基于低秩与稀疏分解的VideoSAR散射关键帧提取

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar,VideoSAR)的超长相干孔径观测使得区域动态信息的快速浏览极其困难。为以机器视觉方式自动捕捉地物散射消失-瞬态持续-消失-瞬态持续-消失的关键帧变化全过程,提出了一种子孔径能量梯度(subaperture energy gradient,SEG)和低秩与稀疏分解(low-rank plus sparse decomposition,LRSD)相结合的VideoSAR关键帧提取器。提取器为系列性通用架构,适用于任何SEG和LRSD系列方法相结合的形式。所提技术首要针对同时单通道、单波段、单航迹等有限信息条件的解决途径,有助于打破应急响应场景中难以采集多通道、多波段、多航迹或多传感器数据的应用局限性。基于实测数据处理和多种先进LRSD算法进行了对比验证,其代表性散射信息的充分提取可促进未来快速地理解并浓缩区域动态。

融合毫米波雷达和视频技术的多维目标检测系统

文章提出了一种基于毫米波雷达和视频技术的多维目标检测系统,旨在通过融合2种传感器的优势来提升目标检测的准确性、鲁棒性和全面性。该系统利用毫米波雷达的精确测距、测速和测角能力,结合视频传感器丰富的颜色、尺寸和轮廓信息,实现了对复杂环境中目标的多维度感知与检测。通过时空同步、目标匹配和融合决策算法,该系统有效降低了目标的漏检率和误检率,为智慧交通、自动驾驶、智慧城市等领域提供了可靠的环境感知解决方案。

山区铁路异物侵限监测系统研究

我国西南山区铁路沿线容易发生滑坡泥石流、危岩落石等地质灾害带来的异物侵限,危及行车安全。针对当前山区铁路异物侵限监测系统易存在误报和漏报、智能化低的问题,提出一种振动传感、三维激光雷达与视频多种传感器相融合的监测系统,设计研发低功耗无线振动感知设备、异物上道探测设备,并将该系统在多个山区铁路异物侵限监测工点进行应用。研究结果表明:该山区铁路异物侵限监测系统可有效降低误报率和漏报率,提高系统的智能化程度;渝怀铁路18处异物侵限监测工点,在2022-2024年2年的监测周期内,均未出现漏报,共计出现2次误报,并成功捕获1次真实落石冲击防护网事件,较好地检验了系统的性能及可靠性。研究结果可为山区铁路异物侵限监测系统开发研究提供一定的参考,有效保障铁路运营安全。

基于雷视融合轨迹匹配的高速公路车辆轨迹跟踪方法

针对高速公路车辆跟踪过程中,在进行雷达与视频数据融合时两类传感器之间探测目标匹配的难点问题,提出一种基于目标轨迹相似度匹配的高速公路车辆跟踪方法。首先,采用投影变换将雷达数据转化到视频数据所在的维度;其次,通过提出的曲线拟合算法将离散的轨迹点插值成连续的轨迹曲线;最后,将雷达探测目标投影到图像上的轨迹曲线与视频检测目标轨迹曲线进行相似度计算得到相似度矩阵,并通过对相似度矩阵进行筛选得到雷达探测目标和视频检测目标的匹配关系。采用高速公路真实场景下采集的车辆数据开展对比实验,结果表明在高速公路场景下的平均目标匹配成功率为94.71%,相比其他同类方法的平均匹配成功率提高3.01%和3.69%。所提出的方法能有效过滤伪目标,更适合在高速公路场景下的车辆跟踪中使用。

车载平台毫米波雷达三维点云视频成像

针对毫米波雷达由于阵列分辨率限制等因素,其点云成像存在点云密度稀疏、精度低等问题,提出了一种基于合成孔径雷达(SAR)技术的车载平台毫米波雷达三维(距离、方位、俯仰)高分辨点云视频成像方法。首先,利用时域后向投影(BP)成像算法解决近距宽角域成像聚焦难题,获得高分辨二维视频SAR图像;然后,通过基于幅度阈值的复交替方向乘子法压缩感知网络(CV-ADMM-CSNet)获得场景高程信息,通过模型化方法并结合数据训练,实现快速实时高分辨三维成像;最后,结合多帧视频成像处理获得动态三维高分辨点云图像。仿真和实测数据实验,验证了本文算法的有效性。

一种VideoSAR动目标阴影检测方法

在高帧率的视频合成孔径雷达(VideoSAR)成像模式获得的图像序列中,多普勒频移使运动目标在实际位置留下阴影,且相邻帧图像具有很强相关性。该文针对上述现象提出一种VideoSAR图像中动目标阴影检测的方法。首先,对每帧图像通过结合尺度不变特征变换(SIFT)和随机抽样一致性(RANSAC)算法实现配准并进行背景补偿,再采用CattePM模型抑制相干斑噪声。然后通过Tsallis灰度熵的最大化阈值分割方法自动分离目标和背景,获得二值图像。最后,对相邻多帧图像背景建模并差分,再结合三帧间差分法提取动目标阴影,结果标记至原帧图像相应位置。基于美国Sandia实验室公布的VideoSAR成像片段,实现了多个移动车辆的检测,验证了所提算法的有效性。

