一种多源信号融合的目标监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多源信号融合的目标监测系统及方法，该装置包括：雷达装置，用于主动监测进入监测区域的目标，并且获取其方位与距离信息；视频监控装置，包括可见光探测器和长波红外探测器，用于获取目标的可见光视频图像和红外视频图像；云台装置，用于安装视频监控装置，并通过数据处理装置控制，带动视频监控装置转动到指定方位；以及数据处理装置，分别与雷达装置、视频监控装置、云台装置进行数据通信，用于获取雷达装置中的目标方位与距离信息，也用于控制云台装置转动，还用于获取视频监控装置中的可见光视频图像和红外视频图像，并对其进行配准与融合。该系统及方法不仅有利于提高监控效果，而且计算量小，实时性好。实时性好。实时性好。

【技术实现步骤摘要】
一种多源信号融合的目标监测系统及方法


[0001]本专利技术属于视频监控
，具体涉及一种雷达、可见光探测器、长波红外探测器多源信号融合的目标监测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电子技术的发展以及对监控系统需求的进一步提升，雷达与视频监控融合联动的方式愈发受到关注。雷达系统能够在水平方向进行360
°
无死角的全向目标搜索，并且灵敏检测物体的位置、速度和加速度等信息，其最大的局限性在于无法获取目标的光学信息。而视频监控系统中，探测器采用与人眼视觉系统相同的成像原理，能够记录视野范围内的图像，获得直观的目标信息，但其视野有限无法实现全方位监控。二者的优劣势可以起到十分理想的互补效果，在雷达监测到目标后直接联动视频监控系统捕捉实时视频画面，达到全方位、直观的监控效果。
[0003]但在现有的雷达与视频监控融合联动系统中，视频监控的光电设备多是采用单路的可见光探测器，可见光探测器在雨雪天气、黑夜等低照度条件下，成像效果差，无法捕捉到目标的光学信息；也有少部分系统采用红外与可见光的双目监控，借助红外探测器良好的夜视效果来弥补这一缺陷，但该系统输出的是两路独立的视频信号，需要人工选择适用当前场景的信号，或是分别查看两路视频信号以人工综合二者图像信息，仍具有一定的局限性。将红外图像与可见光图像融合至一张图像，实现系统输出一路适用于全场景、全天候的视频信号，具有十分重要的应用价值。
[0004]由于红外探测器与可见光探测器光轴不重合，两图空间存在误差，当误差超过一个像素，则最终的融合图像会出现重影，严重影响图像融合的质量。因此要实现红外图像与可见光图像的融合，首先需要对二者进行配准，使得两图中对应于空间同一位置的点一一对应起来。传统的配准通过特征点匹配来实现，如专利CN109285110A公开了一种基于鲁棒匹配与变换的红外可见光图像配准方法，但是这类方法并不适用于所有场景，如在海面、草原等难以匹配特征点的场景，其次这类方法计算复杂度高，离实时处理视频仍有很大的差距。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多源信号融合的目标监测系统及方法，该系统及方法不仅有利于提高监控效果，而且计算量小，实时性好。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多源信号融合的目标监测系统，包括：
[0007]雷达装置，用于主动监测进入监测区域的目标，并且获取其方位与距离信息；
[0008]视频监控装置，包括可见光探测器和长波红外探测器，用于获取目标的可见光视频图像和红外视频图像；
[0009]云台装置，用于安装视频监控装置，并通过数据处理装置控制，带动视频监控装置
转动到指定方位；以及
[0010]数据处理装置，分别与雷达装置、视频监控装置、云台装置进行数据通信，用于获取雷达装置中的目标方位与距离信息，也用于控制云台装置转动，还用于获取视频监控装置中的可见光视频图像和红外视频图像，并对其进行配准与融合。
[0011]本专利技术还提供了一种多源信号融合的目标监测方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：基于实验图像对建立配准映射关系数据库；
[0013]步骤2：雷达装置获取目标的方位与距离信息；
[0014]步骤3：数据处理装置根据雷达装置获取的目标方位信息，控制云台装置转动至对应位置，视频监控装置采集目标视频图像，包括可见光视频图像和红外视频图像；
[0015]步骤4：数据处理装置根据雷达装置获取的目标距离信息，调用数据库中的映射关系矩阵，对红外视频图像与可见光视频图像进行配准；
[0016]步骤5：将经过配准的红外视频图像与可见光视频图像进行融合。
