雷达光电联动

1.1方案背景

随着人类社会的发展，世界经济和军事形势的不断变化，边境问题也越来越复杂，越界采集、狩猎、捕鱼、贸易走私、贩毒、非法越境等问题管理难度加大，边境管理也逐渐由以前耗费大量人力巡逻管理向信息化管理过渡，以此来提高军队对边境的监管力度。这就要求建立包括远程视频监控、配电线路自动化系统、采集中心自动化监控等多个系统的监控平台。

我国现有的边境线监控管理主要由边防战士巡逻或借助于热像仪及短距离红外夜视监控系统，人力巡防和目前的热像仪监控系统虽然也能满足24小时的全天候监控的功能，但是各有缺点。人力巡防在白天精确度最高，但是在夜间和雨雪天气准确度却大幅降低，而夜间却是越境事件的高发时段，而且人力不能保证24小时不间断监视；热像仪搭配普通监控能够实现24小时不间断监控，但是热像仪通过热感应成像，所显示图像不能真实呈现人物的根本面貌，更不会对不散发热源的冷武器有所感应，不能提供真实准确人物信息，难以对越境人物身份及人数进行判断，给实施抓捕部署工作带来相当的困扰。

1.2需求分析

针对我国目前边防监控形势，深圳安星公司推出“监控雷达预警与追踪系统”全面解决方案。该系统是一套应用雷达侦测技术、光电技术、电子技术、高精度机械设计技术、图像处理技术、计算机视觉技术、模式识别技术等开发的智能视频监控系统，对整个边境线、越境多发及易于越境地段进行全天候实时监控，该套系统能配合先进的检测和报警系统对边境线的越境人员及越境情况做出报警，及时发现安全隐患，能够实现自动识别与追踪，并转到现场画面，使边防防卫部队能全面掌握和了解边境的气象环境和设备运行的状态及边防线状况，提高边防线管理的科学管理水平。

基于雷达定位的视频联动系统通过计算机系统软件，将雷达获取到的目标空间/地理位置数据与远距离光电转台的转动角度、镜头焦距进行联动，实现对该空间、地理位置的场景图像进行实时复核。系统由定位雷达、远距离光电转台、服务器、安装在服务器上的系统软件、传输系统等组成。

雷达采用成熟的产品，具备二次开发的SDK包，利用软件二次开发和集成能够实现对雷达探测目标的视频联动监视。相对于常规的远距离监控系统，雷达与视频联动系统具有以下优点：一是目标探测速度快；二是可同时探测多目标；三是受气象条件影响小，探测精度高；四是系统完全实现数字化、网络化，智能化、信息化程度高。 

中国的海岸线、边境线绵长，港口众多，多山多丘陵，目前所建设的系统大多尚未集成，随着社会、国家对公共安全的重视，雷达与视频联动系统具有良好的市场应用需求和前景，同时该系统也是提高广域视频监控系统价值、执勤人员工作效率、风险防范水平的重要工具，运用本系统能充分达到保障安全的防范目的。

1.3系统项目概况

项目建设内容：本项目主体工程为建设监控雷达预警与追踪系统。

项目实施目的：系统在现有成熟的远距离视频监控、雷达目标自动跟踪技术基础上通过视频监控系统与雷达目标信息自动同步联动，实现雷达远侧探测与光学设备的数字化、智能化和网络化，为边防视频监控应用领域注入新的血液，提高边境边防管理智能化，科学化，现代化水平。

1.4系统方案定义

监控雷达预警与追踪系统，指在距离地面8～25米位置布设远距离警戒雷达和高倍数摄像机及配套设施，在方圆数百米到10km乃至更远范围内，雷达和视频联动，实现对活动目标的监控。如下图所示：

图 雷达视频系统距离高度图

1.5方案拓扑

监控雷达预警与追踪系统分为雷达分系统、光电分系统和智能分析平台与NVR视频存储以及网络系统组成。地面警戒雷达将探测到的活动目标地址与前端摄像机进行通讯联动，捕捉现场画面，通过网络接入视频专网，录像保存于网络硬盘录像机。由平台服务器处理分析视频，再次验证探测到的活动目标是否为报警目标。平台客户端安装有雷达视频联合预警系统软件，负责对整个系统软件运行界面的各项操作。