激光雷达融合机器视觉的物流分拣多目标视频跟踪

为了实现物流分拣多目标精准跟踪,提出一种激光雷达融合机器视觉的物流分拣多目标视频跟踪方法。通过激光雷达采集检测环境内的点云数据,并对其滤波处理。将机器视觉采集的物流分拣视频去噪,采用Sobel边缘检测算子检测去噪后的图像边缘,引入分裂合并算法对去噪图像展开多区域分割处理,获取比较明显的多目标视频区域。利用透视变换原理对图像数据融合处理,实时确定目标位置,实现物流分拣多目标视频跟踪。经过实验测试证明,所提方法的物流分拣多目标视频跟踪结果准确率超过95%,且延误时间控制在13 ms以内。

雷视一体机在隧道交通流监控的研究与应用

基于雷达信号与视频信息的数据融合技术是近年来智能交通流监控的热点应用。现基于应用雷视一体摄像机在南京市横江大道未开通隧道的大量模拟试验,将试验结果和方法成功地应用到南京市燕子矶过江隧道的实际工程中。研究结果证明,在隧道环境使用雷视一体摄像机,能较好地实现车道级精度的车辆位置捕捉、跨画面接力跟踪、路段重演、车辆轨迹回溯等,并为车辆驾驶行为和事件分析提供更好的支撑能力。最后对应用场景和业务领域的拓展做了进一步的展望。

W波段机载视频合成孔径雷达系统

合成孔径雷达(SAR)能够全天时全天候工作,在对地遥感领域具有广泛和深入的应用。视频SAR将SAR成像获得的空间维度信息拓展到时-空维度,可以获取更加丰富的遥感信息。传统SAR频段较低,导致合成孔径时间长,数据计算量大,高帧频输出难度很大;而低频段太赫兹波对目标细节感知能力强,合成孔径短,特别适合于微弱目标的视频感知。本文设计了一种工作在W波段的视频SAR系统,采用收发分置连续波固态前端体制,输出峰值功率1 W,最大发射带宽可达1 GHz;采用极坐标格式算法(PFA)结合GPU架构实现高帧率低延时成像。仿真试验表明,系统成像分辨力可达0.15 m,成像帧率约5 Hz。

视频合成孔径雷达技术发展现状综述

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar,ViSAR)由于能够连续观测目标区域的变化,在许多领域得到了广泛的应用。首先梳理了国内外ViSAR相关的研究动态,分析了ViSAR高帧率成像以及动目标阴影形成的原理;然后系统地阐述了国内外ViSAR系统及其处理技术的研究进展,对成像算法、运动补偿算法以及动目标检测与跟踪技术等方面的研究进展进行了梳理和总结;最后总结了目前ViSAR相关的发展,并对未来ViSAR技术的潜在研究方向进行了展望。

基于雷视融合的合流区预警系统应用设计

为有效提升高速公路合流区行车安全,针对合流区相对复杂的交通运行状态,提出了基于雷视融合的合流区预警系统。方案通过交通运行状态感知、协同边缘计算、联动预警信息发布等方式,对合流区主线和匝道车辆进行行车安全预警,从而减少高速公路合流区交通事故和拥堵事件的发生。

雷视在线流量监测系统在邹圩水文站的应用

综合考虑雷达法和视频法的技术优势和不足,通过二者在表面流速及断面流量测量方面的融合实现互补,达到全场景、全量程、高精度、易标定的系统设计目标,提升流量全过程在线监测精度,实现水文高质量发展。

数字孪生收费站关键技术研究

由于高速公路收费站路面情况复杂,通行车辆作为数字孪生收费站中的核心动态实体,具有数量类型多、轨迹变化率高、交互需求多等特点,而当前以视频识别为核心的数字孪生系统技术架构并不适用于收费站场景。因此,文章针对收费站的特殊场景需求,对数字孪生收费站的核心技术及其融合架构进行研究,通过对模型渲染、时空融合、感知融合、虚实联动等方面的技术优化方向进行研究,为建立精准的数字孪生收费站系统提供方向。

水电站智能综合监视系统研究与应用

随着智能化技术的快速发展,其在水电站的应用日益成为提升运营效率和安全管理水平的关键。围绕水电站智能综合监视系统的设计、实施及其在提升水电站运营管理方面的实际应用进行了深入研究和探讨。通过集成雷达+视频监测、全方位双光谱球机监测、环境监控与自动化控制等技术,该系统显著提升了水电站的安全监控能力和运营效率。

