雷達(dá)光電聯(lián)動(dòng)

1.1方案背景

隨著人類社會(huì)的發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)和軍事形勢的不斷變化，邊境問題也越來越復(fù)雜，越界采集、狩獵、捕魚、貿(mào)易走私、販毒、非法越境等問題管理難度加大，邊境管理也逐漸由以前耗費(fèi)大量人力巡邏管理向信息化管理過渡，以此來提高軍隊(duì)對邊境的監(jiān)管力度。這就要求建立包括遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)、采集中心自動(dòng)化監(jiān)控等多個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控平臺(tái)。

我國現(xiàn)有的邊境線監(jiān)控管理主要由邊防戰(zhàn)士巡邏或借助于熱像儀及短距離紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)，人力巡防和目前的熱像儀監(jiān)控系統(tǒng)雖然也能滿足24小時(shí)的全天候監(jiān)控的功能，但是各有缺點(diǎn)。人力巡防在白天精確度最高，但是在夜間和雨雪天氣準(zhǔn)確度卻大幅降低，而夜間卻是越境事件的高發(fā)時(shí)段，而且人力不能保證24小時(shí)不間斷監(jiān)視；熱像儀搭配普通監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)控，但是熱像儀通過熱感應(yīng)成像，所顯示圖像不能真實(shí)呈現(xiàn)人物的根本面貌，更不會(huì)對不散發(fā)熱源的冷武器有所感應(yīng)，不能提供真實(shí)準(zhǔn)確人物信息，難以對越境人物身份及人數(shù)進(jìn)行判斷，給實(shí)施抓捕部署工作帶來相當(dāng)?shù)睦_。

1.2需求分析

針對我國目前邊防監(jiān)控形勢，深圳安星公司推出“監(jiān)控雷達(dá)預(yù)警與追蹤系統(tǒng)”全面解決方案。該系統(tǒng)是一套應(yīng)用雷達(dá)偵測技術(shù)、光電技術(shù)、電子技術(shù)、高精度機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、模式識別技術(shù)等開發(fā)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對整個(gè)邊境線、越境多發(fā)及易于越境地段進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，該套系統(tǒng)能配合先進(jìn)的檢測和報(bào)警系統(tǒng)對邊境線的越境人員及越境情況做出報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識別與追蹤，并轉(zhuǎn)到現(xiàn)場畫面，使邊防防衛(wèi)部隊(duì)能全面掌握和了解邊境的氣象環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)及邊防線狀況，提高邊防線管理的科學(xué)管理水平。

基于雷達(dá)定位的視頻聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，將雷達(dá)獲取到的目標(biāo)空間/地理位置數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)距離光電轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、鏡頭焦距進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對該空間、地理位置的場景圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)復(fù)核。系統(tǒng)由定位雷達(dá)、遠(yuǎn)距離光電轉(zhuǎn)臺(tái)、服務(wù)器、安裝在服務(wù)器上的系統(tǒng)軟件、傳輸系統(tǒng)等組成。

雷達(dá)采用成熟的產(chǎn)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?qū)崿F(xiàn)對雷達(dá)探測目標(biāo)的視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)視。相對于常規(guī)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)，雷達(dá)與視頻聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是目標(biāo)探測速度快；二是可同時(shí)探測多目標(biāo)；三是受氣象條件影響小，探測精度高；四是系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，智能化、信息化程度高。?

中國的海岸線、邊境線綿長，港口眾多，多山多丘陵，目前所建設(shè)的系統(tǒng)大多尚未集成，隨著社會(huì)、國家對公共安全的重視，雷達(dá)與視頻聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)具有良好的市場應(yīng)用需求和前景，同時(shí)該系統(tǒng)也是提高廣域視頻監(jiān)控系統(tǒng)價(jià)值、執(zhí)勤人員工作效率、風(fēng)險(xiǎn)防范水平的重要工具，運(yùn)用本系統(tǒng)能充分達(dá)到保障安全的防范目的。

1.3系統(tǒng)項(xiàng)目概況

項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容：本項(xiàng)目主體工程為建設(shè)監(jiān)控雷達(dá)預(yù)警與追蹤系統(tǒng)。

項(xiàng)目實(shí)施目的：系統(tǒng)在現(xiàn)有成熟的遠(yuǎn)距離視頻監(jiān)控、雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤技術(shù)基礎(chǔ)上通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與雷達(dá)目標(biāo)信息自動(dòng)同步聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)遠(yuǎn)側(cè)探測與光學(xué)設(shè)備的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，為邊防視頻監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域注入新的血液，提高邊境邊防管理智能化，科學(xué)化，現(xiàn)代化水平。

