[發(fā)明專利]一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211038551.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115407273A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮翔;趙宜楠;李風從;趙占鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學（威海）
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S7/41;G01S13/42;G01S13/58;G01S13/72;G01S13/86;G01S13/87;G01S13/88;G08B13/181
• 代理公司: 黑龍江立超同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 23217
• 代理人: 張妍飛

1.一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，包括77GHz毫米波雷達組、轉(zhuǎn)動裝置、處理模塊和報警模塊；其中：

所述77GHz毫米波雷達組用于探測多個移動目標，獲得包含移動目標相對所述監(jiān)控提醒報警裝置的距離、方位信息的雷達回波數(shù)據(jù)，并將雷達回波數(shù)據(jù)傳輸至所述處理模塊；所述77GHz毫米波雷達組包括一塊長距毫米波雷達和兩塊短距毫米波雷達，長距毫米波雷達與兩塊短距毫米波雷達成“品”字形設(shè)置，其中，長距毫米波雷達設(shè)置在上邊，兩塊短距毫米波雷達設(shè)置在下邊；所述長距毫米波雷達的探測距離大于所述短距毫米波雷達的探測距離；所述77GHz毫米波雷達組設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動裝置上；

所述轉(zhuǎn)動裝置用于轉(zhuǎn)動77GHz毫米波雷達組，使77GHz毫米波雷達組進行周期性轉(zhuǎn)動；

所述處理模塊用于對所述雷達回波數(shù)據(jù)進行處理，當移動目標與所述監(jiān)控提醒報警裝置的距離小于預設(shè)距離閾值時，發(fā)送報警信息至報警模塊；

所述報警模塊用于發(fā)出警報信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，兩塊短距毫米波雷達的安裝夾角為120°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，所述處理模塊中對所述雷達回波數(shù)據(jù)進行處理的過程包括：

對所述雷達回波數(shù)據(jù)進行多普勒信息分解，獲取多個移動目標的距離、方位信息；

根據(jù)多個移動目標的距離、方位信息，結(jié)合卡爾曼濾波算法進行軌跡預測，以獲得連續(xù)時間內(nèi)多個移動目標的預測運動軌跡；其中，在軌跡預測過程中，基于多個移動目標的實際量測值即距離、方位信息，利用量測值概率互聯(lián)機制對移動目標的預測運動軌跡進行修正。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，所述處理模塊中所述量測值概率互聯(lián)機制是指設(shè)定某時刻預測運動軌跡的驗證區(qū)域，利用位于驗證區(qū)域內(nèi)的潛在量測值作為該目標量測值的概率來更新軌跡估計；利用量測值概率互聯(lián)機制對移動目標的預測運動軌跡進行修正的具體過程包括：

給定移動目標i、k時刻的狀態(tài)估計則k+1時刻的狀態(tài)預測為：式中F_i表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣；k+1時刻的狀態(tài)預測誤差協(xié)方差矩陣為：式中，Q_i表示狀態(tài)噪聲協(xié)方差矩陣，P_i^k表示k時刻的狀態(tài)估計誤差協(xié)方差矩陣；設(shè)k+1時刻的驗證區(qū)域為預測觀測值周圍的區(qū)域，式中，H_i表示觀測矩陣，驗證區(qū)域的半徑為：

判斷k+1時刻移動目標i的實際量測值是否在驗證區(qū)域內(nèi)，判別條件為：式中，表示k+1時刻移動目標的實際量測值，表示卡爾曼濾波算法中的新息矩陣，g表示預設(shè)概率閾值，R_i表示觀測噪聲協(xié)方差矩陣；

滿足判別條件即確定移動目標i的實際量測值在驗證區(qū)域內(nèi)，將k+1時刻移動目標i的實際量測值確定為移動目標i的有效量測值，按照更新公式完成移動目標i的預測運動軌跡更新，式中表示卡爾曼增益系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，所述報警模塊中所述警報信號包括聲音、語音警示和燈光警示。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，所述監(jiān)控提醒報警裝置還包括全景攝像頭、電源、配重物、太陽能板、反光條；所述全景攝像頭用于采集周圍全景圖像；所述電源用于給所述監(jiān)控提醒報警裝置供電；所述配重物用來保持使得所述監(jiān)控提醒報警裝置處于豎直狀態(tài)和抵抗部分震動干擾；所述太陽能板用于給電源供給電量；所述反光條用于在夜間通過反光達到警示的目的。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種特定安防區(qū)域監(jiān)控提醒報警裝置，其特征在于，所述監(jiān)控提醒報警裝置還包括物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，所述物聯(lián)網(wǎng)通信模塊用于將所述報警信息、所述雷達回波數(shù)據(jù)和所述全景圖像實時發(fā)送到遠程控制終端，并接收遠程控制終端發(fā)出的控制指令。