一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法技术

一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，它主要包括以下步骤，步骤1：在河道警戒区域布设雷达和视频监控；步骤2：视频监控对监控目标进行图像信息采集并分析监控目标的类型，雷达获得监控目标的相关信息；步骤3：对视频监控以及雷达监控所获得的数据进行融合分析；步骤4：发现和预判监控区域内的合理监控目标并进行跟踪监控和/或抓拍取证。本发明专利技术的目的是为了解决传统的河道安全监控、管控技术受环境因素影响大，无法精准的对入侵对象进行监控、无法及时对入侵行为做出应对的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法
本专利技术涉及河道安全管控
，尤其涉及一种基于光电一体化技术的河道安全管控装置。
技术介绍
传统的河道安全管控由人工巡视和视频监控协同进行，该方式受监控距离短、夜晚可视程度差、天气状况影响较大，人工成本较高。由于管控方式的原因，在发生非法闯入等行为时监管人员无法及时做出应对。在“智慧水务”背景下，提升河道安全管控技术有利于提高水利信息化，减少管理人员工作强度提升监管质量，促进河湖长制发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统的河道安全监控、管控技术受环境因素影响大，无法精准的对入侵对象进行监控、无法及时对入侵行为做出应对的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，它包括以下步骤，步骤1：在河道警戒区域布设雷达和视频监控；步骤2：视频监控对监控目标进行图像信息采集并分析监控目标的类型，雷达获得监控目标的相关信息；步骤3：对视频监控以及雷达监控所获得的数据进行融合分析；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，它包括以下步骤，/n步骤1：在河道警戒区域布设雷达和视频监控；/n步骤2：视频监控对监控目标进行图像信息采集并分析监控目标的类型，雷达获得监控目标的相关信息；/n步骤3：对视频监控以及雷达监控所获得的数据进行融合分析；/n步骤4：发现和预判监控区域内的合理监控目标并进行跟踪监控和/或抓拍取证。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，它包括以下步骤，
步骤1：在河道警戒区域布设雷达和视频监控；
步骤2：视频监控对监控目标进行图像信息采集并分析监控目标的类型，雷达获得监控目标的相关信息；
步骤3：对视频监控以及雷达监控所获得的数据进行融合分析；
步骤4：发现和预判监控区域内的合理监控目标并进行跟踪监控和/或抓拍取证。


2.根据权利要求1所述的一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，在步骤3中，视频对目标准确识别以及雷达对目标的速度、角度、距离精准测量，结合视频监控与雷达的优势对监测数据融合分析。


3.根据权利要求2所述的一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，对监测数据融合分析时，采用以下步骤：
步骤1)建立坐标系，雷达与视频坐标系采用极坐标分别为(R,θ)和(Rv,θv)，雷达传感器原点坐标为(xr0,yr0,zr0)，摄像头原点坐标为(xv0,yv0,zv0)采用GPS测定坐标；
步骤2)利用公式确定多普勒频移和径向速度的关系，利用频谱测量目标距离由于雷达采用多个天线接受信号，利用其相位差计算目标角度根据上述测量值可以确定雷达监测目标的平面坐标，通过极坐标和平面坐标换算可求得以视频传感器为坐标原点的极坐标，完成空间上雷达监测目标匹配至视频图像的空间融合；
步骤3)以雷达刷新时间为基准，雷达每刷新一次数据与视频监控的下一帧数据重合，保证雷达数据和视频数据时间上的同步，完成时间融合；
步骤4)将雷达捕获的信息包括目标反射面积和距离发送给视频传感器作为引导信息，控制中心通过视频云台引导摄像头识别捕捉到相应目标后，采用静态图像分类识别算法对目标进一步分类，识别工作人员和非工作人员，予以非工作人员唯一的编号UID，雷达传感器进行实时跟踪和记录UID对应轨迹，若由于气候等因素导致视频无法识别，则采用反射面积区分行人和车辆，并对行人赋予编号并进行跟踪记录。


4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，在步骤4中，雷达获得监控目标的相关信息包括运动目标的距离、速度、角度信息，并对运动目标的位置与速度进行跟踪监控。


5.根据权利要求4所述的一种基于光电一体化技术的河道安全管控方法，其特征在于，进行跟踪监控时，包括以下步骤：
步骤1)建立状态方程和观测方程描述运动目标的状态变量，分别定义跟踪目标在k时刻的状态变量Xk＝[xk,yk,x’k,y’k]和和观测变量Zk＝[pxk,pyk,vx’k,vy’k]，其中xk，yk和x’k，y’k分别是目标k时刻在x和y方向上的坐标分量和速度分量，pxk，pyk分别是目标在k时刻x和y方向上的坐标分量，vx’k，vy’k是相应的速度分量；
步骤2)由于雷达扫描频率间隔较短，行人在管控区域上移动基本上可视为变加速直线运动，建立状态方程来描述相邻时刻状态变量之间的关系；
步骤3)将运动目标初始位置x(0|0)代入可以得到下一时刻位置x(k|k-1)值，其中：xk-1为初始估计，A为状态转移矩阵，B为调节参数；
步骤4)将x(k|k-1)和由Pk|k-1＝APk-1|k-1AT+Q初始化的先验误差协方差p(k|k-1)一起代入计算得卡尔曼增益Kk，其中：R是根据实际运动模型假定的常数矩阵，Pk为先验估计的协方差，H是测量系统参数；
步骤5)将x(k|k-1)、Kk，Z(k)代入得到修正值x(k|k)，判断是否与已经存在的运动目标的轨迹相匹配，其中：Kk是卡尔曼增益；
步骤6)将x(k|k-1)、Kk代入Pk|k＝(I-KkH)Pk|k-1后验误差协方差P(k|k)；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琼，李财金，苏东旭，林健，卢秉彦，
申请(专利权)人：深圳市深水水务咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44