毫米波雷達傳感器人員監(jiān)控站臺預(yù)警應(yīng)用，隨著無線電技術(shù)的快速發(fā)展，毫米波雷達逐漸成為智能安全系統(tǒng)的一個重要研究領(lǐng)域。毫米波雷達傳感器在智能安全系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，具有抗干擾能力強、精度高、遠程測量等優(yōu)點。目前，基于毫米波雷達傳感器移動目標(biāo)檢測和跟蹤算法的毫米波人員監(jiān)控雷達越來越多地應(yīng)用于平臺預(yù)警、行人監(jiān)測、智能安防、智能養(yǎng)老、智能社區(qū)等智能安全監(jiān)控領(lǐng)域。
毫米波，工作在毫米波段（millimeterwave），工作頻率在 30～300GHz，波長在1～10mm之間的電磁波。毫米波的波長介于微波和紅外線之間，因此毫米波雷達具有微波雷達和光電雷達的一些優(yōu)點。除毫米波雷達外，人員監(jiān)控傳感器還包括激光雷達、超聲波雷達、攝像頭等。
相機探測范圍廣、監(jiān)測信息量大，可遙測，但數(shù)據(jù)計算量大，傳輸帶寬大，易受天氣影響、遮擋物影響，且不能直接獲取深度信息，且容易泄露個人隱私。
超聲波雷達測距方法簡單，成本低，但其傳輸速度易受天氣影響，超聲波散射角大、方向性差，在測量遠距離目標(biāo)時，其回波信號較弱，影響測量精度。
激光雷達測量精度高，但容易受到自然光或熱輻射的影響。當(dāng)自然光強或輻射區(qū)域時，激光雷達會大大削弱，激光雷達成本高，工藝水平要求高。
毫米波雷達傳感器可直接獲取深度信息，無光、熱、霧、煙、受灰塵等外部環(huán)境因素影響，抗干擾能力強，環(huán)境適應(yīng)性好，不會泄露個人隱私。其測量精度和穩(wěn)定性優(yōu)于攝像頭和超聲雷達，工藝水平要求和成本低于激光雷達，具有較高的商業(yè)應(yīng)用價值。
一、智能安防：人員計數(shù)及軌跡跟蹤
人員監(jiān)測雷達是基于毫米波線性調(diào)頻脈沖毫米波雷達模塊，采用毫米波線性調(diào)頻脈沖毫米波雷達模塊FMCW、MIMO等技術(shù)，有測距、測速精度高、測角分辨率高、虛警率低，可實現(xiàn)室內(nèi)測速精度高、測角分辨率高、虛警率低.準(zhǔn)確監(jiān)控室外多場景、多目標(biāo)人員、準(zhǔn)確定位和穩(wěn)定跟蹤，有效區(qū)分人與非人物，統(tǒng)計目標(biāo)人數(shù)，穩(wěn)定輸出多個目標(biāo)人之間的距離、速度和角度等信息。
1.人員監(jiān)測與數(shù)量統(tǒng)計
人員監(jiān)測和數(shù)量統(tǒng)計是現(xiàn)有多個場景中不可缺少的數(shù)據(jù)，如機場、商場、連鎖店.車站、博物館、在會議室等場合，人員發(fā)現(xiàn)庫存和數(shù)據(jù)估計在安全管理和提高整體服務(wù)水平方面發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)有的人員計數(shù)應(yīng)用中，主要包括攝像頭識別、紅外識別、傳統(tǒng)人工清點、自動清點機械設(shè)備和rfid門禁系統(tǒng)等。然而，這些方法受到成本、準(zhǔn)確性和實施難度的限制，使得人員計數(shù)的應(yīng)用難以平衡經(jīng)濟性和準(zhǔn)確性。毫米波雷達傳感器的使用可以彌補人員計數(shù)的這些缺陷，具有廣闊的應(yīng)用前景。
毫米波雷達傳感器通過對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)移動目標(biāo)人員反射的電磁波的計算和分析，可以獲得目標(biāo)人員當(dāng)前的速度和位置，并在輸出目標(biāo)人員速度和位置的同時實現(xiàn)軌跡跟蹤。此外，通過對目標(biāo)人員位置的分析，可以判斷目標(biāo)人員是否進入繪制的監(jiān)測區(qū)域，統(tǒng)計和輸出各區(qū)域監(jiān)測的目標(biāo)數(shù)量。
2.虛警消除與跟蹤跟蹤
綜合毫米波雷達傳感器人員監(jiān)測雷達FMCW、MIMO使用靜態(tài)物體消除算法等技術(shù).人與非人物區(qū)分算法.多徑干擾消除算法和多目標(biāo)跟蹤算法，有效區(qū)分人和其他物體，消除虛假檢測，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境中多目標(biāo)的跟蹤識別。
