毫米波雷达传感器人员监控站台预警应用

2022-09-14 724

毫米波雷达传感器人员监控站台预警应用,随着无线电技术的快速发展,毫米波雷达逐渐成为智能安全系统的一个重要研究领域。毫米波雷达传感器在智能安全系统中发挥着重要作用,具有抗干扰能力强、精度高、远程测量等优点。目前,基于毫米波雷达传感器移动目标检测和跟踪算法的毫米波人员监控雷达越来越多地应用于平台预警、行人监测、智能安防、智能养老、智能社区等智能安全监控领域。

毫米波雷达传感器人员监控站台预警应用

毫米波,工作在毫米波段(millimeterwave),工作频率在 30~300GHz,波长在1~10mm之间的电磁波。毫米波的波长介于微波和红外线之间,因此毫米波雷达具有微波雷达和光电雷达的一些优点。除毫米波雷达外,人员监控传感器还包括激光雷达、超声波雷达、摄像头等。


相机探测范围广、监测信息量大,可遥测,但数据计算量大,传输带宽大,易受天气影响、遮挡物影响,且不能直接获取深度信息,且容易泄露个人隐私。


超声波雷达测距方法简单,成本低,但其传输速度易受天气影响,超声波散射角大、方向性差,在测量远距离目标时,其回波信号较弱,影响测量精度。


激光雷达测量精度高,但容易受到自然光或热辐射的影响。当自然光强或辐射区域时,激光雷达会大大削弱,激光雷达成本高,工艺水平要求高。


毫米波雷达传感器可直接获取深度信息,无光、热、雾、烟、受灰尘等外部环境因素影响,抗干扰能力强,环境适应性好,不会泄露个人隐私。其测量精度和稳定性优于摄像头和超声雷达,工艺水平要求和成本低于激光雷达,具有较高的商业应用价值。


一、智能安防:人员计数及轨迹跟踪

人员监测雷达是基于毫米波线性调频脉冲毫米波雷达模块,采用毫米波线性调频脉冲毫米波雷达模块FMCW、MIMO等技术,有测距、测速精度高、测角分辨率高、虚警率低,可实现室内测速精度高、测角分辨率高、虚警率低.准确监控室外多场景、多目标人员、准确定位和稳定跟踪,有效区分人与非人物,统计目标人数,稳定输出多个目标人之间的距离、速度和角度等信息。


1.人员监测与数量统计

人员监测和数量统计是现有多个场景中不可缺少的数据,如机场、商场、连锁店.车站、博物馆、在会议室等场合,人员发现库存和数据估计在安全管理和提高整体服务水平方面发挥着重要作用。在现有的人员计数应用中,主要包括摄像头识别、红外识别、传统人工清点、自动清点机械设备和rfid门禁系统等。然而,这些方法受到成本、准确性和实施难度的限制,使得人员计数的应用难以平衡经济性和准确性。毫米波雷达传感器的使用可以弥补人员计数的这些缺陷,具有广阔的应用前景。


毫米波雷达传感器通过对监测区域内移动目标人员反射的电磁波的计算和分析,可以获得目标人员当前的速度和位置,并在输出目标人员速度和位置的同时实现轨迹跟踪。此外,通过对目标人员位置的分析,可以判断目标人员是否进入绘制的监测区域,统计和输出各区域监测的目标数量。


2.虚警消除与跟踪跟踪

综合毫米波雷达传感器人员监测雷达FMCW、MIMO使用静态物体消除算法等技术.人与非人物区分算法.多径干扰消除算法和多目标跟踪算法,有效区分人和其他物体,消除虚假检测,实现室内环境中多目标的跟踪识别。


静态物体消除算法主要用于消除室内环境中静态物体(如墙体、桌椅等),该算法涉及信号处理模块和数据处理模块。通过消除零多普勒通道目标,可以过滤静态物体,避免静态物体对运动目标的干扰。


人与非人物的区分算法主要用于人与微动物(如旋转电风扇、浮动窗帘等)的区别。人与非人物的区分算法将统计人与微动物的特征,提取有效特征,区分目标,只输出目标人员的跟踪结果。


多径干扰消除算法主要用于消除室内场景中目标运动带来的虚假检测点,避免这些虚假检测点被毫米波雷达传感器误认为目标进行跟踪输出,造成虚假警报问题。该算法将根据室内环境面积和毫米波雷达传感器获得的原始检测点信息(如距离、速度、角度和信噪比等),做出综合判断,判断原检测点是否为虚假点,从而过滤掉,大大降低室内环境多径引起的虚拟警报问题。


多目标跟踪算法主要用于准确定位和稳定跟踪室内环境中的多个运动目标。该算法首先有效地聚类原始检测点,获得不同的目标簇,然后通过扩展卡尔曼滤波算法跟踪不同的簇,获得稳定的运动目标轨迹。


二、站台预警:站台端头入侵监测预警

随着“四横四纵”高铁网络基本建成,各枢纽车站站台、通道数量增加,运营车辆数量增加,发车间隔缩短,人流密度同步增加,站台区上下车时人员聚集严重。此外,还会有乘客试图通过站台端头逃票入侵铁路线路,这不仅会给乘客带来很大的安全风险,还会影响铁路运营秩序。


目前,站台端头的保护一般采用值班人员全天候值班的方式。每个车站只能增加检查人员的数量、提高检查频率,确保运行安全。但基于人工检查,在紧急情况下通过对讲机进行对讲.电话等形式实现了对站房安全管理的集中监督,存在检查盲区、警情传递慢、不及时处理的缺点。鉴于这种形式,站台端入侵报警系统应运而生。站台端入侵报警系统可实现站台端全天候、自动监控,节省人力和物力资源。结合视频系统,可随时调出报警记录相应时间的历史视频,方便证明入侵,限制平台旅客的行为,发挥威慑作用。


作为高铁站台端头入侵预警系统的技术核心,毫米波雷达传感器入侵人员监控雷达的测量灵敏度和准确性决定了整个入侵预警系统的及时性和可靠性。人员监控雷达毫米波采用MMIC综合射频方案稳定性好、成本适宜;组合MIMO多天线设计,波束合成(DBF)技术,回波定向强.覆盖范围广;创新列优化调整分配功率,实现更大增益,保证雷达测量的灵敏度和准确性。此外,雷达还具有自动启动校准和温度补偿功能,抗干扰能力强,中心频率不漂移,确保雷达监测不受风影响、光照、温度变化和烟、雾、灰尘等外部环境因素的干扰进一步保证了雷达测量的准确性和稳定性。


根据站台需要,在需要进行入侵检测的站台端设置垂直于轨道方向的多个人员监控雷达检测防线,实时跟踪监测区域内入侵人员的轨迹,配合摄像头进行实时监控,方便管理中心工作人员实时监控预警和后续违法举证。当有人非法穿越或破坏一道防线时,毫米波雷达传感器可以立即检测入侵信息,通过入侵报警主控器或当地报警语音说服警察情况;当有人非法穿越或破坏第二道防线时,雷达可以立即检测入侵信息,通过入侵报警主控器将报警传输到后端平台管理中心,管理中心接收和处理报警信号,客户端显示入侵报警的站台端位置;同时,管理中心和现场外部声音报警开始报警,终端监控图片弹出在计算机屏幕上。指挥中心值班人员可通过语音对讲机说服撤退,说服不成功时,通知站台工作人员立即赶到现场处理。同时,管理中心和现场外部声音报警开始报警,终端监控图片弹出。