一种区域智能检测系统及方法

1.本发明属于目标检测技术领域，具体涉及一种融合了多种类型的检测设备的区域智能检测系统及方法。


背景技术：

2.在当今社会，为了有效应对无人区域长时间的安防监控问题，防止目标入侵，各种各样的监控设备应运而生。随着科技的快速发展，监控摄像头、红外等设备系统已非常完善和价格低廉，在各个安防领域都起着至关重要的作用。然而，以球机、云台等摄像头检测设备虽然能大范围覆盖监控区域，但是其依赖视觉画面进行分析的缺陷，导致不能有效应对目标遮挡问题，以及大雾、黑夜等恶劣环境中的超远距离的目标检测和定位，使检测系统难以有效的在各种环境中泛化使用。
3.使用微波栅栏雷达探测方式因其强穿透能力的特点和运动目标检测能力，能够在暴雨、大雾等恶劣环境中有效、准确地检测出空间目标，且体积小，隐蔽性和抗干扰能力强，但雷达由于利用微波反射计算的原理存在延迟现象，面对高速移动物体往往不能实时地显示信息，且存在无法有效检测出静止目标的问题，容易造成虚警和漏报。
4.红外、激光等光学检测设备虽然可以有效应对恶劣环境的目标检测，但是其狭窄的检测范围难以在大范围的区域中进行目标检测，无法有效地起到全面的防御效果。
5.因此，上述几种方式单独实施时一定程度上均不能实现区域精准实时的检测。而若将多种检测设备结合，则如何结合及如何正确、有效的处理这些设备数据，弥补各个设备各自的缺点，实现多种环境下均能稳定检测区域目标的系统，减少系统的虚警和误报，是一个急需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种融合了多种类型的检测设备的区域智能检测系统及方法。
7.为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种区域智能检测系统，包括：
8.至少一个区域检测单元，每个所述区域检测单元检测一块区域，且每个所述区域检测单元包括多种不同类型的检测设备，所述检测设备包括监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏；
9.上位机，所述上位机与所述区域检测单元相连，所述上位机包括：
10.数据处理单元，与对应的所述区域检测单元相连，用于获得所述区域检测单元的检测数据并对所述检测数据进行处理；
11.报警分析单元，与所述数据处理单元相连，用于获得所述数据处理单元的数据处理结果，并根据检测设备的类型对所述数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号；
12.用户界面单元，与所述报警分析单元相连，用于展示相应区域检测单元所有检测设备的监控实况数据信息。
13.在一优选实施例中，所述监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏均固定在同一支架上，且各检测设备的中心位于同一垂直坐标上且相互之间不遮挡。
14.在一优选实施例中，所述监控摄像头为可变焦可转向的监控摄像头，用于提供视觉检测信息并根据所述微波测距探测器和电子栅栏的报警情况进行变焦和转向，对目标进行检索和识别，同时对微波测距探测器复查；所述微波测距探测器用于提供区域内移动目标的位置信息，并结合监控摄像头的视觉检测信息供用户复查。
15.在一优选实施例中，所述区域检测单元的检测数据通过交换机以网络信号的方式与上位机的数据处理单元进行数据交互，或者通过无线方式进行数据交互。
16.在一优选实施例中，所述数据处理单元包括：
17.监控数据处理单元，与所述监控摄像头相连，用于对监控摄像头的视觉检测信息进行数据处理；
18.探测数据处理单元，与所述微波测距探测器相连，用于对微波测距探测器的位置信息进行数据处理，及
19.电子栅栏数据处理单元，与所述电子栅栏相连，用于对电子栅栏的检测数据进行数据处理。
20.在一优选实施例中，所述监控数据处理单元包括：
21.图像预处理模块，与所述监控摄像头相连，用于对图像数据流进行解码和格式转换，转换为可显示的图像格式；
22.目标识别检测模块，与所述图像预处理模块相连，用于对图像数据使用中心点识别算法获得入侵目标的定位和识别信息及是否报警的提示信号；
23.识别模块，与所述目标识别检测模块相连，用于对图像数据、定位和识别信息进行数据类型的转换和封装，并发送给所述报警分析单元。
24.在一优选实施例中，所述探测数据处理单元包括：
25.微波数据解码模块，与微波测距探测器相连，用于对微波测距探测器获得的已编码的数据流进行解码，获得微波测距探测器检测出的区域内移动目标的数据信息并输出；
