警戒线目标监测方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术适用通信技术领域，尤其涉及一种警戒线目标监测方法、装置和系统。该方法包括：获取多路回波信号；其中，所述多路回波信号为包含警戒线的预设区域返回的雷达信号；基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息；基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，对所述目标进行跟踪，生成目标的航迹；基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线。上述方法可以减小环境因素的影响，并且提升监测的准确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
警戒线目标监测方法、装置和系统
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种警戒线目标监测方法、装置和系统。
技术介绍
随着科技的快速发展，人们对于数据的准确性的要求也日益提高，尤其在监测领域，监测数据的准确性大多是人们的第一需求，也是监测产品的首要追求指标。警戒线目标监测系统，对目标进行监测，从而判断是否有目标越过警戒线以及跨越警戒线的数量，现有的警戒线目标监测方法大多采用红外和摄像头对目标进行监测。而采用红外监测易受环境温度的限制，采用摄像头监测对天气和光线亮度要求较高，并且，上述两种方法对于相互距离较近的目标的区分度都较差，存在监测准确性较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种警戒线目标监测方法、装置和系统，以解决现有的警戒线目标监测系统受环境因素影响大和监测准确性较低的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种警戒线目标监测方法，包括：获取多路回波信号；其中，所述多路回波信号为包含警戒线的预设区域返回的雷达信号；基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息；基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，对所述目标进行跟踪，生成目标的航迹；基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线。可选的，所述基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息，可以包括：对所述多路回波信号进行预处理，得到多路数字目标信号；计算所述多路数字目标信号的Capon谱；基于所述Capon谱，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息。可选的，所述对所述多路回波信号进行预处理得到多路数字目标信号，可以包括：对所述多路回波信号进行模数转换，得到多路数字信号；对所述多路数字信号进行预设频率的采样，提取多路正交I/Q信号作为所述多路数字目标信号。可选的，所述计算所述多路数字目标信号的Capon谱，包括：对所述多路数字目标信号的每个扫频周期中的数据点做快速傅里叶变换，得到多个快速傅里叶变换矩阵；其中，所述多个快速傅里叶变换矩阵包括目标的距离维信息；通过CaponBeamFormer方法对所述多个快速傅里叶变换矩阵进行处理，获得所述Capon谱；其中，所述Capon谱包括目标的距离维信息和角度维信息。可选的，所述通过CaponBeamFormer方法对所述快速傅里叶变换矩阵进行处理，获得所述Capon谱，可以包括：基于所述多个快速傅里叶变换矩阵中每个快速傅里叶变换矩阵的第h列的值，构造第h初始矩阵；基于所述第h初始矩阵，构造第h协方差矩阵；其中，h∈[1，N]，N为所述快速傅里叶变换矩阵的列数；对构造的多个协方差矩阵进行主对角线加载处理；基于进行主对角线加载处理后的多个协方差矩阵与预设导向矩阵计算所述Capon谱。可选的，基于所述Capon谱，计算目标的点云距离信息和点云角度信息，可以包括：计算所述Capon谱中每个点对应的距离维恒虚警门限；将所述Capon谱中每个点的值与所述Capon谱中该点对应的距离维恒虚警门限一一比较；当该点的值与所述Capon谱中该点对应的距离维恒虚警门限满足第一预设关系时，判断该点满足是第一恒虚警点的条件；计算所述Capon谱中每个第一恒虚警点对应的角度维恒虚警门限；将所述Capon谱中的第一恒虚警点的值与所述Capon谱中该点对应的角度维恒虚警门限一一比较；当该点的值与该点对应的角度维恒虚警门限满足第二预设关系时，判断该点满足是第二恒虚警点的条件；基于所述第二恒虚警点，计算目标的点云距离信息和点云角度信息。可选的，可以通过：计算所述Capon谱中每个点对应的距离维恒虚警门限和所述Capon谱中每个第一恒虚警点对应的角度维恒虚警门限；式中，m(q,i)为所述Capon谱中第q列中的第i个点对应的距离维恒虚警门限，R为第一常数，xk为当前列中的第k个点的值，r为第一预设数值，l为第二预设数值，n(p,j)为所述Capon谱中第p行中的第j个点对应的角度维恒虚警门限，T为第二常数，yk为当前行中的第k个点的值；其中，在计算m(q,i)时：当i-r<0时，r＝r+P；当i+r>P时，r＝r-P；在计算n(p,j)时：当j-r<0时，r＝r+Q；当j+r>Q时，r＝r-Q；式中，P为所述Capon谱中每列的点的个数；Q为所述Capon谱中每行的点的个数。可选的，基于所述Capon谱，计算目标的点云速度信息，可以包括：确定每个所述第二恒虚警点在所述Capon谱中的行标号；基于所述多个快速傅里叶变换矩阵中每个快速傅里叶变换矩阵的第g列，构造当前一个第二恒虚警点对应的协方差矩阵；其中，g为当前一个第二恒虚警点在所述Capon谱中的行标号；基于该第二恒虚警点对应的协方差矩阵与该第二恒虚警点对应的导向矢量计算该第二恒虚警点对应的Capon波束权系数；将所述多个快速傅里叶变换矩阵中每个快速傅里叶变换矩阵的第g列和该第二恒虚警点对应的Capon波束权系数相乘后再相加，得到初始速度矩阵；通过对所述初始速度矩阵做二维快速傅里叶变换，获得该第二恒虚警点对应的点云速度信息；对每一个第二恒虚警点重复上述步骤，获得所有第二恒虚警点对应的点云速度信息，并作为目标的点云速度信息。可选的，在所述对所述多路数字目标信号的每个扫频周期中的数据点做快速傅里叶变换之前，该方法还可以包括：对每个扫频周期中的数据点进行加半窗处理。可选的，所述基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，对所述目标进行跟踪，生成目标的航迹，包括：基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，通过扩展卡尔曼滤波，生成目标的航迹。可选的，所述基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线，可以包括：当所述目标的航迹和所述警戒线的位置满足第一预设条件时，判定有目标越过警戒线；其中，所述第一预设条件包括：所述目标的航迹上存在位于所述警戒线第一侧的点和位于所述警戒线第二侧的点。可选的，所述基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线，可以包括：当所述目标的航迹上存在位于所述警戒线第一侧的点和位于所述警戒线第二侧的点，且位于所述警戒线第一侧的点为第一时刻生成的点，位于所述警戒线第二侧的点为第二时刻生成的点时，判定有目标越过警戒线；其中，所述第一时刻早于所述第二时刻；所述警戒线第一侧至所述警戒线第二侧的方向为警戒方向。可选的，在所述基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线之后，该方法还可以包括：记录越过警戒线的目标的数量。本专利技术实施例的第二方面提供了一种警戒线目标监测装置，包括：...

