本發(fā)明涉及周界安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種周界入侵探測系統(tǒng)及方法，主要用于建筑物外圍的周界防范，也用于建筑屋內(nèi)門窗、過道的保護(hù)。

背景技術(shù)：

周界安防是指在重要區(qū)域，如國防邊境、軍事基地、政府要害部門、油庫煤田、核能電站、太陽能電站、電廠變電站、銀行、監(jiān)獄、博物館、機(jī)場、港口、別墅小區(qū)、數(shù)據(jù)中心、水處理廠、化工廠、學(xué)校以及其他重大基礎(chǔ)設(shè)施等，為阻止非法的入侵破壞活動(dòng)，沿場所周界形成安全防范，把入侵者阻擋在周界外。

傳統(tǒng)的安全防范措施是在這些區(qū)域的外圍周界處設(shè)置一些物理防護(hù)(如鐵柵欄、圍墻、鋼絲籬笆網(wǎng)等)屏障或阻擋物，安排人員加強(qiáng)巡邏。然而，人力防范往往受時(shí)間、地域、人員素質(zhì)和精力等因素的影響，亦難免出現(xiàn)漏洞和失誤。為了防止非法入侵事件，減少人工保安工作的強(qiáng)度，自動(dòng)入侵檢測裝置尤其必要。

現(xiàn)有周界安防中，紅外對(duì)射是最常用的安全防盜報(bào)警探測器。它由一個(gè)紅外光發(fā)射器、一個(gè)紅外光接收器組成，在發(fā)射和接收之間形成一道隱形光束，當(dāng)有人橫穿光束使接收器無法接收到紅外光時(shí)，給出報(bào)警信號(hào)。但紅外對(duì)射防護(hù)等級(jí)較低，防護(hù)距離較短，光束截面小，即幾厘米的光束，要獲得較大的防護(hù)區(qū)，就需要多對(duì)紅外對(duì)射平行排列，市場上稱之為紅外光柵(兩光束、四光束甚至更多)，這種數(shù)量的增多增加了系統(tǒng)調(diào)試的工作量。

而且，一方面紅外對(duì)射易受很多客觀條件，例如防區(qū)惡劣的氣候，風(fēng)速、雨量、雪深等天氣因素以及雜物、強(qiáng)光、灰塵、樹葉、小動(dòng)物侵?jǐn)_等的影響，導(dǎo)致誤報(bào)警的概率升高。另一方面由于接收器采用大透鏡聚光方式，因此不僅接收發(fā)射器直接投射的光，而且可以接收到各種反射光甚至太陽或者照明燈的光，因此容易產(chǎn)生誤報(bào)，也易被侵入目標(biāo)依靠反光鏡欺騙性闖入。

綜合以上的周界入侵探測技術(shù)，現(xiàn)有周界防護(hù)探測系統(tǒng)會(huì)受到環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致其輸出信號(hào)產(chǎn)生一定的誤差，引起誤報(bào)。對(duì)環(huán)境光照變化敏感、探測可靠性不高，只能探測是否出現(xiàn)入侵，難以分辨小動(dòng)物、樹葉等物體造成的遮擋情況，誤報(bào)率較高，防范范圍較小，調(diào)試?yán)щy，難以實(shí)現(xiàn)低成本、高靈敏度、低誤報(bào)率的入侵探測報(bào)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種低誤報(bào)的周界入侵探測系統(tǒng)及方法，有效解決現(xiàn)有周界防范易發(fā)生誤報(bào)警的問題，具有報(bào)警準(zhǔn)確性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，易于安裝、使用方便，成本低廉，集成視頻功能等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種周界入侵探測系統(tǒng)，包括：獨(dú)立設(shè)置的兩個(gè)探測裝置，所述每個(gè)探測裝置均包含攝像頭、光源及固定光源的背板，所述兩個(gè)攝像頭正對(duì)設(shè)置，并分別對(duì)另一探測裝置內(nèi)的光源進(jìn)行成像，其中，在至少一個(gè)探測裝置中還設(shè)有圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊，所述兩個(gè)攝像頭分別與圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊連接。

所述光源為線性光源或者多個(gè)呈線性排布的點(diǎn)光源。

所述光源包含可見光，或紅外光，或可見光和紅外光。

所述固定光源的背板采用暗色系外層構(gòu)成。

所述探測裝置內(nèi)還包括感光器件。

一種周界入侵探測方法，該方法包括如下步驟：

步驟一，兩個(gè)攝像頭均以相對(duì)的另一探測裝置內(nèi)光源為目標(biāo)進(jìn)行調(diào)焦，光源發(fā)出的光經(jīng)成像透鏡在攝像頭的焦平面上成像；

步驟二，確定包括所有光源的成像區(qū)域，以光源延伸方向?yàn)闄M坐標(biāo)，將同一橫坐標(biāo)上多個(gè)像素點(diǎn)的色值相加并作圖，形成一條曲線；

