一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备及其使用方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备及其使用方法，所述设备包括：雷达扫描传感器、高速跟踪摄像机组和安装座，所述雷达扫描传感器包括安装至所述安装座上部的雷达控制主板、雷达旋转角度监测组件、雷达信号发射与接收天线、雷达支架、雷达旋转驱动组件，所述高速跟踪摄像机组包括安装至所述安装座下部的摄像控制主板、摄像机、摄像机支架、摄像机旋转驱动组件和摄像机俯仰驱动组件。本发明专利技术实施例解决了现有雷达设备检测距离近、跟踪目标数量少、定位精度低、雷达与摄像机无法快速匹配的诸多缺点，以及通过雷达数据分析解决了对交通路况感知、区域安全防范定位范围有限、数据处理不及时以及易受光照、各类天气影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备及其使用方法
本专利技术涉及雷达批量目标连续跟踪处理技术、雷达射频信号处理技术、雷达旋转扫描目标跟踪技术、雷达波通过透镜大范围发射与接收技术、雷达与摄像机联动跟踪技术以及智能交通
，具体涉及一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备及其使用方法。
技术介绍
随着我国高速公路的快速发展，道路监控系统的硬件设备和软件水平也随着科技发展水平的提高而不断更新换代.高速公路道路监控系统的主要是通过对高速公路全线的交通流量检测、交通状况的监测、环境气象检测、运行状况的监视，按照一系列智能控制规则和策略产生控制方案，从而实现控制交通流量、改善交通环境、减少事故、使高速公路达到较高的服务水平。视频交通事件自动检测系统是利用道路沿线或隧道内的固定摄像机和外场遥控摄像机的高清视频图像作为输入，采用车辆跟踪技术和背景图像自动更新技术，从图像序列的变化中选取目标信息进行计算处理，对车辆移动轨迹进行分析，根据图像处理算法产生事件告警。通过对视频图像的处理分析，在图像的覆盖范围内，能够进行各种交通事件、事故的自动检测如火灾、行人、车辆停驶、交通拥堵、车辆逆行、车辆抛洒物碎片、低能见度检测等，并且系统能够实时地快速自动报警和录像，为道路的交通安全管理和道路运营提供极大的帮助。现阶段高清视频监控系统与视频事件检测系统的融合应用，更是促进了道路监控系统向着自动化、人性化方向迈进了一大步，通过后端的视频检测分析设备就能够主动的对道路上以及隧道内行驶的车辆以及危险事件和行人、抛洒物体进行快速检测和快速预警，也使高速公路的安全管理水平得到了很大提升，并降低了各种不安全隐患的发生,使用路人的驾车行驶环境也更加安全，各种事故不断降低,经济损失也大幅度减小。随着科技不断的先前发展整个监控系统也同样发生着翻天覆地的改变，自基于模拟摄像机视频监控系统的出现至今已经经历了三个阶段的发展，分别为模拟时代、数模时代、网络时代三个。但是无论是那个时代摄像机始终难以解决其本身固有的问题，比如要想实现一天24小时不间断监视，就必须给摄像机安装补光装置才可以实现。再比如要想让摄像机在各种天气环境(雨、雪、雾、雾霾、烟、沙尘等)下能够正常使用，就必须使用特定的摄像机比如红外热成像摄像机，要想准确的对车辆信息进行提取抓拍，就必须将抓拍摄像机安装在道路车道的正上方并用补光等进行补光。为了能够监控更大范围的区域消除盲角或死角地带，就必须布设更大量的摄像机才能够满足实际使用需求，甚至是枪击和球机联动的方式。比如在平安城市中计划每个50米-100米就会有3个摄像机的布设，在高速公路几乎每隔1公里就有1对监控摄像机布设，在隧道内每个100米-200米就有一个摄像机被布设，在特大桥梁每个50米-100米包括桥墩就会布设一个，如是在重要区域器布设密度将会更大，虽然在技术方面能够满足实际使用需求，“灯下黑”(安装摄像机杆子下面会产生盲区)现象却是无法避免，此外如此大量摄像机的布设而造成的有形或无形的成本却是无法估量的，比如长期供电、安装布设所需要的基础、立杆、维护、保养等等，此外由于监控摄像机受光线影响较重包括恶劣天气如雨、雪、雾、雾霾、沙尘等，都无法使其正常工作大大的降低了产品自由价值，另外监控摄像机由于受监控镜头的限制所监视的距离也是比较短，按照现有高速公路监视需求要想做到全程覆盖全程无缝监视，摄像机密度就会非常大投入成本非常昂贵，如果再把与之相应的配套设施包括：传输、存储、分析、显示、供电、基础安装等等投入则更是庞大。