一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统，该导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统包括：雷达或AIS信号接收模块、数据处理模块、自动控制模块、计算机、视频监控模块。本发明专利技术基于雷达系统参数、ARP跟踪参数或AIS参数引导的本地测站或异地视频组网测站为海洋监巡与海事管理实现联合监控方法的创新，各类视频测站在收令后，利用航姿参考系统及角位移传感器提供视轴方位及俯仰角反馈，实现闭环控制，控制方法拟采用目标角速率、角位置双参数PID闭环控制法，算法中参数滤波+扰动观测器+反馈控制复合控制技术将会进一步提高云台的控制圆滑程度。

【技术实现步骤摘要】
一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统
本专利技术属于视频监控
，尤其涉及一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统。
技术介绍
符合IMO海安会MSC192.79决议2007版性能标准的航海雷达具备各类航海基础传感器信息采集、融合及目标跟踪解算结果智能输出的功能，在航海生产、海事管理、海洋权益维护等方面发挥着重要的作用；视频监控系统以其具有直观、方便、信息内容翔实等特点，在前述场合的应用也日益广泛，近年来，水上交通全程数字化、网络化的视频监控系统发展优势愈专利技术显，且随着计算机图像处理技术、网络通信技术的飞速发展，对视频监控系统的需求正快速增长。但现行视频监控系统监控画面存在盲区，监控现场覆盖度不高，对重点监控对象不能自动保持置中式持续跟踪，从而不能发挥更大的监控作用。以第三方测控参数引导，以MCU与传感器技术为核心的智能视频监控系统以其具有高度的互证性、集成性和灵活性，使视频取景框更可控，是视频监控系统的发展趋势。近年来，随着精密机械、微电子技术、数字信号处理技术、功率电子技术和伺服控制技术的飞速发展，已经实现了多种形式的有线或无线云台控制，能实现本地或远程视频监控平台的方位及俯仰控制、对焦及光圈控制，视频高品质回传等功能。越来越多的视频监控系统被应用到海事场景的实时监控中，然而传统的视频监控主要有固定式或依赖人工调节观察视野式两种，监视屏幕画面与其他跟踪方式关联度不高，不能达到实时同步监控的目的。特别是随着摄像头数量增加，人工难以同时调节所有的监控区域画面，难以同步聚焦关注目标，实现视频锁定。2006年，李立仁提出雷达与光电传感器在海防监控中的互动问题；随着电子海图显示与信息系统全面推广与实施，以计算机技术为核心的现代雷达已经为其雷达视频信号及跟踪处理结果智能输出创造了条件，王泉等、石京东等、徐关勇等在雷达图像、雷达自动跟踪信息在电子海图显示与信息系统叠加显示关键技术方面作出了重要研究，从而为导航雷达信息分析方法及以此为基础的雷达引导技术提供了技术基础；2009年，张亚等提出声源定位方法引导视频监控，给出了利用麦克风阵列对异常声源进行位置解算并以此控制监控系统，同时给出了异动目标识别，图像回传，系统报警等功能实现方面；2008年，王冬华、吴壮志等提出了一种鼠标快速引导的方法，即根据雷达画面，将目标位置转换为伺服转台的俯仰角和方位角，控制伺服转台快速转向目标位置。使海防视频监控系统能全天候、全天时有效地工作，该技术对雷达引导海防、海事视频监控有着重要的意义；上述表明：本引导方式还存在着很大的研究空间，尚可突破单纯以鼠标引导的方式，可以利用雷达ATA(自动跟踪结果)，雷达系统信息(EBL与VRM等)引导视频持续跟踪并实现在线切换；可以突破同心圆方式单站点引导，通过位置换算实现一站多点式引导；可以利用网络技术、4G通信技术等实现异地远程引导等。在国外，视频监控系统市场需求持续增长，一些发达国家的主流企业或机构非常重视核心技术的研究，如美国的GE、honeywell、NI、思科、IBM；德国的西门子、博世；韩国的LG、三星；日本松下、索尼等；美国卡内基梅隆大学、戴维SARNOFF研究中心等几家著名研究机构合作，研制了视频监视与监控系统VSAM。用于实现未来战争中人力监控费用昂贵、非常危险或者人力无法实现等场合下的监控。英国的雷丁大学(UniversityofReading)开展了对车辆和行人的跟踪及其交互作用识别的相关研究；IBM与Microsoft等公司也正逐步将基于视觉的手势识别接口应用于商业领域中。著名的生产公司还有美国的FLIR公司、LockheedMartin公司、TI公司、Raytheon公司、WESCAM公司、瑞典的PolyTch公司、以色列RAFAEL公司等。纵观目前国内外研究情况，智能视频监控正朝着以下几个主要方向发展：复杂环境下目标异动侦察；运动目标视频主动或引导跟踪；模式识别、人脸、指纹身份识别；遗留物分析或入侵分析；行为分析；灾情预警等。其关键研究内容包含：如何获得更精确、更灵活、体积能耗小、价格低、易于操作的控制方法，实现视轴稳定，从而获取稳定图像；如何实现视频全数字编码解码，如何压缩视频获得无损的“最瘦信息”，更利于信息存储与传输及后加工。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统，旨在提高雷达或AIS引导智能云台性能。