步驟三，根據(jù)曲線的變化，判斷在探測現(xiàn)場是否發(fā)生有入侵行為，當(dāng)有人從兩個(gè)探測裝置間通過時(shí)，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，此時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。

若光源為線性光源，則無入侵行為時(shí)，曲線接近一條高位直線，有入侵行為時(shí)，曲線出現(xiàn)波谷。

若光源為多個(gè)呈線性排布的點(diǎn)光源，則無入侵行為時(shí)，曲線是多個(gè)波峰曲線，有入侵行為時(shí)，波峰特征將明顯變化。

所述波峰數(shù)量和位置與點(diǎn)光源分布對(duì)應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括獨(dú)立設(shè)置的兩個(gè)探測裝置，所述每個(gè)探測裝置均包含攝像頭、光源及固定光源的背板，本發(fā)明采用雙向成像，在知道光源高度以及兩攝像頭之間距離的條件下，可以通過入侵者在兩個(gè)攝像頭內(nèi)成像的高度來判定入侵者的大小，有效消除紅外對(duì)射由于樹葉或者小動(dòng)物遮擋光束帶來的誤報(bào)。而且本發(fā)明可以提供雙向的視頻，因此可以獲得更多的入侵者信息。

本發(fā)明在監(jiān)測面積和距離都很大的情況下，通過簡單的增加線光源(點(diǎn)光源)高度，就可以增高探測范圍，這在調(diào)試時(shí)幾乎不增加工作量，降低了使用時(shí)的維護(hù)費(fèi)用，并能滿足那些大型特殊敏感監(jiān)測對(duì)象的高級(jí)別安全要求。本發(fā)明改變了以往周界安防探測器環(huán)境適應(yīng)性差、易誤報(bào)的缺點(diǎn)，可以在嚴(yán)酷環(huán)境下全天候穩(wěn)定可靠的工作，適用范圍廣、安裝調(diào)試簡單方便、使用壽命長、誤報(bào)率低，大大降低運(yùn)行成本。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1：本發(fā)明周界入侵探測系統(tǒng)示意圖；

圖2：本發(fā)明周界入侵探測方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種周界入侵探測系統(tǒng)，包括：獨(dú)立設(shè)置的兩個(gè)探測裝置，所述每個(gè)探測裝置均包含攝像頭11、光源12及固定光源的背板，所述兩個(gè)攝像頭正對(duì)設(shè)置，并分別對(duì)另一探測裝置內(nèi)的光源進(jìn)行成像，其中，在至少一個(gè)探測裝置中還設(shè)有圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊，所述兩個(gè)攝像頭分別與圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊連接。

具體實(shí)施中，本發(fā)明在需要防范的周界，安裝一對(duì)探測裝置，所述兩個(gè)探測裝置分開布置，兩個(gè)攝像頭面對(duì)面設(shè)置并分別對(duì)另一個(gè)探測裝置內(nèi)的光源進(jìn)行成像。當(dāng)有入侵者從兩個(gè)探測裝置之間通過時(shí)，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，系統(tǒng)內(nèi)的圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)圖像的變化判斷是否有人入侵，如是，則發(fā)出報(bào)警提示。

本發(fā)明周界探測系統(tǒng)可采用直流電源進(jìn)行供電，所述電源包括太陽能電池板和蓄電池。太陽能電池板及蓄電池的目的在于使整個(gè)系統(tǒng)更加節(jié)能，符合環(huán)保要求，同時(shí)也在一定程度上解決了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于外界電力的依賴，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性更強(qiáng)。

本發(fā)明采用雙向成像，在知道光源高度以及兩攝像頭之間距離的條件下，可以通過入侵者在兩個(gè)攝像頭內(nèi)成像的高度來判定入侵者的大小，有效消除紅外對(duì)射由于樹葉或者小動(dòng)物遮擋光束帶來的各種干擾誤報(bào)。

本發(fā)明光源12為線性光源或者多個(gè)呈線性排布的點(diǎn)光源。所述光源12包含可見光，或紅外光，或可見光和紅外光。由于攝像感光技術(shù)的發(fā)展，在白天無太陽的情況下，通常的環(huán)境光就可以提供足夠的亮度使白色物體很好的成像。因此，為了節(jié)省能源，本發(fā)明中可以用明暗相間的條紋來代替白天使用的光源。

具體實(shí)施中，若光源只包含可見光，則該系統(tǒng)在夜晚時(shí)可以兼做照明燈具，可起到警示作用。若光源只包含紅外光，這時(shí)攝像頭為紅外攝像頭，系統(tǒng)則可以不分白天黑夜進(jìn)行工作，在黑夜里具有隱蔽的效果。若光源同時(shí)包含可見光和紅外光，那么攝像頭在白天光線好時(shí)啟用彩色成像，而在光線不好的夜晚啟用紅外攝像模式。