1.4系統(tǒng)方案定義

監(jiān)控雷達(dá)預(yù)警與追蹤系統(tǒng)，指在距離地面8～25米位置布設(shè)遠(yuǎn)距離警戒雷達(dá)和高倍數(shù)攝像機(jī)及配套設(shè)施，在方圓數(shù)百米到10km乃至更遠(yuǎn)范圍內(nèi)，雷達(dá)和視頻聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對活動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控。如下圖所示：

圖 雷達(dá)視頻系統(tǒng)距離高度圖

1.5方案拓?fù)?/strong>

監(jiān)控雷達(dá)預(yù)警與追蹤系統(tǒng)分為雷達(dá)分系統(tǒng)、光電分系統(tǒng)和智能分析平臺(tái)與NVR視頻存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。地面警戒雷達(dá)將探測到的活動(dòng)目標(biāo)地址與前端攝像機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)動(dòng)，捕捉現(xiàn)場畫面，通過網(wǎng)絡(luò)接入視頻專網(wǎng)，錄像保存于網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)。由平臺(tái)服務(wù)器處理分析視頻，再次驗(yàn)證探測到的活動(dòng)目標(biāo)是否為報(bào)警目標(biāo)。平臺(tái)客戶端安裝有雷達(dá)視頻聯(lián)合預(yù)警系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)對整個(gè)系統(tǒng)軟件運(yùn)行界面的各項(xiàng)操作。

系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示： 

圖 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

1.6雷達(dá)分系統(tǒng)

雷達(dá)是系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其性能及對目標(biāo)的檢測處理能力對整個(gè)系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。本項(xiàng)目使用的雷達(dá)檢測信號與目標(biāo)跟蹤技術(shù)能夠形成一套完整的對重點(diǎn)目標(biāo)跟蹤監(jiān)測解決方案，其從信號提取能力、目標(biāo)處理的容量、目標(biāo)處理精度幾方面均具有獨(dú)特優(yōu)勢。目前我公司可以提供2公里以下中近程場景雷達(dá)程、2－7公里中長距離預(yù)警雷達(dá)以及7－10公里長距離雷達(dá)。通過對現(xiàn)場環(huán)境的綜合分析，可以布置一個(gè)或者多個(gè)不同性能、不同探測距離的雷達(dá)，以擴(kuò)展為大型雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)適應(yīng)不同的場景，達(dá)到最佳的安防效果。雷達(dá)系統(tǒng)信號處理圖如下所示：

圖 雷達(dá)系統(tǒng)信號方框圖

圖 雷達(dá)

1.7光電分系統(tǒng)

光電分系統(tǒng)的主要功能是在綜合終端顯控系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)與監(jiān)控點(diǎn)光電設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或者手動(dòng)聯(lián)動(dòng)。這一功能可以讓操作員實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的遠(yuǎn)程精確操控，進(jìn)行目標(biāo)識別、跟蹤，實(shí)現(xiàn)全天候、全方位對地目標(biāo)進(jìn)行搜索、自動(dòng)跟蹤。同時(shí)，將光電記錄的視頻信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，以便后期調(diào)閱分析。

光電分系統(tǒng)采用全方位、遠(yuǎn)距離三波段全天候監(jiān)控?cái)z像機(jī)。該前端視頻采集系統(tǒng)主要由寬光譜長焦鏡頭、網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)、紅外熱成像儀、激光夜視輔助照明系統(tǒng)、高精度數(shù)字云臺(tái)等組成。國外進(jìn)口先進(jìn)的半導(dǎo)體激光技術(shù)搭配擁有自主專利的激光專用鏡頭，激光紅外增透、圖像處理、夜間快速捕捉目標(biāo)，激光器保護(hù)，激光器壽命延長，定向、定時(shí)掃描等技術(shù)，對整個(gè)邊境線、越境多發(fā)及易于越境地段進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控。原理及組成如下圖所示：

圖 光電子系統(tǒng)原理圖

1.8智能平臺(tái)與存儲(chǔ)

圖 智能平臺(tái)與存儲(chǔ)流程圖

● 可以關(guān)聯(lián)多臺(tái)雷達(dá)及攝像機(jī)所搜集的數(shù)據(jù)

● 特定區(qū)域內(nèi)跟蹤參數(shù)可以單獨(dú)設(shè)定

● 同時(shí)處理多部雷達(dá)及攝像機(jī)信息

系統(tǒng)最終可以提供給終端顯示控制平臺(tái)的參數(shù)，包括：目標(biāo)ID或名稱、位置、時(shí)間點(diǎn)、角度和速度、運(yùn)動(dòng)軌跡、目標(biāo)狀態(tài)、目標(biāo)名稱。