[0017]进一步地，所述步骤1具体为：建立特征点丰富的场景，使用视频监控装置获取不同距离下的红外与可见光图像对；利用配准算法选取特征点，求出不同距离下的配准映射关系；将不同距离下的配准映射关系拟合成曲线，并将该曲线存入数据处理装置的配准映射关系数据库中。
[0018]进一步地，所述步骤2具体为：雷达装置对监测区域内进行搜索，获取周围的物体信息，对图像中的物体回波进行自动识别和运动参数解算；根据设置的目标判断条件，将目标相对于雷达的方位与距离信息传输至数据处理装置。
[0019]进一步地，所述步骤3具体为：根据目标相对于雷达装置的方位信息，计算出云台装置的旋转与俯仰角度，使视频监控装置朝向目标，获取目标视频图像。
[0020]进一步地，所述步骤4具体为：根据目标相对于雷达装置的距离信息，计算出目标相对于视频监控装置的距离，并通过数据库中的配准映射关系曲线，调用相应的映射关系矩阵完成红外视频图像与可见光视频图像的配准。
[0021]进一步地，所述步骤5具体为：经过配准，红外视频图像与可见光视频图像对应于空间同一位置的点已经一一对应起来，对两图像中同一像素坐标点进行运算操作，使红外视频图像与可见光视频图像中的有效信息呈现在一张图中。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：提供了一种雷达、可见光探测器、长波红外探测器多源信号融合的目标监测系统及方法，该系统及方法很好地将雷达、可见光和长波红外探测器在监控领域的优劣势进行互补，实现全方位、全天候、直观的监控效果。而且，本专利技术具有计算量小的优势，可进行视频实时处理。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的系统结构框图；
[0024]图2为本专利技术实施例中视频监控装置的内部原理图；
[0025]图3为本专利技术实施例的方法实现流程图；
[0026]图4为本专利技术实施例中目标定位模型图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0028]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]如图1所示，本实施例提供了一种多源信号融合的目标监测系统，包括：雷达装置、视频监控装置、云台装置和数据处理装置。
[0031]所述雷达装置用于主动监测进入监测区域的目标，并且获取其方位与距离信息。
[0032]所述视频监控装置包括可见光探测器和长波红外探测器，用于获取目标的可见光视频图像和红外视频图像。
[0033]如图2所示，在安装可见光探测器和长波红外探测器时，通过靶标图像测试，尽量使可见光探测器和长波红外探测器的光轴相互保持平行状态；在光轴平行状态调整的同时，尽量使两个相机所拍图像以光轴为中心的转角接近0度，即两个相机所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多源信号融合的目标监测系统，其特征在于，包括：雷达装置，用于主动监测进入监测区域的目标，并且获取其方位与距离信息；视频监控装置，包括可见光探测器和长波红外探测器，用于获取目标的可见光视频图像和红外视频图像；云台装置，用于安装视频监控装置，并通过数据处理装置控制，带动视频监控装置转动到指定方位；以及数据处理装置，分别与雷达装置、视频监控装置、云台装置进行数据通信，用于获取雷达装置中的目标方位与距离信息，也用于控制云台装置转动，还用于获取视频监控装置中的可见光视频图像和红外视频图像，并对其进行配准与融合。2.一种多源信号融合的目标监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于实验图像对建立配准映射关系数据库；步骤2：雷达装置获取目标的方位与距离信息；步骤3：数据处理装置根据雷达装置获取的目标方位信息，控制云台装置转动至对应位置，视频监控装置采集目标视频图像，包括可见光视频图像和红外视频图像；步骤4：数据处理装置根据雷达装置获取的目标距离信息，调用数据库中的映射关系矩阵，对红外视频图像与可见光视频图像进行配准；步骤5：将经过配准的红外视频图像与可见光视频图像进行融合。3.根据权利要求2所述的一种多源信号融合的目标监测方法，其特征在于，所述步骤1具体为：建立特征点丰富的场景，使用视频监控装置获取不同距离下的红外与...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰，陈海涛，沈英，吴靖，吴衔誉，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：