为中心均匀环绕设置在云台摄像机20外周，可无源光电雷达10的所监控视场由中心向外部延伸，无源光电雷达10和云台摄像机20均无线连接中央管理平台30。通过设置多套无源光电雷达10组成大范围的监控区域，对进入监控区域的活动物体进行定位，中央管理平台30根据无源光电雷达10捕获的位置信息，进一步控制中心的云台摄像机20识别并判断该活动物体是否为非法活动物体，能够高效识别人形生物、动物、鸟兽、无人机、车辆、大型机械、包裹、脚印等物体，实现对于近空区域(包括底面和空域)的实时高效的监控。

具体的，云台摄像机20和无源光电雷达10内均设置有无线传输单元和单体电源，无线传输单元用于将监控数据传输到中央管理平台30，单体电源用于为对应的云台摄像机20和无源光电雷达10供电。无线传输单元用于数据传输，例如无源光电雷达10捕获到的活动物体的坐标位置，并将探测信息(包含活动物体位置信息)传输给中央管理平台30；中央管理平台30接收来自无源光电雷达10的探测信息之后，根据探测信息包含的活动物体位置信息，发出控制信号给云台摄像机20，控制云台摄像机20对活动物体进行跟踪，并返回跟踪信息到中央管理平台30，中央管理平台30进行识别判断，并根据对应的情况选择是否发出警报。具体的，中央管理平台30可以为可移动设备(例如笔记本电脑)，或者固定的控制中心，中央管理平台30内可以直接内置识别数据库，也可以将识别数据库设置在云端，中央管理平台30通过网络与云端服务器进行连接，并识别判断。

参考图2，无源光电雷达10内设置有热成像单元12和可见光成像单元11。在高可见度的时候无源光电雷达10可以通过可见光成像单元11对活动物体进行识别并探测其位置信息；而在低可见度的环境下，例如在夜晚、雨天、雾天或雪天等复杂环境下，可以通过热成像单元12对活动物体进行识别并探测其位置信息。也即是，无源光电雷达10能够实现全天候24小时不间断工作的双光立体成像，可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

在本实施例中，无源光电雷达10的数量为4套，每个无源光电雷达10视场角为70°，4套无源光电雷达10以云台摄像机20为中心均匀环绕设置在云台摄像机20外周建立280°(4*70°)范围的监控视场角，相比传统视场角(≤36°)的布控范围，极大减少了布控任务的难度，降低了布控位置选择的难度。同时，云台摄像机20水平方向视场角为360°，竖直方向视场角为110°，云台摄像机20拥有n倍的光学变焦，是对4套无源光电雷达10完美的补充，其具有水平方向360°，垂直方向110°的多方位侦测能力，填补了4套无源光电雷达10所留下的监控死角。

具体的，4套无源光电雷达10和一套云台摄像机20组成一个基本的任务小组，在每套设备中配备有无线传输单元，三脚架和不间断的单体电源。其体积小巧，做到单人携带，单人架设，即架即用，单人操作，且隐蔽性颇佳。

具体的，无源光电雷达10是作为先期预警侦察手段，目标是在相对宽广的区域内发现可疑活动物体的踪迹，它监控的是“面“；高清应急布控的云台摄像机20是作为后期判断分析手段，目标是对前期发现的可疑活动物体进行跟踪和调查，它监控的是”点“。两者配合能够实现对于目标近空区域的高效监控，在非法活动物体进入的时候能够及时发出警报，提醒相关人员，提高近空区域的安全性。

参考图1，在本实施例中，将4套无源光电雷达10布控在一个的扇形区域内，利用视频观测软件将相邻无源光电雷达10之间的视场进行拼接。云台摄像机20位于布控位置的中心，位于可以视场旋转到可以覆盖每一台无源光电雷达10的位置。当可疑活动物体进入到探测范围内时，侦测到该活动物体的无源光电雷达10向中央管理平台30发出探测信息，该探测信息包含了活动物体的位置信息，中央管理平台30对该探测信息及时做出响应，控制云台摄像机20对该活动物体进行追踪，利用光学变焦使该活动物体在监控视频中呈现的更为清晰，便于对该物体进行智能识别，也使执勤人员分析工作更为轻松。

本方案通过设置多套无源光电雷达10组成大范围的监控区域，对进入监控区域的活动物体进行定位，并且通过中心的云台摄像机20识别并判断该活动物体是否为非法活动物体，能够高效识别人形生物、动物、鸟兽、无人机、车辆、大型机械、包裹、脚印等物体；同时无源光电雷达10能够实现全天候24小时不间断工作的双光立体成像，可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