26.微波报警检测模块，与所述微波数据解码模块相连，用于分析所述移动目标的数据信息，给所述报警分析单元提供监控摄像头是否报警的信号和移动目标的具体位置信息，并结合从所述报警分析单元回传来的数据信息进行虚警排查；
27.定位信息模块，与所述微波报警检测模块相连，用于对报警信号和移动目标进行测距和测速定位，并对定位结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后发送给报警分析单元。
28.在一优选实施例中，所述电子栅栏数据处理单元包括：
29.报警检测模块，与所述电子栅栏相连，用于根据电子栅栏的检测数据进行综合判断电子栅栏是否报警，并将判断结果输出；
30.报警提示模块，与所述报警检测模块相连，用于对所述判断结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后输出给所述报警分析单元。
31.另一方面，本发明还提供了一种区域智能检测方法，包括：
32.s1，构建至少一个区域检测单元，每个所述区域检测单元检测一块区域，且每个所述区域检测单元包括多种不同类型的检测设备，所述检测设备包括监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏；
33.s2，每个区域检测单元的各个检测设备的检测数据由对应的数据处理单元进行并行计算处理，并将各自的处理结果输入到报警分析单元；
34.s3，报警分析单元获得数据处理结果，并根据检测设备的类型对所述数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号。
35.在一优选实施例中，所述报警分析单元判断评分是否低于安全阈值，若是，则继续判断评分是否低于危险阈值，若是，则触发报警，若否，则触发预报警。
36.与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：
37.本发明通过对微波测距传感器和摄像头的远程控制实现相互辅助检测的功能，结合电子栅栏的高稳定性，提高了设备融合检测下的系统稳定性和安全性，大幅度降低了检测系统的虚警发生率。
附图说明
38.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中记载的一些实施例，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。
39.图1是本发明系统的结构图；
40.图2是本发明单个区域检测单元的结构示意图；
41.图3是本发明上位机的数据处理和分析的流程图；
42.图4是报警分析的流程示意图；
43.图5是本发明面向大范围区域检测的系统结构示意图。
具体实施方式
44.通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
45.如图1所示，本发明实施例所揭示的一种区域智能检测系统，包括：至少一个区域检测单元和上位机，其中，每个区域检测单元是使用多种不同类型的检测设备，共同组建成一个功能全面的区域检测单元，本实施例中，每个区域检测单元包括的检测设备有三种，具体为可变焦可转向监控摄像头130、微波测距探测器120和电子栅栏110。区域检测单元通过远程数据通信，经由上位机的应用端接收数据并分析处理，实时显示监控信息。
46.具体地，每个区域检测单元检测一块目标区域，在进行中小范围的目标区域检测时，可只需采用一个区域检测单元对应一个上位机完成部署；但是在针对大范围的检测区
域时，可在大范围区域内部部署多个区域检测单元，每个区域检测单元检测一块目标区域，实现对大范围区域的完整覆盖。多个区域检测单元的检测数据通过远程传输方式由同一个上位机接收并处理，处理完的数据转由分析算法进行报警分析，最终结果通过用户界面显示出来。图5是本发明面向大范围区域检测的系统结构示意图。
47.如图2所示，本实施例中，每个区域检测单元的微波测距探测器120，电子栅栏110和可变焦可旋转的监控摄像头130均共同固定在一个支架100上，支架100可以是任意样式，其主要目的是起到对检测设备的固定作用，防止检测设备抖动。由于各个检测设备的检测范围和距离不同，保持各设备的视角在垂直坐标上的统一(具体为各检测设备的中心位于同一垂直坐标上)，可以增加其对目标共同检测的容错率，且三者之间相互不遮挡，可以实现部分检测区域的共享和部分检测区域的独立检测。检测数据通过交换机140以网络信号的方式进行数据交互，同样可以通过无线方式进行数据交互。本发明通过对多种检测设备进行集中的位置部署和远距离信号传输设置，使得区域检测单元可以独自完成一个固定区域的目标检测，提供24小时不间断的安防保障，并实时对远程的上位机完成数据传输。