靜態(tài)物體消除算法主要用于消除室內(nèi)環(huán)境中靜態(tài)物體（如墻體、桌椅等），該算法涉及信號處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。通過消除零多普勒通道目標(biāo)，可以過濾靜態(tài)物體，避免靜態(tài)物體對運動目標(biāo)的干擾。
人與非人物的區(qū)分算法主要用于人與微動物（如旋轉(zhuǎn)電風(fēng)扇、浮動窗簾等）的區(qū)別。人與非人物的區(qū)分算法將統(tǒng)計人與微動物的特征，提取有效特征，區(qū)分目標(biāo)，只輸出目標(biāo)人員的跟蹤結(jié)果。
多徑干擾消除算法主要用于消除室內(nèi)場景中目標(biāo)運動帶來的虛假檢測點，避免這些虛假檢測點被毫米波雷達傳感器誤認為目標(biāo)進行跟蹤輸出，造成虛假警報問題。該算法將根據(jù)室內(nèi)環(huán)境面積和毫米波雷達傳感器獲得的原始檢測點信息（如距離、速度、角度和信噪比等），做出綜合判斷，判斷原檢測點是否為虛假點，從而過濾掉，大大降低室內(nèi)環(huán)境多徑引起的虛擬警報問題。
多目標(biāo)跟蹤算法主要用于準(zhǔn)確定位和穩(wěn)定跟蹤室內(nèi)環(huán)境中的多個運動目標(biāo)。該算法首先有效地聚類原始檢測點，獲得不同的目標(biāo)簇，然后通過擴展卡爾曼濾波算法跟蹤不同的簇，獲得穩(wěn)定的運動目標(biāo)軌跡。
二、站臺預(yù)警：站臺端頭入侵監(jiān)測預(yù)警
隨著“四橫四縱”高鐵網(wǎng)絡(luò)基本建成，各樞紐車站站臺、通道數(shù)量增加，運營車輛數(shù)量增加，發(fā)車間隔縮短，人流密度同步增加，站臺區(qū)上下車時人員聚集嚴(yán)重。此外，還會有乘客試圖通過站臺端頭逃票入侵鐵路線路，這不僅會給乘客帶來很大的安全風(fēng)險，還會影響鐵路運營秩序。
目前，站臺端頭的保護一般采用值班人員全天候值班的方式。每個車站只能增加檢查人員的數(shù)量、提高檢查頻率，確保運行安全。但基于人工檢查，在緊急情況下通過對講機進行對講.電話等形式實現(xiàn)了對站房安全管理的集中監(jiān)督，存在檢查盲區(qū)、警情傳遞慢、不及時處理的缺點。鑒于這種形式，站臺端入侵報警系統(tǒng)應(yīng)運而生。站臺端入侵報警系統(tǒng)可實現(xiàn)站臺端全天候、自動監(jiān)控，節(jié)省人力和物力資源。結(jié)合視頻系統(tǒng)，可隨時調(diào)出報警記錄相應(yīng)時間的歷史視頻，方便證明入侵，限制平臺旅客的行為，發(fā)揮威懾作用。
作為高鐵站臺端頭入侵預(yù)警系統(tǒng)的技術(shù)核心，毫米波雷達傳感器入侵人員監(jiān)控雷達的測量靈敏度和準(zhǔn)確性決定了整個入侵預(yù)警系統(tǒng)的及時性和可靠性。人員監(jiān)控雷達毫米波采用MMIC綜合射頻方案穩(wěn)定性好、成本適宜；組合MIMO多天線設(shè)計，波束合成（DBF）技術(shù)，回波定向強.覆蓋范圍廣；創(chuàng)新列優(yōu)化調(diào)整分配功率，實現(xiàn)更大增益，保證雷達測量的靈敏度和準(zhǔn)確性。此外，雷達還具有自動啟動校準(zhǔn)和溫度補償功能，抗干擾能力強，中心頻率不漂移，確保雷達監(jiān)測不受風(fēng)影響、光照、溫度變化和煙、霧、灰塵等外部環(huán)境因素的干擾進一步保證了雷達測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
根據(jù)站臺需要，在需要進行入侵檢測的站臺端設(shè)置垂直于軌道方向的多個人員監(jiān)控雷達檢測防線，實時跟蹤監(jiān)測區(qū)域內(nèi)入侵人員的軌跡，配合攝像頭進行實時監(jiān)控，方便管理中心工作人員實時監(jiān)控預(yù)警和后續(xù)違法舉證。當(dāng)有人非法穿越或破壞一道防線時，毫米波雷達傳感器可以立即檢測入侵信息，通過入侵報警主控器或當(dāng)?shù)貓缶Z音說服警察情況；當(dāng)有人非法穿越或破壞第二道防線時，雷達可以立即檢測入侵信息，通過入侵報警主控器將報警傳輸?shù)胶蠖似脚_管理中心，管理中心接收和處理報警信號，客戶端顯示入侵報警的站臺端位置；同時，管理中心和現(xiàn)場外部聲音報警開始報警，終端監(jiān)控圖片彈出在計算機屏幕上。指揮中心值班人員可通過語音對講機說服撤退，說服不成功時，通知站臺工作人員立即趕到現(xiàn)場處理。同時，管理中心和現(xiàn)場外部聲音報警開始報警，終端監(jiān)控圖片彈出。