系统架构如下图所示： 

图 系统拓扑结构图

1.6雷达分系统

雷达是系统中的重要设备，其性能及对目标的检测处理能力对整个系统起着举足轻重的作用。本项目使用的雷达检测信号与目标跟踪技术能够形成一套完整的对重点目标跟踪监测解决方案，其从信号提取能力、目标处理的容量、目标处理精度几方面均具有独特优势。目前我公司可以提供2公里以下中近程场景雷达程、2－7公里中长距离预警雷达以及7－10公里长距离雷达。通过对现场环境的综合分析，可以布置一个或者多个不同性能、不同探测距离的雷达，以扩展为大型雷达预警系统适应不同的场景，达到最佳的安防效果。雷达系统信号处理图如下所示：

图 雷达系统信号方框图

图 雷达

1.7光电分系统

光电分系统的主要功能是在综合终端显控系统上，实现雷达发现的目标与监控点光电设备实现自动或者手动联动。这一功能可以让操作员实现摄像机的远程精确操控，进行目标识别、跟踪，实现全天候、全方位对地目标进行搜索、自动跟踪。同时，将光电记录的视频信息实时存储，以便后期调阅分析。

光电分系统采用全方位、远距离三波段全天候监控摄像机。该前端视频采集系统主要由宽光谱长焦镜头、网络高清摄像机、红外热成像仪、激光夜视辅助照明系统、高精度数字云台等组成。国外进口先进的半导体激光技术搭配拥有自主专利的激光专用镜头，激光红外增透、图像处理、夜间快速捕捉目标，激光器保护，激光器寿命延长，定向、定时扫描等技术，对整个边境线、越境多发及易于越境地段进行全天候实时监控。原理及组成如下图所示：

图 光电子系统原理图

1.8智能平台与存储

图 智能平台与存储流程图

● 可以关联多台雷达及摄像机所搜集的数据

● 特定区域内跟踪参数可以单独设定

● 同时处理多部雷达及摄像机信息

系统最终可以提供给终端显示控制平台的参数，包括：目标ID或名称、位置、时间点、角度和速度、运动轨迹、目标状态、目标名称。

图 平台客户端界面

1.9系统技术特点及优势

1.9.1系统技术特点

1、减少监控盲点

整个系统以雷达为点，连接各点建立网络。雷达主机建设在各片区现场制高点的合理位置（建设瞭望塔实现），减少因建筑物、高大设备等遮挡而造成的盲点，保证对监控区域的有效覆盖。

2、实现与摄像机的联动功能

远程警戒雷达发现活动目标以后，与摄像机进行联动，自动识别各种活动目标：人、车、动物（中大型）等。

3、实现远距离视频监控

通过高倍摄像机镜头以及网络通信，实现远距离视频监控。

4、实现早期预警能力

通过远程全方位预警雷达，实现对进入警戒区域内活动目标的多级预警，提前发现目标，早作准备和处理。

5、对入侵目标具有定位和连续跟踪能力

对发现的多个目标进行电子地图定位，并对目标进行连续跟踪，判断目标的走向趋势，分析决策下一步应该采取的相应措施。

6、自动警示以及一定的阻止和驱离处置能力

对进入警戒区域的各种活动目标，系统能够根据设定条件，自动判断危险等级，可以远程采取声音、光照等警示方式，在第一时间驱离、阻止进入警戒区的活动目标，同时自动生成事件报告记录，实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。

7、提高指挥效率

通过雷达通信塔的合理选址建设，能实时掌握前线的一手动态资料，增强对整体安全的把控能力，为统筹指挥建立良好的信息基础。

8、增强突发事件的应急能

雷达通信塔的建设，对突发事件能够提早发现，提早应对；在事件发生以后，通过对现场的直观判断和持续监控，对救援、维恐、抢险等工作做出统一的部署，提高对突发事件的应对能力。