48.本实施例中，电子栅栏110检测到的数据一般为检测设备连接的报警主机(图未示)发出的数据或是从接收器(图未示)直接获得的开关信号转换而成的数字信号数据，其应对较小的检测区域，通过摆放在检测区域关键位置能够形成一道重量级的检测门槛，对入侵目标进行低延时，高精确度的报警，给系统提供准确的报警信息，同时也能完成对其他检测设备是否发送漏报和虚警的检查，是系统稳定性的保障之一。微波测距探测器120的检测数据为从各种微波雷达等设备获得的数据，一般为已经编码的数据流，其具体提供中小区域范围内的移动目标的包括运动速度，位置等信息，给本系统提供了目标方位的信息参考和准确率的保障，并能结合监控摄像头130的监控画面，给用户复查提供目标方位上确认的保障和支持。监控摄像头130的检测数据为从各种监控摄像头130获取的图像数据流，其提供中小区域范围内的视觉检测信息，并能够根据微波测距探测器120和电子栅栏110的报警情况进行变焦和转向，实现对目标的检索和识别，同时完成对微波测距探测器130的复查，降低微波测距探测器130的虚警发生率，给系统提供准确性的保障。
49.上位机与区域检测单元相连，实现对从对应的区域检测单元获得的数据的处理和分析，通过图4的置信度分析算法提供准确的总报警信息，并通过调节相应检测设备获取入侵目标更多的信息，包括监控画面、目标识别情况和位置速度等。本实施例中，上位机具体包括数据处理单元、报警分析单元和用户界面单元，其中，数据处理单元与对应的区域检测单元相连，用于获得区域检测单元的检测数据并对检测数据进行处理。本实施例中，数据处理单元具体包括监控数据处理单元、探测数据处理单元和电子栅栏数据处理单元。其中，监控数据处理单元对应与监控摄像头相连，用于对监控摄像头的视觉检测信息进行数据处理。本实施例中，监控数据处理单元具体包括图像预处理模块s33、目标识别检测模块s32和识别模块s31，其中，图像预处理模块s33与监控摄像头130相连，用于对图像数据流进行解码和格式转换，转换为可显示的图像格式。目标识别检测模块s32与图像预处理模块s33相连，用于对图像数据使用中心点检测算法等识别算法获得入侵目标的定位和识别信息及是否报警的提示信号；识别模块s31与目标识别检测模块s32相连，用于对图像数据、定位和识别信息进行数据类型的转换和封装，并发送给报警分析单元s40。
50.探测数据处理单元与微波测距探测器120相连，用于对微波测距探测器120的位置
信息进行数据处理。本实施例中，探测数据处理单元具体包括微波数据解码模块s21、微波报警检测模块s22和定位信息模块s23，其中，微波数据解码模块s21与微波测距探测器120相连，用于对微波测距探测器120获得的已编码的数据流进行解码，获得微波测距探测器120检测出的区域内移动目标的数据信息并输出；微波报警检测模块s22与微波数据解码模块s21相连，用于分析移动目标的数据信息，给报警分析单元s40提供监控摄像头130是否报警的信号和移动目标的具体位置信息，并结合从报警分析单元s40回传来的数据信息进行虚警排查，本实施例中，回传数据主要是来监控摄像头130的报警信息和监控摄像头130自身前一帧的信息，通过结合监控摄像头130的检查，提高微波报警检测模块s22报警的准确率，相比直接根据微波检测出的移动目标进行报警，使用该微波报警检测模块s22能够大幅度减少错误的移动目标检测造成的虚警概率。定位信息模块s23与微波报警检测模块s22相连，用于对报警信号和移动目标进行测距和测速定位，并对定位结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后发送给报警分析单元s40。同样的，上述监控摄像头130同时结合从报警分析单元s40回传来的数据信息对监控摄像头130进行变焦和旋转，实现对入侵目标的搜索。本实例中，回传数据主要来自微波测距探测器120的报警信号，相比直接使用图像数据进行目标检测和报警，通过结合微波测距探测器120提供的移动目标的位置信息，能够提高监控摄像头130对遮挡目标和复杂环境下对目标识别和报警的准确性。