其次，高速公路监控系统中虽然按照要求在道路两侧安装有全要素检测设备或多要素检测设备，但是由于专业的气象检测设备价格非常昂贵，因此昂贵仍无法被广泛使用，甚至是很多功能没有被利用造成很大的浪费。由于专业气象站都是被定点布设在某一固定的位置上而不能随便移动，所获取的数据也只能是单点的气象数据，而不是连续区域或大范围准确的数据，虽然我们可以通过气象台来获取未来几天或者当天的局部气象情况，可是往往出现在同一城市或统一区域内“这边下雨，那边晴”的状况，高速公路多要素检测设备之间的布设间隔距离更是在20公里以上，甚至是更远距离才会布设一套设备，更无法真实准确的反映实际的道路气象情况。而这种情况更是对道路运营管理者以及其他重要机构或部门造成了很大影响，甚至是造成了不必要的经济损失或者是生命的危险。比如冬季高速公路或城市交通主干道在下雨下雪后会造成路面结冰，而这种路面结冰又不是定点的，这就需要对整个道路的结冰情况、天气情况进行有效的检测获取真实有效的数据才能够采取更加有效的方式方法来避免各种灾难的发生。还有在雾霾天气、下雨、下雪天气或大雾天气同样也会有这种情况的发生，而这种条件下定点气象检测装置就会显得力无从心。还有在隧道中虽然也布设了烟雾传感器但是都是定点布设，还有隧道中的有害气体检测和环境检测都是采用定点检测，而且数量很少只能片面的反映了某一个节点和或一个断面的数据，不能代表连续性的区域大范围的准确数据，尤其是一旦隧道里发生交通事故事件时，这种数据更为重要，早点获取连续性准确可靠的有效数据对危情告警和解救生命提供了技术支撑，这对一个交通管理者来说非常重要。再者、现阶段交通雷达和安防雷达检测设备主要采用定向的方式进行实时跟踪检测，其主要缺点是跟踪距离近只有100多米，跟踪目标数量少只跟踪30个物体目标，主要用于交通数据采集、测速执法、信号触发和其他数据采集使用，安防雷达主要用作行人入侵周界防范使用等等。但是由于雷达检测设备本身具有不受光线影响可全天24小时工作、精准检测高等诸多优点而被广大用户所青睐。其中在雷达检测技术中最为突出的就是毫米波雷达检测设备，是工作在毫米波波段(millimeterwave)探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。同厘米波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学雷达相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波雷达的抗干扰能力也优于其他传统的微波雷达。毫米波雷达能分辨识别很小的目标、测速更准、定位精度更高、信息量更多，而且能同时识别几十个甚至是几百个目标；更高者可以实现成像能力的能力，如军用卫星雷达，因此毫米波雷达技术具有非常大的发展潜力以及应用环境和广泛的市场。总结、如果有一套全新的路况感知系统能够通过雷达传感器设备实现对道路上行驶的车辆、行人、物体、动物等进行大范围(单个雷达检测设备不小于1公里)实时跟踪检测并能根据其运动轨迹和规律实现对异常事件的检测、报警、预警、管理等诸多功能还。此外系统还能够屏蔽传统监控系统因为天气或光线原因而造成摄像机“致盲”无法使用，无法查看道路情况、有效效疏通等诸多缺点。系统本身如果能够有效解决因为气象检测设备分布不均而造成的“这边下雨，那边晴”的状况，将会具有重大意义，可为管理者提供优异的交通监控解决方案，该专利技术将会是市场需求量巨大的产品系统。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备及其使用方法，用以解决现有雷达设备检测距离近、跟踪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述设备包括：雷达扫描传感器、高速跟踪摄像机组和安装座，所述雷达扫描传感器包括安装至所述安装座上部的雷达控制主板、雷达旋转角度监测组件、雷达信号发射与接收天线、雷达支架、雷达旋转驱动组件，所述雷达控制主板分别向所述雷达旋转角度监测组件、所述雷达信号发射与接收天线和所述雷达旋转驱动组件下发指令并接收雷达信号数据，所述雷达支架支撑所述雷达信号发射与接收天线，所述雷达旋转驱动组件驱动雷达支架和所述雷达信号发射与接收天线旋转，所述雷达旋转角度监测组件用来监测所述雷达信号发射与接收天线的旋转角度，所述雷达扫描传感器外面设有雷达防护罩，所述高速跟踪摄像机组包括安装至所述安装座下部的摄像控制主板、摄像机、摄像机支架、摄像机旋转驱动组件和摄像机俯仰驱动组件，所述摄像控制主板分别向所述摄像机、所述摄像机旋转驱动组件和所述摄像机俯仰驱动组件下发指令并接收摄像信号数据。

