本實用新型涉及周界安全防護(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，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，自動入侵檢測裝置尤其必要。

現(xiàn)有周界安防中，紅外對射是最常用的安全防盜報警探測器。它由一個紅外光發(fā)射器、一個紅外光接收器組成，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，給出報警信號。但紅外對射防護(hù)等級較低，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)，就需要多對紅外對射平行排列，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、小動物侵?jǐn)_等的影響，導(dǎo)致誤報警的概率升高。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，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)會受到環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致其輸出信號產(chǎn)生一定的誤差，引起誤報。對環(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，難以分辨小動物、樹葉等物體造成的遮擋情況，誤報率較高，防范范圍較小，調(diào)試?yán)щy，難以實現(xiàn)低成本、高靈敏度、低誤報率的入侵探測報警。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實用新型的目的在于提供一種低誤報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)生誤報警的問題，具有報警準(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)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種周界入侵探測系統(tǒng)，包括：獨(dú)立設(shè)置的兩個探測裝置，所述每個探測裝置均包含攝像頭、光源及固定光源的背板，所述兩個攝像頭正對設(shè)置，并分別對另一探測裝置內(nèi)的光源進(jìn)行成像，其中，在至少一個探測裝置中還設(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：

步驟一，兩個攝像頭均以相對的另一探測裝置內(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，以光源延伸方向為橫坐標(biāo)，將同一橫坐標(biāo)上多個像素點(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)有人從兩個探測裝置間通過時，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，此時發(fā)出報警提示。

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

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

所述波峰數(shù)量和位置與點(diǎn)光源分布對應(yīng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括獨(dú)立設(shè)置的兩個探測裝置，所述每個探測裝置均包含攝像頭、光源及固定光源的背板，本實用新型采用雙向成像，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，有效消除紅外對射由于樹葉或者小動物遮擋光束帶來的誤報。而且本實用新型可以提供雙向的視頻，因此可以獲得更多的入侵者信息。

本實用新型在監(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)試時幾乎不增加工作量，降低了使用時的維護(hù)費(fèi)用，并能滿足那些大型特殊敏感監(jiān)測對象的高級別安全要求。本實用新型改變了以往周界安防探測器環(huán)境適應(yīng)性差、易誤報的缺點(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、誤報率低，大大降低運(yùn)行成本。

以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(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，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1：本實用新型周界入侵探測系統(tǒng)示意圖；

圖2：本實用新型周界入侵探測方法流程圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

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

具體實施中，本實用新型在需要防范的周界，安裝一對探測裝置，所述兩個探測裝置分開布置，兩個攝像頭面對面設(shè)置并分別對另一個探測裝置內(nèi)的光源進(jìn)行成像。當(dāng)有入侵者從兩個探測裝置之間通過時，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)出報警提示。

本實用新型周界探測系統(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系統(tǒng)更加節(jié)能，符合環(huán)保要求，同時也在一定程度上解決了整個系統(tǒng)對于外界電力的依賴，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性更強(qiáng)。

本實用新型采用雙向成像，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，有效消除紅外對射由于樹葉或者小動物遮擋光束帶來的各種干擾誤報。

本實用新型光源12為線性光源或者多個呈線性排布的點(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，本實用新型中可以用明暗相間的條紋來代替白天使用的光源。

具體實施中，若光源只包含可見光，則該系統(tǒng)在夜晚時可以兼做照明燈具，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。若光源同時包含可見光和紅外光，那么攝像頭在白天光線好時啟用彩色成像，而在光線不好的夜晚啟用紅外攝像模式。

本實用新型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穩(wěn)定的背景圖像，而且為了增強(qiáng)圖像識別效果，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。

具體實施中，本實用新型攝像頭的正對面是另一探測裝置，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，那么太陽光對成像以及分析也不會產(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)紅外對射或紅外光柵在日出或日落時因為無法消除近乎直射的太陽光而出現(xiàn)大量誤報的缺點(diǎn)。

本實用新型探測裝置內(nèi)還包括感光器件。實施中，本實用新型周界探測系統(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，本實用新型提供的一種周界入侵探測方法，該方法包括如下步驟：

S201，兩個攝像頭均以相對的另一探測裝置內(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，以光源延伸方向為橫坐標(biāo)，將同一橫坐標(biāo)上多個像素點(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)有人從兩個探測裝置間通過時，將阻斷光源在攝像頭內(nèi)的成像，此時發(fā)出報警提示。

在上述步驟S201中，兩個攝像頭都以對面的探測裝置內(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，曲線接近一條高位直線，有入侵行為時，曲線出現(xiàn)波谷。

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

本實用新型所提供的周界探測系統(tǒng)由獨(dú)立設(shè)置的兩個探測裝置組成，每個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)有人從兩個探測裝置之間通過時，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。本實用新型能根據(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、貓和老鼠等小動物，以及樹葉對圍欄的騷擾，雖然都屬于入侵造成的震動，但易觸發(fā)誤報。本實用新型可以通過入侵者在兩個攝像頭內(nèi)成像的高度來判定入侵者的大小，有效消除紅外對射由于樹葉或者小動物遮擋光束帶來的各種干擾誤報。

本實用新型兩個探測裝置間錯位光束配合，可以形成一個闖入者難以跨越的“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)試時幾乎不增加工作量，降低了使用時的維護(hù)費(fèi)用，并能滿足那些大型特殊敏感監(jiān)測對象的高級別安全要求。本實用新型在保持高探測概率的同時能夠有效地消除誤報警，保證不漏報，剔除誤報，具有報警準(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)。

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