51.电子栅栏数据处理单元与电子栅栏110相连，用于对电子栅栏110的检测数据进行数据处理。本实施例中，电子栅栏数据处理单元具体包括报警检测模块s11和报警提示模块s12，其中，报警检测模块s11与电子栅栏110相连，用于根据电子栅栏110的检测数据进行综合判断电子栅栏110是否报警，并将判断结果输出。报警提示模块s12与报警检测模块s11相连，用于对所述判断结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后输出给报警分析单元s40。
52.报警分析单元s40与数据处理单元相连，用于获得数据处理单元的数据处理结果，并根据检测设备的类型对数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号。具体的，报警分析单元s40的输入为图3中各个数据处理单元并行处理的数据计算结果。报警分析单元s40根据检测设备的类型对计算结果进行置信度的划分，以红外或者激光为主的光学检测仪器(即这里的电子栅栏110)的置信度最高，微波雷达(即这里的微波测距探测器120)和监控摄像头130其次。通过数学运算对数据处理结果进行总置信度的计算和评分，当其中一个检测设备触发报警时，评分会低于安全阈值并触发系统的预报警和对其他检测设备的调节检查，当前状态会保留到下一帧的报警分析单元s40中，并保持置信度在安全阈值以下。通过对其他检测设备的复查，评分会发生改变。当经过监控摄像头130的调节和识别后，发现目标，则评分会低于危险阈值并触发系统报警，反之当监控摄像头未发现目标，评分会回到安全阈值以上，取消系统的预报警状态和发生虚警的设备报警状态。
53.用户界面单元与报警分析单元s40相连，用于展示相应区域检测单元所有检测设备的监控实况数据信息。具体地，用户界面单元会根据区域检测单元的数量进行罗列，选中相应的区域检测单元，用户界面会展示出该单元所有检测设备的监控实况数据信息并且在后台继续处理其他所有区域检测单元的数据，从报警分析单元s40过来的数据会根据界面需求部分显示，从报警机制模块输出的报警信号会第一时间激活界面的报警信号，通知用
户检测系统发现的入侵目标的信息。
54.图3展示了一个区域检测单元内的区域检测和数据处理过程。各个检测设备的数据将由各自的模块进行并行计算处理，各自的处理结果输入到报警分析模块。图4展示了一个区域检测单元内的报警分析过程。
55.本发明提供了一种可以任意组合和部署在各种现实环境中的区域智能检测系统，来克服监控摄像头复杂环境应变能力差，遮挡目标无法识别的问题和微波测距探测器远距离目标识别不准确，虚警多，延迟高的问题以及电子栅栏检测范围狭窄，泛用性差的问题。本发明通过对设备进行组合部署和并行运行处理，融合了所有设备的优势，并对其各自的缺陷进行相互弥补，最终能够提高对入侵目标的识别和报警的准确率。
56.本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
57.在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。

技术特征：
1.一种区域智能检测系统，其特征在于：所述系统包括：至少一个区域检测单元，每个所述区域检测单元检测一块区域，且每个所述区域检测单元包括多种不同类型的检测设备，所述检测设备包括监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏；上位机，所述上位机与所述区域检测单元相连，所述上位机包括：数据处理单元，与对应的所述区域检测单元相连，用于获得所述区域检测单元的检测数据并对所述检测数据进行处理；报警分析单元，与所述数据处理单元相连，用于获得所述数据处理单元的数据处理结果，并根据检测设备的类型对所述数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号；用户界面单元，与所述报警分析单元相连，用于展示相应区域检测单元所有检测设备的监控实况数据信息。2.根据权利要求1所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏均固定在同一支架上，且各检测设备的中心位于同一垂直坐标上且相互之间不遮挡。3.根据权利要求1或2所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述监控摄像头为可变焦可转向的监控摄像头，用于提供视觉检测信息并根据所述微波测距探测器和电子栅栏的报警情况进行变焦和转向，对目标进行检索和识别，同时对微波测距探测器复查；所述微波测距探测器用于提供区域内移动目标的位置信息，并结合监控摄像头的视觉检测信息供用户复查。