一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统及方法，包括：相控阵雷达，用于将所检测的区域的运动目标的参数并上报至监控终端；监控终端，用于根据上报的信息判断是否有运动目标出现在设定的防区范围内，并将判断信息传输至雷达监控主机，雷达监控主机与监控平台通信；监控平台，用于对整个监控区域下监控终端的防区范围的进行设置；监控终端针对上报的信息采用定位滤波算法对运动目标进行识别定位并将定位信息依次传输至雷达监控主机及监控平台。可以对设定的有效监视区域内的目标进行动态监测，同时通过监控目标的确定和滤除算法，可以识别有效的目标，去除干扰和无效目标。有效的减少了误报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监狱、安防等监控领域，具体涉及一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统及方法。
技术介绍
监狱、看守所一直以来都是安全防范的重点部门。随着科技的发展及信息技术的普及，这些单位的安防措施也在不断升级和优化。从早期单一的监控报警系统，一直到现在的数字化、网络化综合安防系统。新型安防系统的建设进入了一个新的阶段，安防的智能化、自动化、网络化、信息化和集成化已成为必然的趋势。监狱报警系统通过对监狱围墙、隔离带区域进行严密的监控，杜绝越狱事件的发生。传统物理周界系统是由围墙、刀刺滚笼、隔离网、高压电网等手段，配以武警24小时岗哨，基本满足监狱的要求。但随着一些恶性越狱事件的发生，对社会造成极其恶劣的影响，监狱安防系统的升级势在必行，电子周界报警系统应运而生。目前的电子周界系统主要采用红外对射、震动电缆、泄露电缆、微波对射等手段，不仅受周围环境、天气和电磁干扰影响，而且识别性能差、误报多且漏洞较多，易被犯人利用及突破。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本专利技术公开了一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统及方法，应用于监狱的周界识别。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统，包括：相控阵雷达，用于将所检测的区域的运动目标的参数并上报至监控终端；监控终端，用于根据上报的信息判断是否有运动目标出现在设定的防区范围内，并将判断信息传输至雷达监控主机，雷达监控主机与监控平台通信；监控平台，用于对整个监控区域下监控终端的防区范围的进行设置；监控终端针对上报的信息采用定位滤波算法对运动目标进行识别定位并将定位信息依次传输至雷达监控主机及监控平台。进一步的，所述监控平台与雷达监控主机通过以太网方式连接，通过监控平台进行设置防区范围，并且将设置的防区范围信息下发给雷达监控主机，雷达监控主机再将信息下发给监测终端，监测终端对配置的防区范围信息进行保存。进一步的，所述监控平台进行设置防区范围时使用多边形防区规划方式进行设置。进一步的，所述雷达监控主机与监控终端连接，通过电缆给监控终端供电。进一步的，所述雷达监控主机和监控终端采用的通信方式为CAN总线方式、以太网方式或光纤环网方式，通过更换不同的通信转换器实现监控主机和监控终端之间的连接。进一步的，所述监控终端与相控阵雷达通过RS232串口连接，进行通信信息的交互。监控终端与雷达监控主机电源和通信接口处配置相应的防雷击保护单元。一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别方法，包括以下步骤：当相控阵雷达监控规划的防区范围内出现运动目标时，相控阵雷达将监控数据传给监控终端；监控终端进行判断：当目标回波功率在设定范围内且同时在防区范围内时，认为该运动目标为有效目标；监控终端开启窗口模式，进入预警状态；根据监控平台设定的告警时间，在规定时间内，窗口数据不满，则清窗，回到初始状态，重新监测运动目标；相控阵雷达继续在规划的防区范围内监视运动目标，监控终端继续进行判断，当目标回波功率在设定范围内且同时在防区范围内时，认为该运动目标为有效目标；当再次出现运动目标以后，目标的位置坐标数据在以上一个目标点的坐标位置为圆心，时间*K为半径的范围内时，确定为监控目标，加入窗口；时间指的是两侧上报的目标时间间隔；在规定时间内，当窗口数据满时，监控终端进入告警状态，现场联动语音和灯光告警。进一步的，所述监控终端判断在防区范围内利用改进弧长法确定目标点是否在设定的多边形防区范围内。进一步的，所述改进弧长法要求多边形是有向多边形，即规定沿多边形的正向，边的左侧为多边形的内域，以被测点为圆心，作单位圆，将全部有向边向单位圆作径向投影，并计算其在单位圆上弧长的代数和，代数和为0，目标点在多边形外部；代数和为2π，目标点在多边形内部；代数和为π，目标点在多边形边上。进一步的，将设定的多边形的坐标原点平移到被测目标点P[i]，新坐标系将平面划分为4个象限，对每个多边形顶点，只考虑其所在的象限，然后按邻接顺序访问多边形的各个顶点，分析P[i]和P[i+1]，其中，P[i+1]表示P[i]的下一个顶点，有下列三种情况：(1)P[i+1]在P[i]的下一象限，此时弧长和加π/2；(2)P[i+1]在P[i]的上一象限，此时弧长和减π/2；(3)P[i+1]在P[i]的相对象限，首先计算f＝y[i+1]*x[i]-x[i+1]*y[i](叉积)，若f＝0，则点在多边形上；若f<0，弧长和减π；若f>0，弧长和加π，x[i]和y[i]表示P[i]的坐标，同理，x[i+1]y[i+1]是P[i+1]的坐标。弧长和为2π时，目标点在多边形内部；0时，目标点在多边形外部，π时，目标点在多边形上。进一步的，计算出弧长和，结合相控阵雷达所能检测的区域为左右30°，上下20°的扇型区域，确定出目标点是否在相控雷达设定的监视区域范围内。