本發(fā)明固定光源的背板采用暗色系外層構(gòu)成。如上所述光源的選擇和應(yīng)用，目的在于給攝像頭提供一個(gè)穩(wěn)定的背景圖像，而且為了增強(qiáng)圖像識(shí)別效果，光源在圖像中的亮度值盡量高，而光源四周的亮度盡量低，因此固定光源的背板以及其上的器件盡量采用暗色系。

具體實(shí)施中，本發(fā)明攝像頭的正對(duì)面是另一探測裝置，分析區(qū)是帶光源的背板區(qū)域，即使對(duì)面方向是陽光照射來的方向，只需以背板和光源作為白平衡調(diào)節(jié)的兩端，那么太陽光對(duì)成像以及分析也不會(huì)產(chǎn)生影響，解決了傳統(tǒng)視頻偵測難以解決的問題，并改進(jìn)了傳統(tǒng)紅外對(duì)射或紅外光柵在日出或日落時(shí)因?yàn)闊o法消除近乎直射的太陽光而出現(xiàn)大量誤報(bào)的缺點(diǎn)。

本發(fā)明探測裝置內(nèi)還包括感光器件。實(shí)施中，本發(fā)明周界探測系統(tǒng)白天黑夜的切換可以根據(jù)成像的亮度自動(dòng)判別完成，也可以通過增加感光器件來判斷轉(zhuǎn)換。

如圖2所示，本發(fā)明提供的一種周界入侵探測方法，該方法包括如下步驟：

S201，兩個(gè)攝像頭均以相對(duì)的另一探測裝置內(nèi)光源為目標(biāo)進(jìn)行調(diào)焦，光源發(fā)出的光經(jīng)成像透鏡在攝像頭的焦平面上成像。

S202，確定包括所有光源的成像區(qū)域，以光源延伸方向?yàn)闄M坐標(biāo)，將同一橫坐標(biāo)上多個(gè)像素點(diǎn)的色值相加并作圖，形成一條曲線。

S203，根據(jù)曲線的變化，判斷在探測現(xiàn)場是否發(fā)生有入侵行為，當(dāng)有人從兩個(gè)探測裝置間通過時(shí)，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，此時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。

在上述步驟S201中，兩個(gè)攝像頭都以對(duì)面的探測裝置內(nèi)光源為目標(biāo)進(jìn)行調(diào)焦，以獲得最佳的背景圖像。

在上述步驟S202中，具體的，可確定包括所有光源的一個(gè)長條形成像區(qū)域，該長條形成像區(qū)域的長邊方向和線光源或點(diǎn)光源延伸方向相同。

在上述步驟S203中，若光源為線性光源，則無入侵行為時(shí)，曲線接近一條高位直線，有入侵行為時(shí)，曲線出現(xiàn)波谷。

在上述步驟S203中，若光源為多個(gè)呈線性排布的點(diǎn)光源，則無入侵行為時(shí)，曲線是多個(gè)波峰曲線，有入侵行為時(shí)，波峰特征將明顯變化。波峰數(shù)量和位置與點(diǎn)光源分布對(duì)應(yīng)。

本發(fā)明所提供的周界探測系統(tǒng)由獨(dú)立設(shè)置的兩個(gè)探測裝置組成，每個(gè)探測裝置均包含攝像頭、光源及固定光源的背板。光源發(fā)出的光經(jīng)成像透鏡在攝像頭的焦平面上成像，當(dāng)有人從兩個(gè)探測裝置之間通過時(shí)，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，系統(tǒng)內(nèi)的圖像分析和數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)圖像的變化判斷是否有人入侵。本發(fā)明能根據(jù)入侵目標(biāo)的特征來選擇需要監(jiān)控的目標(biāo)，通常周界報(bào)警系統(tǒng)主要用來警戒人的攀爬和剪斷圍欄的行為，飛鳥、貓和老鼠等小動(dòng)物，以及樹葉對(duì)圍欄的騷擾，雖然都屬于入侵造成的震動(dòng)，但易觸發(fā)誤報(bào)。本發(fā)明可以通過入侵者在兩個(gè)攝像頭內(nèi)成像的高度來判定入侵者的大小，有效消除紅外對(duì)射由于樹葉或者小動(dòng)物遮擋光束帶來的各種干擾誤報(bào)。

本發(fā)明兩個(gè)探測裝置間錯(cuò)位光束配合，可以形成一個(gè)闖入者難以跨越的“光帶”，可靠性很高，任何目標(biāo)都不能輕易跨越。即使是在監(jiān)測面積和距離都很大的情況下，通過簡單的增加線光源(點(diǎn)光源)高度，就可以增高探測范圍，這在調(diào)試時(shí)幾乎不增加工作量，降低了使用時(shí)的維護(hù)費(fèi)用，并能滿足那些大型特殊敏感監(jiān)測對(duì)象的高級(jí)別安全要求。本發(fā)明在保持高探測概率的同時(shí)能夠有效地消除誤報(bào)警，保證不漏報(bào)，剔除誤報(bào)，具有報(bào)警準(zhǔn)確性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，易于安裝、使用方便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。