圖 平臺(tái)客戶端界面

1.9系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢

1.9.1系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

1、減少監(jiān)控盲點(diǎn)

整個(gè)系統(tǒng)以雷達(dá)為點(diǎn)，連接各點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)。雷達(dá)主機(jī)建設(shè)在各片區(qū)現(xiàn)場制高點(diǎn)的合理位置（建設(shè)瞭望塔實(shí)現(xiàn)），減少因建筑物、高大設(shè)備等遮擋而造成的盲點(diǎn)，保證對監(jiān)控區(qū)域的有效覆蓋。

2、實(shí)現(xiàn)與攝像機(jī)的聯(lián)動(dòng)功能

遠(yuǎn)程警戒雷達(dá)發(fā)現(xiàn)活動(dòng)目標(biāo)以后，與攝像機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)識別各種活動(dòng)目標(biāo)：人、車、動(dòng)物（中大型）等。

3、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻監(jiān)控

通過高倍攝像機(jī)鏡頭以及網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻監(jiān)控。

4、實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警能力

通過遠(yuǎn)程全方位預(yù)警雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)入警戒區(qū)域內(nèi)活動(dòng)目標(biāo)的多級預(yù)警，提前發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，早作準(zhǔn)備和處理。

5、對入侵目標(biāo)具有定位和連續(xù)跟蹤能力

對發(fā)現(xiàn)的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行電子地圖定位，并對目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤，判斷目標(biāo)的走向趨勢，分析決策下一步應(yīng)該采取的相應(yīng)措施。

6、自動(dòng)警示以及一定的阻止和驅(qū)離處置能力

對進(jìn)入警戒區(qū)域的各種活動(dòng)目標(biāo)，系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定條件，自動(dòng)判斷危險(xiǎn)等級，可以遠(yuǎn)程采取聲音、光照等警示方式，在第一時(shí)間驅(qū)離、阻止進(jìn)入警戒區(qū)的活動(dòng)目標(biāo)，同時(shí)自動(dòng)生成事件報(bào)告記錄，實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生后的事件追溯，協(xié)助事故調(diào)查。

7、提高指揮效率

通過雷達(dá)通信塔的合理選址建設(shè)，能實(shí)時(shí)掌握前線的一手動(dòng)態(tài)資料，增強(qiáng)對整體安全的把控能力，為統(tǒng)籌指揮建立良好的信息基礎(chǔ)。

8、增強(qiáng)突發(fā)事件的應(yīng)急能

雷達(dá)通信塔的建設(shè)，對突發(fā)事件能夠提早發(fā)現(xiàn)，提早應(yīng)對；在事件發(fā)生以后，通過對現(xiàn)場的直觀判斷和持續(xù)監(jiān)控，對救援、維恐、搶險(xiǎn)等工作做出統(tǒng)一的部署，提高對突發(fā)事件的應(yīng)對能力。

9、優(yōu)化安保力量配置

雷達(dá)通信塔的建設(shè)，合理優(yōu)化對防區(qū)安保力量的科學(xué)配置，把有限的安保力量資源投入到更有需要的地方服務(wù)。

10、轉(zhuǎn)變安保工作巡邏方式

雷達(dá)通信塔的建設(shè)，改變過去定時(shí)定次例行巡邏檢查管理方式，依靠技術(shù)力量主動(dòng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，進(jìn)行有針對性的處理、解決問題。

11、優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過系統(tǒng)建設(shè)，全面提升邊防突發(fā)事件的監(jiān)控和處置能力，另外，雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)的引入可簡化安防監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量和監(jiān)控設(shè)備的投入，降低系統(tǒng)故障率和系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用，減少作業(yè)區(qū)安保人員數(shù)量，增強(qiáng)管理手段，提高管理人員工作效率。

12、激光夜視

設(shè)備的激光夜視光源采用最新高科技激光夜視成像技術(shù)，使用進(jìn)口高效激光器件及自主研發(fā)驅(qū)動(dòng)電源，與LED紅外燈相比有如下優(yōu)勢：

A.夜視效果好。由于激光器單管功率及發(fā)光效率高，因此在亮度和照射距離方面是普通紅外燈無法比擬的，再加上激光發(fā)散角度可調(diào)，自動(dòng)與攝像機(jī)視角匹配，在有效距離內(nèi)夜視效果始終良好。