进一步的，所述监控目标的确定采用滑动窗口的方式，窗口大小利用监控平台设定的告警确认次数进行调节，窗口大小与告警确认次数相同，告警确认次数表示需要检测到监控目标次数后才进行告警。进一步的，当监控终端的窗口数据进入告警状态以后，同时满足回波功率范围并且在设定目标防区范围的有效数据，均上传至监控平台，由监控平台进行目标融合处理。进一步的，目标融合处理，是指监控平台融合多个相控阵雷达上报的重合的区域，防止一个目标展示为多个目标，记录并更新告警时间。在监控终端的防区范围内的固定障碍物设定一个圆形区域，在监控时，对此区域的目标进行滤除，不作为有效目标。本专利技术的有益效果：通过本专利技术的实施，可以对设定的有效监视区域内的目标进行动态监测，同时通过监控目标的确定和滤除算法，可以识别有效的目标，去除干扰和无效目标。有效的减少了误报警。应用于监狱的周界识别，对监狱围墙、隔离带区域进行严密的监控，杜绝越狱事件的发生。本专利技术所用相控阵雷达具有体积小、重量轻、可靠性高、价格便宜以及无距离盲区、无速度盲点、高距离分辨力、良好的抗干扰性能等优点。系统稳定性和可靠性更高，提高了监狱的监控安全性。附图说明图1本本专利技术系统示意图；图2位本专利技术监控区域示意图；图3为本专利技术目标识别及其滤波流程图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进行详细说明：如图1所示，一种相控雷达目标识别系统包括监控平台，雷达监控主机，监测终端以及与监控终端连接的相控阵雷达。本系统可以包含多个雷达监控主机，每台监控主机可以挂载多个监控终端，各个监控终端之间的防区可以根据需求灵活配置，从而形成全面完整的监控区域。监控平台与雷达监控主机通过以太网方式连接，工作人员通过监控平台可以进行防区设置，并且将防区设置的信息下发给监控主机，监控主机再将信息下发给监测终端，监测终端对防区配置信息进行保存。监控平台可以根据用户需求实现地图展示、目标展示、联动报警、目标排查、数据记录、目标轨迹展示、防区规划、目标融合、目标跟踪等功能。雷达监控主机与监控终端连接，通过电缆给监控终端供电。监控主机和监控终端可以采用多种通信方式，一种为CAN总线方式，一种为以太网方式，一种为光纤环网方式，通过更换不同的通信转换器实现监控主机和监控终端之间的连接。监控终端与相控阵雷达通过RS232串口连接，进行通信信息的交互。监控终端与监控主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统，其特征是，包括：相控阵雷达，用于将所检测的区域的运动目标的参数并上报至监控终端；监控终端，用于根据上报的信息判断是否有运动目标出现在设定的防区范围内，并将判断信息传输至雷达监控主机，雷达监控主机与监控平台通信；监控平台，用于对整个监控区域下监控终端的防区范围的进行设置；监控终端针对上报的信息采用定位滤波算法对运动目标进行识别定位并将定位信息依次传输至雷达监控主机及监控平台。

【技术特征摘要】
1.一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统，其特征是，包括：相控阵雷达，用于将所检测的区域的运动目标的参数并上报至监控终端；监控终端，用于根据上报的信息判断是否有运动目标出现在设定的防区范围内，并将判断信息传输至雷达监控主机，雷达监控主机与监控平台通信；监控平台，用于对整个监控区域下监控终端的防区范围的进行设置；监控终端针对上报的信息采用定位滤波算法对运动目标进行识别定位并将定位信息依次传输至雷达监控主机及监控平台。2.如权利要求1所述的一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统，其特征是，所述监控平台与雷达监控主机通过以太网方式连接，通过监控平台进行设置防区范围，并且将设置的防区范围信息下发给雷达监控主机，雷达监控主机再将信息下发给监测终端，监测终端对配置的防区范围信息进行保存。3.如权利要求1或2所述的一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统，其特征是，所述监控平台进行设置防区范围时使用多边形防区规划方式进行设置。4.根据权利要求1所述的一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统的识别方法，其特征是，包括以下步骤：当相控阵雷达监控规划的防区范围内出现运动目标时，相控阵雷达将监控数据传给监控终端；监控终端进行判断：当目标回波功率在设定范围内且同时在防区范围内时，认为该运动目标为有效目标；监控终端开启窗口模式，进入预警状态；根据监控平台设定的告警时间，在规定时间内，窗口数据不满，则清窗，回到初始状态，重新监测运动目标；相控阵雷达继续在规划的防区范围内监视运动目标，监控终端继续进行判断，当目标回波功率在设定范围内且同时在防区范围内时，认为该运动目标为有效目标；当再次出现运动目标以后，目标的位置坐标数据在以上一个目标点的坐标位置为圆心，时间*K为半径的范围内时，确定为监控目标，加入窗口；时间指的是两侧上报的目标时间间隔；在规定时间内，当窗口数据满时，监控终端进入告警状态，现场联动语音和灯光告警。5.如权利要求4所述的一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统的识别方法，其特征是，所述监控终端判断在防区范围内利用改进弧长法确定目标点是否在设定的多边形防区范围内。6.如权利要求5所述的一种基于定位滤波算法的相控阵雷达目标识别系统的识别方法，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔得朋，杨震威，
申请(专利权)人：山东康威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37