一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法技术

本发明专利技术涉及安防技术领域，具体的提供了一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法。目的在于通过采集振动和微波传感器的数据，与预先确定的场景对应的数据波形进行相关检测，来判断当前是否发生了类似的场景。主要方案包括步骤1：对不同入侵行为进行测试，得到不同场景对应的表示不同事件类型的不同特征波形，作为特征波模板；步骤2：获取传感器信号输出信号，统计单位时间内，传感器电压强度超过阈值的次数，得到反应传感器输出信号在“次数

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法


[0001]本专利技术涉及安防
，具体的提供了一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法。

技术介绍

[0002]传统安防系统主要有各种类型和各种工作原理的传感器和摄像头组成，基本的工作方式都是将各种传感器误报多，准确度低，常常被当作“触发源”，只产生“有”和“无”两种状态信号或告警，再由机器或人工的方式通过摄像头来核实确认。随着近几年人工智能的兴起，安防系统对摄像头视频信息的依赖逐渐增大，相关技术和产品不断推陈出新。虽然传感器的技术和设备也在不断进步，但更多的进步是提升单一传感技术的感知精度和降低成本，其地位仍然作为系统的“触发器”，没有对传感器产生的信息做进一步挖掘和处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决传统微波传感器、振动传感器信号输出单一，不能够很好的反应侵入事件的问题，通过采集振动和微波传感器的数据，与预先确定的场景对应的数据波形进行相关检测，来判断当前是否发生了类似的场景。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法，包括以下步骤：步骤1：对不同入侵行为进行测试，得到不同场景对应的表示不同事件类型的不同特征波形，作为特征波模板；步骤2：获取传感器信号输出信号，统计单位时间内，传感器电压强度超过阈值的次数，得到反应传感器输出信号在“次数
‑
时间”上变化的强度的数据特征波；步骤3：匹配特征波模板与数据特征波的相似度，根据相似度，得到事件类型；步骤4：根据事件类型的组合，输出不同的报警结果。
[0005]上述技术方案中，步骤1中，根据传感器的类别不同，分别得到不同传感器的事件类型对应的特征波模板，特征波模板分为微波特征波模板和振动特征波模板。
[0006]上述技术方案中，其特征在于，步骤2具体包括：获取微波传感器信号和振动传感器信号，统计单位时间内，微波传感器电压强度超过阈值的次数，得到反应微波传感器输出信号在“次数
‑
时间”上变化的强度的微波数据特征波；统计单位时间内，振动传感器电压强度超过阈值的次数，得到振动传感器输出信号在“次数
‑
时间”变化的强度分布谱；得到振动数据特征波。
[0007]上述技术方案中，步骤3具体包括：微波特征波相识度判断，通过匹配微波特征波模板与微波数据特征波的相似度，得到微波类事件类型；振动特征波相识度判断，通过匹配振动特征波模板与振动数据特征波的相似度，
得到振动类事件类型。
[0008]上述技术方案中，步骤4具体包括：根据微波类事件类型和振动类事件类型组合，输出不同的报警结果。
[0009]上述技术方案中，相似度计算方法如下，取待检测信号：，其中中下标1为传感器下标，为时间刻度；特征波模板为：其中，与相对应，为特征波模板预设值，矩阵内其他元素同理；这个时候相似度不再是一个数，而是一个三维的向量，维度数与传感器个数相等;权重：其中n为整数；Total_Sim即为相似度，其中i为传感器下标，j为时间刻度下标。
[0010]因为本专利技术采用上述技术方案，因此具备以下有益效果：一、传感器的数据改造：传感器是数据产生的源头，好的数据格式和形式，便于数据的分析。本算法结合实际应用场景，创造性的提出了一种数据形式，既简化了原始数据的复杂程度，减少了后续的数据分析难度，又没有造成过多的信息丢失，避免信息失真。
[0011]二、特征波形的构造：本方法的核心是构造空间，时间上多维度的特征波形，形成
一个特征波形的矩阵，对需要检测的场景进行详细刻画和描述。在通过多种相关检测算法，准确检测出入侵场景。