9、优化安保力量配置

雷达通信塔的建设，合理优化对防区安保力量的科学配置，把有限的安保力量资源投入到更有需要的地方服务。

10、转变安保工作巡逻方式

雷达通信塔的建设，改变过去定时定次例行巡逻检查管理方式，依靠技术力量主动发现目标，进行有针对性的处理、解决问题。

11、优化监控系统结构

通过系统建设，全面提升边防突发事件的监控和处置能力，另外，雷达监控系统的引入可简化安防监控系统结构，减少监控点数量和监控设备的投入，降低系统故障率和系统维护费用，减少作业区安保人员数量，增强管理手段，提高管理人员工作效率。

12、激光夜视

设备的激光夜视光源采用最新高科技激光夜视成像技术，使用进口高效激光器件及自主研发驱动电源，与LED红外灯相比有如下优势：

A.夜视效果好。由于激光器单管功率及发光效率高，因此在亮度和照射距离方面是普通红外灯无法比拟的，再加上激光发散角度可调，自动与摄像机视角匹配，在有效距离内夜视效果始终良好。

B.寿命长。由于使用我们公司自主研发生产的精密激光驱动电源模块，针对激光器件进行恒流、过流、温控、慢启动精密保护，激光器预期寿命超过20000个小时以上，并且衰减曲线缓慢下降，这更是红外灯无法比拟的。

C.采用专利激光光斑光学匀化处理工艺，激光光源分布均匀，成像清晰明亮。

D.激光照明光束可以远程自动调节，激光光束大小自动匹配摄像机视场角变化，跟随摄像机焦距的变化实时调节激光束的大小，实现真正意义的激光照明同步变焦，使用操作更加轻松。同时，本设备的激光光斑大小用户可自行调节并存储，完全满足不同用户的需求。

E.本设备激光灯根据光线变化智能控制，用户亦可根据需要采取手动开启激光照明灯的控制方式，从而选择在合适的时间使用激光照明灯。

可见光夜视效果图

13、热成像仪

A.夜间及恶劣气候条件下目标的监控。在夜间或恶劣条件下，很多可见的仪器都不能正常工作，而红外热成像仪是被动接收目标自身的红外热辐射，无论白天、夜晚都可以工作。

B.伪装、隐蔽目标的识别。由于野外环境的恶劣以及人的视觉可能的错觉，容易产生判断错误。而红外热成像仪是被动接收目标自身的红外热辐射，远大于草木温度或辐射，目标不易伪装、隐蔽。

热成像效果图

1.9.2系统技术优势

● 高配置硬件系统：内置基于红外热像仪的高性能解码交换机芯片、基于ARM11的主要处理单元组成前端稳定且毫秒级的硬处理架构，具备业界最强的红外监测数据采集能力。

● 可扩展性：可承接客户定制化需求开发，可配置接口和协议完美接入业主现网系统，也可配置输出“开关量信号”联动其相对应的各级安全、消防应急机制。

● 兼容性强：国际通行标准Onvif协议，可对接各种上层平台(如海康、大华)。

● 环境适应性：IP66防护等级，探测器具有透雾、透烟，24小时全天候零照度下在线监控功能，有效识别出车辆\人员\动物等。

● 轻便，便于安装。

● 可搭配式网络传输方式：微波、4G、光纤等均可互补自由组网，达到最优传输方式，保证监测流、报警信息准备及时无漏项。

● 传输路径可靠：采用航空接口+三通缆现场总线输出模式，支持数字网络输出、RS485串口。一次性安装调试，后期维护量少。

1.9.3系统主要技术及价值

● 主要技术:

智能探测系统的前端分析处理架构

智能探测告警系统

智能夜视与闯入分析软件

● 客户价值:

识别微小目标的能力：远距离识别如人员、车辆、动物等能满足客户对区域管理的需求；

主动告警的能力：不依赖于肉眼，系统自动识别事件后第一时间以声音、微信消息等多种方式主动向多个有关人员及部门进行告警；

成本的降低：通过系统对站点防雷、防盗、告警能力、远程管理能力、数据分析能力等方面的独特设计，很大程度降低方案整个生命周期的安装、维护运营成本。