本专利技术实施例是这样实现的，一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统，该导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统包括：雷达或AIS信号接收模块、数据处理模块、网络通信模块、自动控制模块、计算机、视频监控模块；雷达或AIS信号接收模块，用于获取含雷达/AIS测站位置数据GGA或GLL、动态雷达/AIS测站本船数据RAOSD或AIVDO、雷达系统数据、雷达/AIS目标参数数据RATTM或AIVDM的NMEAO183语句；数据处理模块包括雷达或AIS数据解码模块、信号解码与转换模块，数据处理模块与雷达或AIS信号接收模块连接，接收AIS或雷达信号接收模块所发送过来的前述语句，解码后获得本船位置、航向、雷达光标位置、目标位置及运动速度数据，经过一系列的数据处理之后把各类参数数据通过相应的数据传输途径传送到计算机的云台控制指令模块；计算机的云台控制指令模块与自动控制模块相连，用于将接收到的本船与目标参数数据或引导点位置参数换算成本地及异地控制指令，换算中对运动目标移动轨迹采用简易卡尔曼滤波预估推算及影响系统稳定精度的误差建模分析方法形成云台方位转动角速率估计值，采用航海学向位换算法及“眼高+距离”法形成方位角、俯仰角指令整定值向自动控制模块发送控制命令，同时把AHRS采集的视频系统反馈的对准数据显示在计算机的显示屏幕上面，同时计算出视频对准数据与基于雷达或AIS的引导数据的偏差值，然后计算机给出方位、俯仰伺服系统驱动指令；计算机包括第一计算机和第二计算机，第一计算机为本地引导的主控计算机，第二计算机为接收第一计算机的数据后的从站，控制方法类似，但功能不同，第二计算机为远程引导的站点；自动控制模块，与计算机连接，用于接收到计算机的驱动指令后对视频监控模块发送双伺服系统控制信号，方位上角速率、角位置双环控制配合PWM伺服调速技术、实时动态AHRS反馈俯仰角伺服控制、阻尼重力摆式横滚角永平控制有效地实现方位上的同步平滑跟踪及隔离载体摇摆；自动控制模块包括第一自动控制模块和第二自动控制模块，第一自动控制模块和第二自动控制模块接受调度的控制计算机不同；视频监控模块，与计算机和自动控制模块连接，用于把监控数据发送到计算机；视频监控模块包括第一视频监控模块和第二视频监控模块，第一视频监控模块和第二视频监控模块接受调度的控制计算机不同；第一计算机与第一视频监控模块和第一自动控制模块连接，第二计算机与第二视频监控模块和第二自动控制模块连接；第一自动控制模块或第二自动控制模块在接收到控制指令后对第一视频监控模块或者第二视频监控模块发送控制信号，第一视频监控模块或者第二视频监控模块开始监控被监控对象，然后把监控数据发送到第一计算机或第二计算机，第一计算机或第二计算机把视频数据显示在计算机的显示屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统，其特征在于，该导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统包括：雷达或AIS信号接收模块、数据处理模块、网络通信模块、自动控制模块、计算机、视频监控模块；雷达或AIS信号接收模块，用于获取含雷达/AIS测站位置数据GGA或GLL、动态雷达/AIS测站本船数据RAOSD或AIVDO、雷达系统数据、雷达/AIS目标参数数据RATTM或AIVDM的NMEA0183语句；数据处理模块包括雷达或AIS数据解码模块、信号解码与转换模块，数据处理模块与雷达或AIS信号接收模块连接，接收AIS或雷达信号接收模块所发送过来的前述语句，解码后获得本船位置、航向、雷达光标位置、目标位置及运动速度数据，经过一系列的数据处理之后把各类参数数据通过相应的数据传输途径传送到计算机的云台控制指令模块；计算机的云台控制指令模块与自动控制(智能云台控制下位机)相连，用于将接收到的本船与目标参数数据或引导点位置参数换算成本地及异地控制指令算法，算法中对运动目标移动轨迹采用简易卡尔曼滤波预估推算及影响系统稳定精度的误差建模分析方法形成云台方位转动角速率估计值,采用航海学向位换算法及“眼高+距离”法形成方位角、俯仰角指令整定值向自动控制模块发送控制命令，同时把AHRS采集的视频系统反馈的对准数据显示在计算机的显示屏幕上面，同时计算出视频对准数据与基于雷达或AIS的引导数据的偏差值，然后计算机给出方位、俯仰伺服系统驱动指令；计算机包括第一计算机和第二计算机，第一计算机为为本地引导的主控计算机，第二计算机为接收第一计算机的数据后的从站，控制方法类似，但功能不同，第二计算机为远程引导的站点；自动控制模块，与计算机连接，用于接收到计算机的驱动指令后对视频监控模块发送双伺服系统控制信号，方位上角速率、角位置双环控制配合PWM伺服调速技术、实时动态AHRS反馈俯仰角伺服控制、阻尼重力摆式横滚角永平控制有效地实现方位上的同步平滑跟踪及隔离载体摇摆；自动控制模块包括第一自动控制模块和第二计算机控制模块，第一自动控制模块和第二计算机控制模块接受调度的控制计算机不同；视频监控模块，与计算机和自动控制模块连接，用于把监控数据发送到计算机；视频监控模块包括第一视频监控模块和第二视频监控模块，第一视频监控模块和第二视频监控模块接受调度的控制计算机不同；第一计算机与第一视频监控模块和第一自动控制模块连接，第二计算机与第二视频监控模块和第二自动控制模块连接。...