[0012]三、振动和微波的关联关系：本方法充分利用了振动和微波两种不同数据的时间关联关系，进一步提高检测准确度。
[0013]四、简化的特征波形算法：充分利用振动和微波的关联关系，提出简化的增量算法，简化特征波形的提出和计算，极大的减小了计算复杂度。
[0014]五、本专利技术通过微波传感器与振动传感器的组合使用，通过微波识别人员徘徊，通过振动识别物体振动（如墙体破坏，翻越围栏会产生明显振动），通过2种传感器事件的组合，判断是否有人范围围栏、破坏墙体等行为，其通过2个简单的器件实现了新的入侵行为的识别。
附图说明
[0015]图1为数据过滤示例；图2为微波示例波形；图3为振动示例波形；图4为人员徘徊微波示例波形示例；图5为事件类型对应特征波示例；图6为特征波与特征波模板相似度示例；图7为微波多传感器示例；图8为振动传感器波形示例。
具体实施方式
[0016]如果想要对传感器的数据进行进一步分析和挖掘，第一，必须扩展传感器的数据信息数量，不能用简单的“0”和“1”表达；第二，另外需要增加传感器的信息类型，以便综合多维信息，提高判断准确率；第三，增加数据信息上报频率，增加数据信息量，只有数量多了，算法分析才有足够的数据用以分析。
[0017]第一，无论是微波传感器还是振动传感器，可以生成感知到的强度和频率信息。例如，微波传感器采用多普勒原理，移动物体的移动速度和距离远近，可以产生不同频率和不同电压强度的信号，将这个信息抽象成单位时间达到或超过某个强度阈值的次数，如下图1所示。
[0018]速度越快，多普勒频移越大，频率越快，单位时间内超过阈值的次数越多；距离越远强度越小，超过阈值的次数越小，反之，距离近，强度大，超过阈值的次数越多。
[0019]所以，通过单位时间微波幅度超过阈值的次数，可以刻画物体移动的速度和距离。这样通过每秒的次数变化，可以组成一个“次数
‑
时间”变化的强度分布谱，如下图所示是一个典型人员接近传感器时，传感器感应到的微波触发次数。通过次数和时间形成了一个人员接近的“触发特征”谱。如图2所示。
[0020]第二，单独微波的传感器，只能检测是否有移动物体靠近，增加另外一个维度的传感数据类型，与微波数据相互配合和印证，可以提高检测准确度，适应不同的复杂场景。采用多个高灵敏度传感器，采集信息更准确，与微波传感器类似，振动传感器也强度信息。即，
单位时间内振动的次数较多，表明在传感器周围有比较明显的振动源，如果这种振动源短时间突然出现，就可以判断为异常场景。
[0021]第三，无论是微波数据还是振动数据上报的频率必须足够快，以反映数据的变化信息。目前系统采用RS485通信方式将传感器的数据上报至上位机，采集频率在500ms以内。通过提高采样频率，捕获传感器采集数据的微小变化。
[0022]通过上面三点的描述，将传统的开关式传感器的数据改造成有价值的动态的实时数据，数据多，采样时间短，可以刻画出不同的场景特征，例如：人员徘徊，翻越护栏，破坏墙体等。通过本文介绍的算法，进行数据分析，即，进行特征波形的相关性检测。如果待检测波形与预先确定的“人员徘徊”，“翻越护栏”，“破坏墙体”等的波形相似，那么就认为，发生了相关的行为，判定为相关告警。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法，其特征在于：步骤1：对不同入侵行为进行测试，得到不同场景对应的表示不同事件类型的不同特征波形，作为特征波模板；步骤2：获取传感器信号输出信号，统计单位时间内，传感器电压强度超过阈值的次数，得到反应传感器输出信号在“次数
‑
时间”上变化的强度的数据特征波；步骤3：匹配特征波模板与数据特征波的相似度，根据相似度，得到事件类型；步骤4：根据事件类型的组合，输出不同的报警结果。2.根据权利要求1所述的一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法，其特征在于，步骤1中，根据传感器的类别不同，分别得到不同传感器的事件类型对应的特征波模板，特征波模板分为微波特征波模板和振动特征波模板。3.根据权利要求1所述的一种基于微波和振动传感器数据的侵入检测方法，其特征在于，步骤2具体包括：获取微波传感器信号和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊宇，张斐，赵双，陈永，方永红，
申请(专利权)人：四川通信科研规划设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：