【技术特征摘要】
1.一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述设备包括：雷达扫描传感器、高速跟踪摄像机组和安装座，所述雷达扫描传感器包括安装至所述安装座上部的雷达控制主板、雷达旋转角度监测组件、雷达信号发射与接收天线、雷达支架、雷达旋转驱动组件，所述雷达控制主板分别向所述雷达旋转角度监测组件、所述雷达信号发射与接收天线和所述雷达旋转驱动组件下发指令并接收雷达信号数据，所述雷达支架支撑所述雷达信号发射与接收天线，所述雷达旋转驱动组件驱动雷达支架和所述雷达信号发射与接收天线旋转，所述雷达旋转角度监测组件用来监测所述雷达信号发射与接收天线的旋转角度，所述雷达扫描传感器外面设有雷达防护罩，所述高速跟踪摄像机组包括安装至所述安装座下部的摄像控制主板、摄像机、摄像机支架、摄像机旋转驱动组件和摄像机俯仰驱动组件，所述摄像控制主板分别向所述摄像机、所述摄像机旋转驱动组件和所述摄像机俯仰驱动组件下发指令并接收摄像信号数据。2.根据权利要求1所述的一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述雷达旋转驱动组件包括雷达旋转电机、传送带和大同步轮，所述雷达旋转电机安装至所述安装座上部，所述雷达旋转电机输出轴通过所述传送带带动所述大同步轮旋转，所述大同步轮上端安装至所述雷达支架的下面。3.根据权利要求2所述的一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述雷达旋转角度监测组件包括角度读取拨码盘、编码器固定圆环盘和激光编码器，所述角度读取拨码盘由所述大同步轮在上端外侧均匀布置刻度形成，所述编码器固定圆环盘安装在所述雷达支架底部并套在所述角度读取拨码盘外，所述激光编码器安装在编码器固定圆环盘上并与所述角度读取拨码盘上的刻度相对，所述编码器固定圆环盘上开有电机孔，所述电机孔中容纳所述雷达旋转电机。4.根据权利要求3所述的一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述雷达支架包括外支架、内支架和固定支架，所述外支架直立于所述安装座上部，所述内支架套在所述外支架内并倾斜支撑所述雷达信号发射与接收天线，所述固定支架安装至所述外支架外侧并位于所述内支架和所述雷达信号发射与接收天线的背侧，所述内支架通过旋转轴安装至外支架斜梁中部，所述外支架下部设置有角度调节孔，所述内支架底部通过销轴插装至所述角度调节孔中，所述销轴插装不同的角度调节孔时，所述内支架及所述雷达信号发射与接收天线具有不同的俯仰角度。5.根据权利要求4所述的一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述雷达控制主板集成有雷达中央处理单元、高频信号发射与接收单元、高频信号生产单元、雷达RJ45接口、雷达CAN总线接口和摄像控制主板接口，所述雷达中央处理单元分别连接至所述高频信号生产单元、所述高频信号发射与接收单元、所述雷达旋转电机、所述激光编码器、所述雷达RJ45接口、所述雷达CAN总线接口和所述摄像控制主板接口，所述高频信号发射与接收单元连接至所述雷达信号发射与接收天线，所述雷达中央处理单元通过所述雷达CAN总线接口对外进行数据交互，所述雷达中央处理单元通过所述雷达RJ45接口与有线连接的本地联动设备进行数据交互，所述雷达中央处理单元通过所述摄像控制主板接口向所述摄像控制主板下发控制指令进行联动。6.根据权利要求5所述的一种多要素全方位跟踪检测雷达传感器设备，其特征在于，所述摄像机支架包括安装至所述安装座下部的底座和夹持安装在所述摄像机两侧的立板，所述摄像机旋转驱动组件包括摄像机旋转电机和旋转安装至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯保国，
申请(专利权)人：河北德冠隆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13