B.壽命長。由于使用我們公司自主研發(fā)生產(chǎn)的精密激光驅(qū)動(dòng)電源模塊，針對激光器件進(jìn)行恒流、過流、溫控、慢啟動(dòng)精密保護(hù)，激光器預(yù)期壽命超過20000個(gè)小時(shí)以上，并且衰減曲線緩慢下降，這更是紅外燈無法比擬的。

C.采用專利激光光斑光學(xué)勻化處理工藝，激光光源分布均勻，成像清晰明亮。

D.激光照明光束可以遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)，激光光束大小自動(dòng)匹配攝像機(jī)視場角變化，跟隨攝像機(jī)焦距的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)激光束的大小，實(shí)現(xiàn)真正意義的激光照明同步變焦，使用操作更加輕松。同時(shí)，本設(shè)備的激光光斑大小用戶可自行調(diào)節(jié)并存儲(chǔ)，完全滿足不同用戶的需求。

E.本設(shè)備激光燈根據(jù)光線變化智能控制，用戶亦可根據(jù)需要采取手動(dòng)開啟激光照明燈的控制方式，從而選擇在合適的時(shí)間使用激光照明燈。

可見光夜視效果圖

13、熱成像儀

A.夜間及惡劣氣候條件下目標(biāo)的監(jiān)控。在夜間或惡劣條件下，很多可見的儀器都不能正常工作，而紅外熱成像儀是被動(dòng)接收目標(biāo)自身的紅外熱輻射，無論白天、夜晚都可以工作。

B.偽裝、隱蔽目標(biāo)的識別。由于野外環(huán)境的惡劣以及人的視覺可能的錯(cuò)覺，容易產(chǎn)生判斷錯(cuò)誤。而紅外熱成像儀是被動(dòng)接收目標(biāo)自身的紅外熱輻射，遠(yuǎn)大于草木溫度或輻射，目標(biāo)不易偽裝、隱蔽。

熱成像效果圖

1.9.2系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

● 高配置硬件系統(tǒng)：內(nèi)置基于紅外熱像儀的高性能解碼交換機(jī)芯片、基于ARM11的主要處理單元組成前端穩(wěn)定且毫秒級的硬處理架構(gòu)，具備業(yè)界最強(qiáng)的紅外監(jiān)測數(shù)據(jù)采集能力。

● 可擴(kuò)展性：可承接客戶定制化需求開發(fā)，可配置接口和協(xié)議完美接入業(yè)主現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)，也可配置輸出“開關(guān)量信號”聯(lián)動(dòng)其相對應(yīng)的各級安全、消防應(yīng)急機(jī)制。

● 兼容性強(qiáng)：國際通行標(biāo)準(zhǔn)Onvif協(xié)議，可對接各種上層平臺(tái)(如?？怠⒋笕A)。

● 環(huán)境適應(yīng)性：IP66防護(hù)等級，探測器具有透霧、透煙，24小時(shí)全天候零照度下在線監(jiān)控功能，有效識別出車輛\人員\動(dòng)物等。

● 輕便，便于安裝。

● 可搭配式網(wǎng)絡(luò)傳輸方式：微波、4G、光纖等均可互補(bǔ)自由組網(wǎng)，達(dá)到最優(yōu)傳輸方式，保證監(jiān)測流、報(bào)警信息準(zhǔn)備及時(shí)無漏項(xiàng)。

● 傳輸路徑可靠：采用航空接口+三通纜現(xiàn)場總線輸出模式，支持?jǐn)?shù)字網(wǎng)絡(luò)輸出、RS485串口。一次性安裝調(diào)試，后期維護(hù)量少。

1.9.3系統(tǒng)主要技術(shù)及價(jià)值

● 主要技術(shù):

智能探測系統(tǒng)的前端分析處理架構(gòu)

智能探測告警系統(tǒng)

智能夜視與闖入分析軟件

● 客戶價(jià)值:

識別微小目標(biāo)的能力：遠(yuǎn)距離識別如人員、車輛、動(dòng)物等能滿足客戶對區(qū)域管理的需求；

主動(dòng)告警的能力：不依賴于肉眼，系統(tǒng)自動(dòng)識別事件后第一時(shí)間以聲音、微信消息等多種方式主動(dòng)向多個(gè)有關(guān)人員及部門進(jìn)行告警；

成本的降低：通過系統(tǒng)對站點(diǎn)防雷、防盜、告警能力、遠(yuǎn)程管理能力、數(shù)據(jù)分析能力等方面的獨(dú)特設(shè)計(jì)，很大程度降低方案整個(gè)生命周期的安裝、維護(hù)運(yùn)營成本。