【技术保护点】
1.一种警戒线目标监测方法，其特征在于，包括：/n获取多路回波信号；其中，所述多路回波信号为包含警戒线的预设区域返回的雷达信号；/n基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息；/n基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，对所述目标进行跟踪，生成目标的航迹；/n基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线。/n

【技术特征摘要】
1.一种警戒线目标监测方法，其特征在于，包括：
获取多路回波信号；其中，所述多路回波信号为包含警戒线的预设区域返回的雷达信号；
基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息；
基于所述点云距离信息、所述点云角度信息和所述点云速度信息，对所述目标进行跟踪，生成目标的航迹；
基于所述目标的航迹和所述警戒线的位置，判断是否有目标越过警戒线。


2.如权利要求1所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，所述基于所述多路回波信号，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息，包括：
对所述多路回波信号进行预处理，得到多路数字目标信号；
计算所述多路数字目标信号的Capon谱；
基于所述Capon谱，计算目标的点云距离信息、点云角度信息和点云速度信息。


3.如权利要求2所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，所述对所述多路回波信号进行预处理得到多路数字目标信号，包括：
对所述多路回波信号进行模数转换，得到多路数字信号；
对所述多路数字信号进行预设频率的采样，提取多路正交I/Q信号作为所述多路数字目标信号。


4.如权利要求2所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，所述计算所述多路数字目标信号的Capon谱，包括：
对所述多路数字目标信号的每个扫频周期中的数据点做快速傅里叶变换，得到多个快速傅里叶变换矩阵；其中，所述多个快速傅里叶变换矩阵包括目标的距离维信息；
通过CaponBeamFormer方法对所述多个快速傅里叶变换矩阵进行处理，获得所述Capon谱；其中，所述Capon谱包括目标的距离维信息和角度维信息。


5.如权利要求4所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，所述通过CaponBeamFormer方法对所述快速傅里叶变换矩阵进行处理，获得所述Capon谱，包括：
基于所述多个快速傅里叶变换矩阵中每个快速傅里叶变换矩阵的第h列的值，构造第h初始矩阵；
基于所述第h初始矩阵，构造第h协方差矩阵；其中，h∈[1，N]，N为所述快速傅里叶变换矩阵的列数；
对构造的多个协方差矩阵进行主对角线加载处理；
基于进行主对角线加载处理后的多个协方差矩阵与预设导向矩阵计算所述Capon谱。


6.如权利要求2所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，基于所述Capon谱，计算目标的点云距离信息和点云角度信息，包括：
计算所述Capon谱中每个点对应的距离维恒虚警门限；
将所述Capon谱中每个点的值与所述Capon谱中该点对应的距离维恒虚警门限一一比较；当该点的值与所述Capon谱中该点对应的距离维恒虚警门限满足第一预设关系时，判断该点满足是第一恒虚警点的条件；
计算所述Capon谱中每个第一恒虚警点对应的角度维恒虚警门限；
将所述Capon谱中的第一恒虚警点的值与所述Capon谱中该点对应的角度维恒虚警门限一一比较；当该点的值与该点对应的角度维恒虚警门限满足第二预设关系时，判断该点满足是第二恒虚警点的条件；
基于所述第二恒虚警点，计算目标的点云距离信息和点云角度信息。


7.如权利要求6所述的警戒线目标监测方法，其特征在于，
通过：






计算所述Capon谱中每个点对应的距离维恒虚警门限和所述Capon谱中每个第一恒虚警点对应的角度维恒虚警门限；
式中，m(q,i)为所述Capon谱中第q列中的第i个点对应的距离维恒虚警门限，R为第一常数，xk为当前列中的第k个点的值，r为第一预设数值，l为第二预设数值，n(p,j)为所述Capon谱中第p行...

【专利技术属性】
技术研发人员：成云丽，李彦龙，张晓飞，刘子华，陈红伟，秦屹，
申请(专利权)人：森思泰克河北科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13