雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備。由天線、發(fā)射機、接收機(包括信號處理機)和顯示器等部分組成。
雷達通過與可轉(zhuǎn)動云臺進行連接,在轉(zhuǎn)臺上實時進行當前角度目標的跟蹤,并實時獲取當前轉(zhuǎn)臺的角度信息。轉(zhuǎn)臺帶動雷達旋轉(zhuǎn),于是就可以把圓形面內(nèi)目標的角度信息,并可以通過不同的算法對目標進行區(qū)分,并按照相應(yīng)要求上報給服務(wù)器。
海域雷達聯(lián)動云臺攝像機的雷達設(shè)備能夠進行大范圍的搜索,其探測半徑一般均可達幾十公里以上,并且基本不受光學能見度的影響,但是所獲目標信息不直觀且存在目標判斷準確性問題;無法探測運動目標的準確方位、地理信息、速度等信息。以普通民用的漁船雷達為例,其可以對周圍6海里內(nèi),超過500個目標進行識別,標定目標的位置信息(經(jīng)緯度)、航行信息(航向速度)、雷達信息(回波面積)等數(shù)據(jù),相比光學探測的方式雷達能夠進行大范圍的搜索,不受光學能見度的影響,獲取的運動目標信息準確度高,但所獲取的目標信息較為抽象。
基于雷達定位的視頻聯(lián)動系統(tǒng)通過計算機系統(tǒng)軟件,將雷達獲取到的目標空間/地理位置數(shù)據(jù)與遠距離光電轉(zhuǎn)臺/廣域監(jiān)控攝像機的轉(zhuǎn)動角度、鏡頭焦距進行聯(lián)動,實現(xiàn)對該空間、地理位置的場景圖像進行實時復核。
海域雷達聯(lián)動云臺攝像機系統(tǒng)由定位雷達、遠距離光電轉(zhuǎn)臺/廣域監(jiān)控攝像機、服務(wù)器、安裝在服務(wù)器上的系統(tǒng)軟件、傳輸系統(tǒng)等組成。
雷達采用成熟的產(chǎn)品,具備二次開發(fā)的SDK包,利用軟件二次開發(fā)和集成能夠?qū)崿F(xiàn)對雷達探測目標的視頻聯(lián)動監(jiān)視。相對于常規(guī)的遠距離監(jiān)控系統(tǒng),雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
1.目標探測速度快;目標運動跟蹤;目標地圖標示。
2.可同時探測多目標;在20Km范圍內(nèi)探測監(jiān)視目標(人、車、船)。
3.受氣象條件影響小,探測精度高;晝夜連續(xù)探測。
4.系統(tǒng)*實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,智能化、信息化程度高。
將雷達與熱成像鏡頭進行聯(lián)動也就有了熱成像雷達聯(lián)動系統(tǒng),運用雷達目標信號,通過集成高分辨率攝像機、超遠程變焦鏡頭、高精度數(shù)字云臺等可控的前端偵察設(shè)備和雷達信號采集與編碼、遠程網(wǎng)絡(luò)傳輸、后端控制系統(tǒng),實現(xiàn)了雷達目標信號與光學圖像相聯(lián)動的遠程監(jiān)控;采用圖像矢量處理和地形屏蔽技術(shù),將雷達圖像與電子地圖透明疊加,實現(xiàn)了對海上目標的有效跟蹤;運用多通道并行和目標信息相關(guān)技術(shù),解決了信息融合和信息有效交換與識別的難點;利用雷達目標的三次回波,采用預(yù)處理技術(shù)和插值算法,設(shè)計了目標運動軌跡函數(shù),解決了雷達信息控制視頻快速、平滑聯(lián)動與準確指向的難題。即便是雷達系統(tǒng)無法探測到的物體,如帆船、木船及漂浮物等,均難逃熱像儀的“火眼”。
對于雷達鎖定的跟蹤目標,系統(tǒng)自動將對應(yīng)目標的位置坐標輸入到遠距離光電轉(zhuǎn)臺內(nèi),該坐標直接對應(yīng)遠距離光電轉(zhuǎn)臺的預(yù)置點。目標的運動跟蹤采用視頻分析的方式,由平臺軟件驅(qū)動遠距離光電轉(zhuǎn)臺進行連續(xù)跟蹤拍攝,并在軟件地圖上顯示該目標的運動軌跡。同時該運動目標實時圖像也將在軟件界面中相應(yīng)顯示。 雷達聯(lián)動,集成了熱成像、輔助光源,因此即使在夜間也能獲取到相應(yīng)的目標圖像。
1.目標探測
目標探測的目的是為了識別防范區(qū)域內(nèi)的目標類型,從而采取不同方案的防范手段。雷達所探測的目標不具備直觀性,采用視頻分析的方式對視頻場景中的運動目標進行分割,與目標模型進行比對后對目標進行區(qū)分,從而顯示在地圖上就相對直觀。
2.目標跟蹤
目標探測的目的是為了對監(jiān)視目標的運動軌跡進行記錄、跟蹤,對目標類型進行復核,對目標進行連續(xù)監(jiān)視和細節(jié)辨識。由于視頻畫面中可能涉及多個運動目標,因此對視頻分析算法要求較高,要求連續(xù)不間斷地跟蹤雷達鎖定的目標。
在森林防火、邊防、海防、港口、油田等廣域視頻監(jiān)控領(lǐng)域中,遠距離、超遠距離視頻監(jiān)控產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛,既集成了可見光和熱成像觀測攝像機,具備透霧功能,在夜間也能借助輔助光源或熱成像進行目標探測,圖像信息既具有空間分辨能力,又具有時間分辨能力;既有探測對象的信息,又包括景物空間環(huán)境的信息;既含有觀察目標靜態(tài)的信息,又有觀察目標動態(tài)的信息。
3.硬件技術(shù)
視頻圖像嚴重依賴光學條件,針對防范地區(qū)的氣象、地理條件,要因地制宜的配套相應(yīng)的設(shè)備。由于系統(tǒng)采用高清攝像機,長焦鏡頭的工藝要求較高,其次在長達10Km的遠距離監(jiān)視過程中,云臺運行的平穩(wěn)性、云臺運行的精準度均有很高的要求,行業(yè)標準中的0.5°的精度對應(yīng)近88米的距離偏差,因此對硬件的工藝要求比較高;所用的設(shè)備如用于海邊、高山等地區(qū),低氣壓、高海拔、高熱潮濕、鹽堿腐蝕等環(huán)境,要求硬件要具備良好的環(huán)境適應(yīng)性。
雷達聯(lián)動的應(yīng)用場景:遠距離和超遠距離視頻監(jiān)控,在森林防火、邊防、海防、港口、油田等廣域視頻監(jiān)控領(lǐng)域中,海上搜救,港口、航道以及沿海安全、海事安全,海警船、海監(jiān)船、海事*船、漁政船、海關(guān)緝私船,水域* 可疑船只跟蹤與監(jiān)控,海上非法入境偵測、海上反海盜與威脅探測,寬廣水域*船舶跟蹤與觀察、搜索救援行動,岸基監(jiān)視搜索系統(tǒng),環(huán)境保護等