参考图3-图5，本发明还提出了一种近空智能监控方法，基于上述实施例中的近空智能监控系统，具体步骤如下：

s10、通过无源光电雷达实时探测监控区域内的活动物体；

s11、中央管理平台接收来自无源光电雷达的探测信息；

s12、中央管理平台根据探测信息控制云台摄像机对该活动物体进行跟踪，并将跟踪信息传回中央管理平台；

s13、中央管理平台识别该活动物体是否为非法活动物体；

s14、若为非法活动物体，则发出报警信号。

对于步骤s10，无源光电雷达10内设置有热成像单元12和可见光成像单元11。在高可见度的时候无源光电雷达10可以通过可见光成像单元11对活动物体进行识别并探测其位置信息；而在低可见度的环境下，例如在夜晚、雨天、雾天或雪天等复杂环境下，可以通过热成像单元12对活动物体进行识别并探测其位置信息。也即是，无源光电雷达10能够实现全天候24小时不间断工作的双光立体成像，可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

对于步骤s11，在可疑的活动物体进入监控区域之后，对应的无源光电雷达10识别并探测，将探测到的活动物体的位置信息包含在探测信息内通过无线传输单元发送给中央管理平台30。

具体的，中央管理平台30可以为可移动智能设备(例如笔记本电脑或平板电脑)，或者固定的控制中心；中央管理平台30内可以直接内置识别数据库，也可以将识别数据库设置在云端服务器，中央管理平台30通过网络与云端服务器进行连接，并对活动物体进行识别判断。

对于步骤s12，探测信息内包含可疑活动物体的位置信息，中央管理平台30根据探测信息内的位置信息，控制云台摄像机20锁定并跟踪该活动物体，并将跟踪信息发回中央管理平台30。具体的，跟踪信息包括活动物体的外观轮廓图像和活动轨迹，中央管理平台30在接收到跟踪信息后，再根据识别数据库和识别算法对可以活动物体进行识别判断。

步骤s12，包括s121：调节云台摄像机20进行光学变焦，抓取活动物体图像。

对于步骤s121，控制云台摄像机20对该活动物体进行追踪时，利用光学变焦使该活动物体在监控视频中呈现的更为清晰，便于对该物体进行智能识别，也使执勤人员分析工作更为轻松。云台摄像机20水平方向视场角为360°，竖直方向视场角为110°，云台摄像机20拥有n倍的光学变焦，是对其余无源光电雷达10完美的补充，其具有水平方向360°，垂直方向110°的多方位侦测能力，填补了多套无源光电雷达10所留下的监控死角。

对于步骤s13，中央管理平台30在接收到云台摄像机20的跟踪信息之后，将可疑活动物体与识别数据库内已有的非法活动物体数据进行比对，判断该可疑活动物体是否非法。具体的，识别数据库中存储有非法活动物体的外观轮廓图像和可能的活动轨迹。

参考图4，步骤s13包括以下步骤：

s131、通过将活动物体的外观轮廓与已有的非法活动物体的外观轮廓进行比对。

s132、通过将活动物体的活动轨迹与已有的非法活动物体的活动轨迹进行比对。

对于步骤s131，通过将活动物体的外观轮廓与已有的非法活动物体的外观轮廓进行比对，可直接识别速的判断出常规非法活动物体，例如常规无人机、车辆、人形生物、常见的动物等等。先进行外观轮廓识别，对活动物体进行初步快速的筛选，快速区分出部分非法活动物体。

对于步骤s132，同时，除了通过外观轮廓进行识别之外，还可以通过活动物体的活动轨迹进行非法活动物体进行识别。例如，飞鸟进入监控区域，跟踪该飞鸟，获取其活动轨迹，若飞鸟的活动轨迹无人机无法实现，且飞鸟不是非法活动物体，则不发出警报。

对于步骤s14，在步骤s13识别出该活动物体为非法活动物体之后，发出对应的警报，并通知对应的工作人员或者机构。

参考图5，在本发明的另一实施例中，步骤s14之后，还包括步骤s15：将该活动物体的外观轮廓信息与运行轨迹信息存储在中央管理平台30，建立非法活动物体的识别数据库。

对于步骤s15，在识别出非法活动物体之后，将该活动物体的外观轮廓图像和活动轨迹存储到非法活动物体的识别数据库中，对识别数据库进行进一步的补充，进一步完善该识别数据库，识别数据库具备自学习能力，识别到的非法活动物体越多，其数据库就越完善，误报的可能性就越低。

本方案通过设置多套无源光电雷达10组成大范围的监控区域，对进入监控区域的活动物体进行定位，并且通过中心的云台摄像机20识别并判断该活动物体是否为非法活动物体，能够高效识别人形生物、动物、鸟兽、无人机、车辆、大型机械、包裹、脚印等物体；同时无源光电雷达10能够实现全天候24小时不间断工作的双光立体成像，可以在雨天、雾天、雪天等复杂环境中实现对各种形态物体的精确监控报警。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。