4.根据权利要求1所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述区域检测单元的检测数据通过交换机以网络信号的方式与上位机的数据处理单元进行数据交互，或者通过无线方式进行数据交互。5.根据权利要求3所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述数据处理单元包括：监控数据处理单元，与所述监控摄像头相连，用于对监控摄像头的视觉检测信息进行数据处理；探测数据处理单元，与所述微波测距探测器相连，用于对微波测距探测器的位置信息进行数据处理，及电子栅栏数据处理单元，与所述电子栅栏相连，用于对电子栅栏的检测数据进行数据处理。6.根据权利要求5所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述监控数据处理单元包括：图像预处理模块，与所述监控摄像头相连，用于对图像数据流进行解码和格式转换，转换为可显示的图像格式；目标识别检测模块，与所述图像预处理模块相连，用于对图像数据使用中心点识别算法获得入侵目标的定位和识别信息及是否报警的提示信号；识别模块，与所述目标识别检测模块相连，用于对图像数据、定位和识别信息进行数据类型的转换和封装，并发送给所述报警分析单元。
7.根据权利要求5所述的一种区域智能检测系统，其特征在于：所述探测数据处理单元包括：微波数据解码模块，与微波测距探测器相连，用于对微波测距探测器获得的已编码的数据流进行解码，获得微波测距探测器检测出的区域内移动目标的数据信息并输出；微波报警检测模块，与所述微波数据解码模块相连，用于分析所述移动目标的数据信息，给所述报警分析单元提供监控摄像头是否报警的信号和移动目标的具体位置信息，并结合从所述报警分析单元回传来的数据信息进行虚警排查；定位信息模块，与所述微波报警检测模块相连，用于对报警信号和移动目标进行测距和测速定位，并对定位结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后发送给报警分析单元。8.根据权利要求5所述的一种区域智能检测系统区域智能检测系统，其特征在于：所述电子栅栏数据处理单元包括：报警检测模块，与所述电子栅栏相连，用于根据电子栅栏的检测数据进行综合判断电子栅栏是否报警，并将判断结果输出；报警提示模块，与所述报警检测模块相连，用于对所述判断结果进行数据类型的转换和封装，并在封装后输出给所述报警分析单元。9.一种区域智能检测方法，其特征在于：所述方法包括：s1，构建至少一个区域检测单元，每个所述区域检测单元检测一块区域，且每个所述区域检测单元包括多种不同类型的检测设备，所述检测设备包括监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏；s2，每个区域检测单元的各个检测设备的检测数据由对应的数据处理单元进行并行计算处理，并将各自的处理结果输入到报警分析单元；s3，报警分析单元获得数据处理结果，并根据检测设备的类型对所述数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号。10.根据权利要求9所述的一种区域智能检测方法，其特征在于：所述报警分析单元判断评分是否低于安全阈值，若是，则继续判断评分是否低于危险阈值，若是，则触发报警，若否，则触发预报警。

技术总结
本发明公开了一种区域智能检测系统及方法，所述系统包括至少一个区域检测单元和上位机，每个区域检测单元包括多种不同类型的检测设备，检测设备包括监控摄像头、微波测距探测器和电子栅栏，上位机包括数据处理单元、报警分析单元和用户界面单元，数据处理单元用于获得区域检测单元的检测数据并对检测数据进行处理；报警分析单元用于根据检测设备的类型对数据处理结果进行总置信度的计算和评分，根据评分与相应阈值之间的比较，判断检测区域是否触发报警信号；用户界面单元用于展示相应区域检测单元所有检测设备的监控实况数据信息。本发明提高了设备融合检测下的系统稳定性和安全性，大幅度降低了检测系统的虚警发生率。大幅度降低了检测系统的虚警发生率。大幅度降低了检测系统的虚警发生率。


技术研发人员：宋康康 董嘉衍 田学宇 肖江剑
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/5/12