【技术特征摘要】
1.一种导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统，其特征在于，该导航雷达或AIS跟踪参数引导的智能视频监控系统包括：雷达或AIS信号接收模块、数据处理模块、网络通信模块、自动控制模块、计算机、视频监控模块；雷达或AIS信号接收模块，用于获取含雷达/AIS测站位置数据GGA或GLL、动态雷达/AIS测站本船数据RAOSD或AIVDO、雷达系统数据、雷达/AIS目标参数数据RATTM或AIVDM的NMEAO183语句；数据处理模块包括雷达或AIS数据解码模块、信号解码与转换模块，数据处理模块与雷达或AIS信号接收模块连接，接收AIS或雷达信号接收模块所发送过来的前述语句，解码后获得本船位置、航向、雷达光标位置、目标位置及运动速度数据，经过一系列的数据处理之后把各类参数数据通过相应的数据传输途径传送到计算机的云台控制指令模块；计算机的云台控制指令模块与自动控制模块相连，用于将接收到的本船与目标参数数据或引导点位置参数换算成本地及异地控制指令，换算中对运动目标移动轨迹采用简易卡尔曼滤波预估推算及影响系统稳定精度的误差建模分析方法形成云台方位转动角速率估计值，采用航海学向位换算法及“眼高+距离”法形成方位角、俯仰角指令整定值向自动控制模块发送控制命令，同时把AHRS采集的视频系统反馈的对准数据显示在计算机的显示屏幕上面，同时计算出视频对准数据与基于雷达或AIS的引导数据的偏差值，然后计算机给出方位、俯仰伺服系统驱动指令；计算机包括第一计算机和第二计算机，第一计算机为本地引导的主控计算机，第二计算机为接收第一计算机的数据后的从站，控制方法类似，但功能不同，第二计算机为远程引导的站点；自动控制模块，与计算机连接，用于接收到计算机的驱动指令后对视频监控模块发送双伺服系统控制信号，方位上角速率、角位置双环控制配合PWM伺服调速技术、实时动态AHRS反馈俯仰角伺服控制、阻尼重力摆式横滚角永平控制有效地实现方位上的同步平滑跟踪及隔离载体摇摆；自动控制模块包括第一自动控制模块和第二自动控制模块，第一自动控制模块和第二自动控制模块接受调度的控制计算机不同；视频监控模块，与计算机和自动控制模块连接，用于把监控数据发送到计算机；视频监控模块包括第一视频监控模块和第二视频监控模块，第一视频监控模块和第二视频监控模块接受调度的控制计算机不同；第一计算机与第一视频监控模块和第一自动控制模块连接，第二计算机与第二视频监控模块和第二自动控制模块连接；第一自动控制模块或第二自动控制模块在接收到控制指令后对第一视频监控模块或者第二视频监控模块发送控制信号，第一视频监控模块或者第二视频监控模块开始监控被监控对象，然后把监控数据发送到第一计算机或第二计算机，第一计算机或第二计算机把视频数据显示在计算机的显示屏幕上面，同时将视频数据与AIS或雷达信号接收模块所接收到的目标参数数据进行比较计算出误差，然后第一计算机或第二计算机结合AIS或雷达信号接收模块接收到的目标参数数据产生控制指令，整个系统最终形成一个利用P...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯爱国，吴炜，季本山，
申请(专利权)人：南通航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32