一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统及方法与流程

1.本发明涉及安防预警，具体涉及一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统及方法。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，为防止可疑人员入侵重要场所进行破坏，雷达系统被广泛运用于军事领域、船舶航管、交通管制等重要领域。在这些领域中所使用的雷达系统，设备相对繁琐，并不适用于各种安防工作。
3.而现有的区域安防预警系统，大多采用红外对射、震动光纤、视频监控等方式，但这些设备往往需要投入不菲的资金和大量的基础设施建设，同时部分设备在功能上各自分工，在资源共享、业务整合等方面有待提高，导致无法在雨雪天气或植被较茂盛的环境中对光伏电站的外来入侵目标进行有效探测，降低了光伏电站安防预警的准确度。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统及方法，能够有效克服现有技术所存在的无法对光伏电站的外来入侵目标进行准确追踪预警的缺陷。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，包括显控单元、数据处理单元、雷达、摄像机和报警装置；
9.数据处理单元，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令；
10.显控单元，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，根据防区绘制数据进行防区绘制，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。
11.优选地，还包括数据库，所述数据库用于存储设备配置数据、防区绘制数据、目标轨迹数据、目标图像数据、目标视频数据、报警信息。
12.优选地，所述数据处理单元包括数据分析模块、数据传输模块和数据调取模块；
13.数据分析模块，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件；
14.数据传输模块，向显控单元发送目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息；
15.数据调取模块，接收显控单元发送的数据查询指令，并从数据库中调取相应的存
储数据发送给显控单元。
16.优选地，所述接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，包括：
17.数据分析模块接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，根据目标信息获取目标位置数据，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件。
18.优选地，所述在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，包括：
19.在触发报警条件时，数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标。
20.优选地，所述数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，包括：
21.根据雷达发送的目标轨迹数据获取的目标位置数据为(xr,yr)，摄像机当前覆盖位置为(xc,yc)，则水平角度增量δp采用下式计算：
[0022][0023]
变焦倍数增量δt采用下式计算：
[0024][0025]
其中，at为摄像机焦距变倍参数；
[0026]
垂直角度增量δz采用下式计算：
[0027][0028]
其中，az为摄像机俯仰角度参数；
[0029]
则更新后的摄像机ptz参数(p1,t1,z1)分别采用下述计算：
[0030]
p1＝p0+δp
[0031]
t1＝t0+δt
[0032]
z1＝z0+δz
[0033]
其中，(p0,t0,z0)为初始摄像机ptz参数。
[0034]
优选地，所述目标信息包括目标速度数据、目标运动方向数据和目标位置数据，所述目标速度数据包括标定坐标系内的横向速度、纵向速度，所述目标位置数据包括标定坐标系内的位置坐标。
[0035]
优选地，所述接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令，包括：
[0036]
摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；
[0037]
数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，并将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时向报警装置发送启动指令。
[0038]
优选地，所述显控单元包括数据显示模块、防区绘制模块、设备配置管理模块和数
据查询模块；
[0039]
数据显示模块，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示；
[0040]
防区绘制模块，根据雷达监测区域中做出的一个闭合图形进行防区绘制，同时将防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；
[0041]
设备配置管理模块，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，并管理设备的网络连接配置及设备基础信息；
[0042]
数据查询模块，根据需求向数据处理单元发送数据查询指令，接收数据处理单元发送的相应存储数据，并通过数据显示模块进行展示。
[0043]
一种基于雷视融合的光伏电站安防预警方法，包括以下步骤：
[0044]
s1、安装雷达、摄像机和报警装置，并建立设备之间的网络连接；
[0045]
s2、在显控单元中对设备进行配置，并进行防区绘制，显控单元将设备配置数据和防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；
[0046]
s3、数据处理单元对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定；
[0047]
s4、数据处理单元接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件，直至触发报警条件时进入s5；
[0048]
s5、数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标；
[0049]
s6、摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；
[0050]
s7、数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时存储至数据库并生成报警id，向报警装置发送启动指令；
[0051]
s8、显控模块接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。
[0052]
(三)有益效果
[0053]
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统及方法，构建了一套以ai智能识别技术、多传感器融合技术、物联网技术为核心的高效、智能、自主的安防预警系统，能够对光伏电站进行不间断地监测、记录、联动报警等，通过安防雷达和摄像球机的联动协作，能够克服雷达采集数据难以取证和摄像球机无法进行大范围目标探测的难点，提升了外来入侵目标的探测范围和识别精确度，能够对光伏电站的外来入侵目标进行准确地追踪预警。
