电容扰动围界报警改进及与视频监控融合报警的研究

摘要

随着机场防范区域的不断扩大，入侵者学习到的科学技术知识不断增加，导致现有的安防技术无法满足高准确度的需求，迫切进一步提高机场的围界报警技术。 本论文依托于四川省科技厅支撑计划项目“民航机场大型高可用性周界报警系统关键技术及应用”（立项编号：2018GZ0069），对降低电容扰动围界报警器误报率的方法和监测多种入侵方式的方法进行研究。主要研究内容有以下几个方面： 首先，针对电容扰动围界报警器在雨天误报率较高的问题，提出实时计算的基准感应电压值代替固定的基准感应电压值的方法对原报警的决策规则进行优化。本文根据降雨量导致系统构成的电容介电常数发生变化，得到系统构成的电容大小随降雨量变化的对应关系，根据电容大小计算出感应电压的值，将计算的感应电压值作为基准感应电压值，降低降雨量对该系统造成的噪声。再对本文的方法进行实验验证，实验结果显示本文提出的方法在一定程度上降低系统在雨天情况下的误报率。 接着，针对电容扰动围界报警器仅能防御单一入侵行为的问题，利用电容扰动围界报警器和视频监控器融合报警，使报警系统能检测多种入侵行为，提高报警系统的准确度。主要分为以下部分： （1）对多传感器决策融合算法——D-S证据理论(D-Sevidence theory)在视频信号和电容扰动信号决策融合时发生冲突后融合失效的问题进行研究。本文引入目标的所有证据间互相关因子到模糊加权支持度的D-S证据理论的方法，来解决证据冲突问题。根据初始的基本概率分配函数，计算出同一目标的证据间互相关度，然后计算出互相关因子，将互相关因子作为该数据源基本概率分配函数的权值，得到新的基本概率分配函数，再使用模糊加权支持度D-S证据理论进行信息决策融合。达到改进的模糊加权支持度D-S证据理论在面对复杂系统的信息融合时，减小证据冲突目的。本文使用Matlab仿真数据验证改进的算法，验证结果显示本方法能够较好的解决信息融合的冲突问题。 （2）使用前文（1）引入互相关因子的模糊加权支持度的D-S证据理论算法将视频监控信号和电容扰动围界报警信号决策融合报警。首先分别提取信息的报警特征，然后计算报警信号特征对识别目标的基本概率函数值，最后采用（1）中改进的融合算法对基本概率分配函数结果进行决策融合，由融合的结果判决出是否报警。最后进行实验验证，实验结果显示融合后报警系统能监测到多种入侵方式。

目录

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1围界报警器的研究现状

1.2.2多传感器融合方法--D-S证据理论的研究现状

1.2.3融合报警的研究现状

1.3本文研究目标与研究内容

1.4本论文的结构安排

第二章考虑降雨量的电容扰动围界报警决策规则改进

2.1电容扰动围界报警器的基本介绍

2.1.1电容扰动围界报警器的原理介绍

2.1.2电容扰动围界报警器的报警决策分析

2.2基于降雨量对电容扰动围界报警器报警决策进行改进

2.2.1分析雨天对电容扰动围界报警器的影响

2.2.2降雨量对电容扰动影响的计算

2.2.3改进电容扰动围界报警器报警决策规则

2.3实验分析

2.4本章小结

第三章基于两种围界报警器决策级融合的算法设计

3.1融合方法D-S证据理论的基本介绍

3.2模糊加权支持度的D-S证据理论

3.2.1模糊集理论

3.2.2模糊加权支持度的D-S证据理论

3.3引入互相关因子改进模糊加权支持度的D-S证据理论

3.3.1互相关因子的确定

3.3.2引入互相关因子改进模糊加权支持度的D-S证据理论

3.4算例验证

3.5本章小节

第四章电容扰动围界报警器和视频监控器融合报警决策规则设计

4.1电容扰动围界报警信号和视频监控图像入侵信号的介绍

4.2电容扰动围界报警信号和视频监控图像的特征确定

4.2.1电容扰动围界报警入侵信号特征的提取

4.2.2视频监控报警入侵信号的特征提取

4.3电容扰动围界报警信号和视频监控图像的决策融合

4.3.1融合的步骤和算法流程

4.3.2电容扰动围界报警器和视频监控器的融合报警

4.4实验验证

4.4.1实验描述

4.4.2实验结果及说明

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果