多传感器信息融合的车辆轨迹感知设计与实现

针对全息路口需求,设计了一种雷达、GPS及视觉的多维信息融合雷视一体机。基于深度学习技术实现对机动车的实时检测。在此基础上,通过雷达与视频及雷达与GPS坐标系标定建立目标关联关系,利用融合规则获取融合数据点。为了解决融合数据点形成的轨迹线不平滑的问题,提出加权GS-LSPIA算法,将每个融合数据点赋予初始权重,选取拟合曲线的控制点,通过迭代的方式调整控制点,生成一系列曲线,曲线的极限是融合数据点的最小二乘拟合的结果。实验结果表明,雷视一体机设备可感知车辆轨迹,且加权GS-LSPIA算法使得车辆运行轨迹更平滑。

基于雷视融合感知技术的公路隧道交通管控系统研究

为提高公路隧道交通信息感知水平,实现公路隧道发展数字化、智能化运营管理需求,基于雷视融合感知技术,建立了公路隧道交通管控系统,通过时空匹配、ROI目标融合和距离融合方式依次实现雷视融合感知;构建了公路隧道交通管控系统体系架构,包括设备层、通信层、数据层、应用层和用户层5个层次;以雷视融合、数字孪生等关键技术驱动,建立了三维实景化管控、数据分析研判、应急联动管控和信息共享四大应用平台,实现了全息感知、多源融合、事件研判、辅助决策、智能控制、精细管理等功能。通过济莱高速公路隧道群实例证明:基于雷视融合的公路隧道交通管控系统可精准感知隧道运行状态,为公路隧道信息感知和智能化管控提供技术支撑。

高速公路桥涵搭板底脱空注浆处理施工技术措施应用研究

针对桥涵搭板底部脱空的形成原因及对高速运营潜在的安全影响,为有效处理搭板底部脱空病害,提出采用潜孔干钻配合压力注浆的处理方法,并引入地质雷达与视频内窥镜相结合的注浆效果检测方法。该项工艺在京沪高速公路沂淮淮江段扩建工程得到应用,实践证明,潜孔干钻配合高压注浆辅以地质雷达检测和视频内窥镜检查能够有效处理桥涵搭板底部脱空病害问题,具有良好的推广价值。

基于激光雷达+视频的城际铁路周界入侵监测报警技术研究

城际铁路依靠标准化的作业流程和封闭式的物理护墙来规范旅客行为,然而存在少部分旅客异常行为和异物侵限事件对列车的正常运营造成安全风险,甚至引发安全事故。通过调研城际铁路典型运行环境特点和各类周界入侵技防手段特点,提出激光雷达+视频融合的城际铁路周界入侵监测技术方案。在考虑场景和技术路线适配性的同时,分析气象条件和外部环境对监测技术的影响,通过对烟尘雨雾小颗粒过滤算法、ICP雷视坐标配准算法、点云目标识别算法的针对性研究,提高在雨雾天气的适用性和识别准确率;此外,对雷视融合算法进行研究,提出基于像素级的数据融合技术和基于决策级的报警技术,提高检测结果的准确率,同时提升检测效率,增强目标检测算法的鲁棒性。

基于视频优化技术的舰船导航交互界面设计

针对舰船航行导航需求,设计基于视频优化技术的舰船导航交互界面。利用导航设备单元内的气象仪、GPS、海图等直接获取导航所需数据,同时利用雷达采集器采集雷达扫描视频,将舰船导航所需数据和雷达扫描视频传输到视频优化单元内和人机交互单元内,视频优化单元对雷达扫描视频与气象仪、GPS、海图等数据进行优化融合处理,得到涵盖气象、海图等数据的雷达扫描视频后。将其发送到主控单元内电子海图控制模块内,同时主控单元连接触控显示屏为用户连接人机交互单元,实现电子海图控制、导航定位管理等。实验结果表明,该舰船导航交互界面具备较好的雷达扫描视频生成能力,电子海图背景海图缩放功能等,应用效果较佳。

雷达视频融合下无人值守变电站安全监控仿真

针对无人值守变电站多采用人工巡检方式,存在效率低、成本高等问题,提出雷达视频融合下的安全监控方法。根据无人值守变电站对于高压设备、隔离开关、周界告警功能的特殊监控需求,构建由前端信号采集子平台、信号数据传输子平台以及远程安全监控子平台组成的安全监控平台。根据变电站的实际需求,运用监控平台划分多个重点监控区域和险情等级;通过雷达视频融合技术得到异常目标的行动轨迹,判断其险情等级并发出相应的告警提醒;将险情等级和告警信息发送至调度监控中心,以便采取相应的措施及时处理。通过在某大型无人值守变电站展开仿真,结果表明,所提方法可以清晰地显示厂区内异常人员的异常流动情况,同时具有较低的漏检率和虚警率。