附图说明
[0054]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0055]
图1为本发明的系统示意图；
[0056]
图2为本发明中图1的数据传输示意图；
[0057]
图3为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0058]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，如图1和图2所示，包括显控单元、数据处理单元、雷达、摄像机和报警装置；
[0060]
数据处理单元，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定(将雷达、摄像机和绘制防区建立在同一坐标系中，并将雷达与摄像机位置设为原点位置)，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令；
[0061]
显控单元，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，根据防区绘制数据进行防区绘制，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。
[0062]
本技术技术方案中，还包括数据库，数据库用于存储设备配置数据、防区绘制数据、目标轨迹数据、目标图像数据、目标视频数据、报警信息。
[0063]
本技术技术方案中，外部设备(包括雷达、摄像机和报警装置)与内部系统(包括显控单元、数据处理单元和数据库)通过交换机连接在同一局域网内，实现数据、指令的传输。
[0064]
雷达采用毫米波雷达技术，可以全天候不受恶劣天气、复杂植被环境的影响，高精度测距，通过主动探测获取目标轨迹数据，经过数据处理单元的智能分析，滤除环境、小动物的干扰，准确分析得到目标信息。
[0065]
摄像机采用360
°
无死角拍摄的摄像球机，在数据处理单元的控制下能够对目标进行实时准确追踪，并在抓拍到目标后，ai智能识别获取目标类型数据。
[0066]
报警装置包括继电器和声光报警器，声光报警器与继电器电性连接，当触发报警条件时，数据处理单元向继电器发送信号，继电器闭合，声光报警器得电后开始工作。
[0067]
①
数据处理单元包括数据分析模块、数据传输模块和数据调取模块；
[0068]
数据分析模块，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件；
[0069]
数据传输模块，向显控单元发送目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息；
[0070]
数据调取模块，接收显控单元发送的数据查询指令，并从数据库中调取相应的存储数据发送给显控单元。
[0071]
1)接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，包括：
[0072]
数据分析模块接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，根据目标信息获取目标位置数据，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件。
[0073]
本技术技术方案中，目标信息包括目标速度数据、目标运动方向数据和目标位置数据，目标速度数据包括标定坐标系内的横向速度、纵向速度，目标位置数据包括标定坐标系内的位置坐标。
[0074]
2)在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，包括：
[0075]
在触发报警条件时，数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标。
[0076]
其中，数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，包括：
[0077]
根据雷达发送的目标轨迹数据获取的目标位置数据为(xr,yr)，摄像机当前覆盖位置为(xc,yc)，则水平角度增量δp采用下式计算：
[0078][0079]
变焦倍数增量δt采用下式计算：
[0080][0081]
其中，at为摄像机焦距变倍参数；
[0082]
垂直角度增量δz采用下式计算：
[0083][0084]
其中，az为摄像机俯仰角度参数；
[0085]
则更新后的摄像机ptz参数(p1,t1,z1)分别采用下述计算：
[0086]
p1＝p0+δp
[0087]
t1＝t0+δt
[0088]
z1＝z0+δz
[0089]
其中，(p0,t0,z0)为初始摄像机ptz参数。
[0090]
上述技术方案，数据处理单元基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标，能够有效提升摄像机追踪目标的精度，避免出现摄像机因角度、焦距倍数问题无法清晰采集目标图像视频数据的问题。
[0091]
3)接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令，包括：
[0092]
摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；
[0093]
数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，并将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时向报警装置发送启动指令。
[0094]
②
显控单元包括数据显示模块、防区绘制模块、设备配置管理模块和数据查询模块；
[0095]
数据显示模块，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示；
[0096]
防区绘制模块，根据雷达监测区域中做出的一个闭合图形进行防区绘制，同时将防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；
[0097]
设备配置管理模块，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，并管理设备的网络连接配置及设备基础信息；
[0098]
数据查询模块，根据需求向数据处理单元发送数据查询指令，接收数据处理单元发送的相应存储数据，并通过数据显示模块进行展示。
[0099]
一种基于雷视融合的光伏电站安防预警方法，如图3所示，包括以下步骤：
[0100]
s1、安装雷达、摄像机和报警装置，并建立设备之间的网络连接；
[0101]
s2、在显控单元中对设备进行配置，并进行防区绘制，显控单元将设备配置数据和防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；
[0102]
s3、数据处理单元对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定；
[0103]
s4、数据处理单元接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件，直至触发报警条件时进入s5；
[0104]
s5、数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标；
[0105]
s6、摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；
