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。

該系統(tǒng)比較直觀，有助于判斷，但在實際使用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題，如：受光學能見度的影響，在惡劣天氣觀測范圍有限;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，如果能將這兩個系統(tǒng)進行集成將有助于廣域視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展。本文將重點介紹基于雷達定位視頻聯(lián)動系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

一、系統(tǒng)簡介

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(fù)核。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：一是目標探測速度快;二是可同時探測多目標;三是受氣象條件影響小，探測精度高;四是系統(tǒng)完全實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，智能化、信息化程度高。

軟件集成雷達地圖界面

視頻界面

系統(tǒng)的主要功能有：在20Km范圍內(nèi)探測監(jiān)視目標(人、車、船);晝夜連續(xù)探測;指定目標運動跟蹤;目標地圖標示。

二、系統(tǒng)原理

系統(tǒng)在現(xiàn)有成熟的遠距離視頻監(jiān)控、雷達目標自動跟蹤技術(shù)上通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與雷達目標信息自動同步聯(lián)動，實現(xiàn)雷達遠側(cè)探測與光學設(shè)備的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，為廣域視頻監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域注入新的血液。

系統(tǒng)由前端探測設(shè)備、信號采集與處理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸與分析控制系統(tǒng)等組成，是具備了雷達視頻信息與視頻圖像聯(lián)動識別、運動目標跟蹤監(jiān)視、坐標方位地圖標定、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、信息融合、主動預(yù)警等多功能的信息綜合系統(tǒng)，解決了視頻搜索速度慢、精度差、手工操控繁瑣等問題，提高了遠距離視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用效率，提高了目標搜索和跟蹤的速度和精度，降低了執(zhí)勤人員的工作強度，提高了系統(tǒng)的使用價值。

該系統(tǒng)的運行原理是，雷達對探測區(qū)域內(nèi)能進行搜索獲取周圍的目標信息，雷達信息處理系統(tǒng)處理時間序列的雷達圖像，對圖像中的目標回波進行自動識別、跟蹤和運動參數(shù)解算;受雷達工作體制和工作原理的限制，數(shù)據(jù)更新速度大于2.4s，方位數(shù)據(jù)精度低于距離數(shù)據(jù)精度，一般民用的雷達方位精度在1度以內(nèi)，距離數(shù)據(jù)精度在量程的1%以內(nèi)。

首先系統(tǒng)運用雷達產(chǎn)品開放的SDK包，提取數(shù)字化后的地圖數(shù)據(jù)、目標信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給終端控制服務(wù)器，服務(wù)器完成對軟件地圖進行虛擬場景像素坐標與真實坐標的對應(yīng)標定(一般監(jiān)視點安裝的場景較為固定，也可直接導(dǎo)入探測區(qū)域的GIS地圖)。

其次通過集成有高清攝像機、超遠距離電動變焦透霧鏡頭、高精度重型抗風光電轉(zhuǎn)臺的前端視頻探測、采集設(shè)備對目標圖像進行采集后編碼傳輸，通過后端軟件平臺的圖像分析算法處理將新進入探測范圍的目標進行識別，給出目標的類型：人、車、船，從而將目標類型對應(yīng)的虛擬圖標標定在軟件地圖上，這時軟件地圖中所顯示的虛擬圖標就能顯示真實的地理信息位置。對于處于探測區(qū)域室內(nèi)的目標，只要在視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋的情況下，也能通過視頻分析的方式標注在軟件地圖上。

第三，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。

軟件界面

由于系統(tǒng)所采用的遠距離光電轉(zhuǎn)臺集成了熱成像、輔助光源，因此即使在夜間也能獲取到相應(yīng)的目標圖像。

三、系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)淺析

系統(tǒng)將雷達的探測優(yōu)勢與視頻圖像的特點相結(jié)合，通過軟件處理的方式帶來全新的視頻監(jiān)控體驗，以下列舉幾種關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)。

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(fù)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。

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。

四、結(jié)語

中國的海岸線、邊境線綿長，港口眾多，多山多丘陵，目前所建設(shè)的系統(tǒng)大多尚未集成，隨著社會、國家對公共安全的重視，雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有良好的市場應(yīng)用需求和前景，同時該系統(tǒng)也是提高廣域視頻監(jiān)控系統(tǒng)價值、執(zhí)勤人員工作效率、風險防范水平的重要工具，運用本系統(tǒng)也能充分達到保障安全的防范目的。