[0106]
s7、数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时存储至数据库并生成报警id，向报警装置发送启动指令；
[0107]
s8、显控模块接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。
[0108]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：包括显控单元、数据处理单元、雷达、摄像机和报警装置；数据处理单元，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令；显控单元，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，根据防区绘制数据进行防区绘制，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。2.根据权利要求1所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：还包括数据库，所述数据库用于存储设备配置数据、防区绘制数据、目标轨迹数据、目标图像数据、目标视频数据、报警信息。3.根据权利要求2所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述数据处理单元包括数据分析模块、数据传输模块和数据调取模块；数据分析模块，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件；数据传输模块，向显控单元发送目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息；数据调取模块，接收显控单元发送的数据查询指令，并从数据库中调取相应的存储数据发送给显控单元。4.根据权利要求3所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，包括：数据分析模块接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，根据目标信息获取目标位置数据，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件。5.根据权利要求4所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机ptz参数来控制摄像机追踪目标，包括：在触发报警条件时，数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标。6.根据权利要求5所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，包括：根据雷达发送的目标轨迹数据获取的目标位置数据为(x
r
,y
r
)，摄像机当前覆盖位置为(x
c
,y
c
)，则水平角度增量δp采用下式计算：变焦倍数增量δt采用下式计算：其中，at为摄像机焦距变倍参数；
垂直角度增量δz采用下式计算：其中，az为摄像机俯仰角度参数；则更新后的摄像机ptz参数(p1,t1,z1)分别采用下述计算：p1＝p0+δpt1＝t0+δtz1＝z0+δz其中，(p0,t0,z0)为初始摄像机ptz参数。7.根据权利要求6所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述目标信息包括目标速度数据、目标运动方向数据和目标位置数据，所述目标速度数据包括标定坐标系内的横向速度、纵向速度，所述目标位置数据包括标定坐标系内的位置坐标。8.根据权利要求5所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的ai识别结果，同时向报警装置发送启动指令，包括：摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，并将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时向报警装置发送启动指令。9.根据权利要求8所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警系统，其特征在于：所述显控单元包括数据显示模块、防区绘制模块、设备配置管理模块和数据查询模块；数据显示模块，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示；防区绘制模块，根据雷达监测区域中做出的一个闭合图形进行防区绘制，同时将防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；设备配置管理模块，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，并管理设备的网络连接配置及设备基础信息；数据查询模块，根据需求向数据处理单元发送数据查询指令，接收数据处理单元发送的相应存储数据，并通过数据显示模块进行展示。10.一种基于权利要求9所述的基于雷视融合的光伏电站安防预警方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、安装雷达、摄像机和报警装置，并建立设备之间的网络连接；s2、在显控单元中对设备进行配置，并进行防区绘制，显控单元将设备配置数据和防区绘制的坐标点发送给数据处理单元；s3、数据处理单元对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定；s4、数据处理单元接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，通过判断目标位置数据是否在绘制防区范围来判断是否触发报警条件，直至触发报警条件时进入s5；s5、数据处理单元利用目标位置数据计算更新后的摄像机ptz参数，并基于更新后的摄像机ptz参数控制摄像机追踪目标；
s6、摄像机对采集到的目标图像视频数据进行ai识别，获取目标类型数据，并将目标图像视频数据及相应的ai识别结果发送给数据处理单元；s7、数据处理单元根据目标类型数据设定不同的报警类别，生成报警信息，将目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息发送给显控单元，同时存储至数据库并生成报警id，向报警装置发送启动指令；s8、显控模块接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示。

技术总结
本发明涉及安防预警，具体涉及一种基于雷视融合的光伏电站安防预警系统及方法；数据处理单元，对雷达、摄像机和绘制防区进行统一标定，接收雷达发送的目标轨迹数据并分析出目标信息，并结合绘制防区范围判断是否触发报警条件，在触发报警条件时基于目标信息更新摄像机PTZ参数来控制摄像机追踪目标，接收摄像机发送的目标图像视频数据及相应的AI识别结果，同时向报警装置发送启动指令；显控单元，对相互协作的雷达、摄像机进行关联配置，根据防区绘制数据进行防区绘制，接收数据处理单元发送的目标轨迹数据、目标图像视频数据和报警信息，并进行实时显示；本发明提供的技术方案能够克服无法对光伏电站的外来入侵目标进行准确追踪预警的缺陷。踪预警的缺陷。踪预警的缺陷。


技术研发人员：任梦奇 程小军 路同亚 秦胜贤 任刚 胡宗品 李开文 李昂
受保护的技术使用者：安徽隼波科技有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/5/24