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入侵探測器技術(shù)市場發(fā)展趨勢探討

來源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2008/12/24
　　　入侵探測是個(gè)由來以久的話題，指的是外界物體(人、車或其他物體)不經(jīng)允許擅自進(jìn)入規(guī)定區(qū)域時(shí)，通過某種途徑或方式進(jìn)行阻止或提醒監(jiān)管人員注意。那么入侵探測有些什么樣的形式，目前所使用的入侵探測技術(shù)又有哪些？本文將對這一技術(shù)進(jìn)行一個(gè)初略的探討。
 
 　　從探測的目標(biāo)來區(qū)分，入侵探測通?？煞譃閰^(qū)域入侵探測和周界入侵探測，前者是指對某一目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)侵入該區(qū)域的入侵行為時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，提醒監(jiān)管人員注意，而周界入侵探測則通常指對某一線狀邊界（如重要區(qū)域的圍墻）進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有非法通過該邊界的行為時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。由于區(qū)域入侵探測需要同時(shí)顧及一個(gè)整體的平面，具有一定的難度，因此實(shí)際應(yīng)用中往往多采用周界入侵探測來代替區(qū)域入侵探測，即在目標(biāo)區(qū)域的邊界上使用周界入侵探測，并假設(shè)進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域的行為首先會觸動(dòng)周界入侵報(bào)警（在絕大部分情況下這一假設(shè)都是成立的），以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域的監(jiān)測保護(hù)，但這一假設(shè)在某些特殊情況下也是并不成立的，這一點(diǎn)在稍后將有所提及。
 
 　　再來看看入侵探測的技術(shù)手段，由于大部分情況下使用的都是周界入侵報(bào)警形式，因此在此我們還是以周界入侵探測為例來說明一下目前市場上使用的一些技術(shù)。
 
 　　首先，目前市場上最為常用的入侵探測器莫過于紅外對射探測器。隨便在一些重要的區(qū)域轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，往往都能發(fā)現(xiàn)圍墻或護(hù)欄上端都會有一些黑色的盒子，特別是在拐角處，這便是紅外對射探測器。紅外對射探測器設(shè)備通常成對出現(xiàn)，一個(gè)發(fā)一個(gè)收，互相對應(yīng)，安裝時(shí)收發(fā)裝置需要互相對準(zhǔn)，以便接收盒能夠接收到由發(fā)送盒發(fā)送的紅外射線，它的工作原理是阻斷式報(bào)警，當(dāng)有人翻過圍墻或護(hù)欄時(shí)必然會經(jīng)過紅外射線所途經(jīng)的區(qū)域，阻斷射線，從而產(chǎn)生報(bào)警。紅外對射探測器具有技術(shù)成熟、成本低、不受環(huán)境光照影響、抗風(fēng)性好、抗震動(dòng)性較好等特點(diǎn)，在霧、雨、雪等氣候條件下也能保持較好的性能。其缺陷在于設(shè)備易老化，使用壽命短等方面，同時(shí)，對于安裝在墻上或護(hù)欄上的紅外對射探測器來說，由于鳥類在墻頭上的停留也往往會阻斷射線從而產(chǎn)生誤報(bào)警（通常也稱為虛警）。此外，紅外對射探測器還有一個(gè)特點(diǎn)，即其作為報(bào)警觸發(fā)感應(yīng)頭的紅外對射線只能直線傳播，因此如果某一區(qū)域的周界是一個(gè)不規(guī)則多邊形，則只能是一條直線邊安裝一對探測器，這樣會導(dǎo)致成本的增加，如果周界是一條弧形的曲線，則更難以決定使用多少對探測器以及應(yīng)該安裝在何處了。
 
 　　震動(dòng)電纜是另一種常見的入侵探測器。它采用的是一根特殊的電纜，這根電纜能感應(yīng)到外界觸碰而產(chǎn)生的震動(dòng)，并電纜內(nèi)電流的變化，從而觸發(fā)報(bào)警。與紅外對射探測器相類似的是，它同樣作為一種周界入侵報(bào)警裝置也通常安裝在圍墻或護(hù)欄的上方，當(dāng)有人翻越周界時(shí)觸動(dòng)震動(dòng)電纜便會觸發(fā)報(bào)警感應(yīng)。震動(dòng)電纜的使用壽命相對于紅外對射探測器來說較長一些，而且對于風(fēng)、霧、雨、雪、溫度等外界環(huán)境條件有很好的適應(yīng)性，但同樣容易被鳥類等動(dòng)物造成誤觸發(fā)。同時(shí)，由于震動(dòng)電纜內(nèi)隨時(shí)通有電流，因此耗電量相對略高些，而且也會在電纜周圍形成電場。
 
 　　與震動(dòng)電纜相類似的是泄露電纜，其工作原理不同但使用方式卻類似。泄露電纜感應(yīng)的并不是電纜所受的觸摸震動(dòng)，而是由于觸摸而造成的電容效應(yīng)，形成電流波動(dòng)，從而觸發(fā)報(bào)警機(jī)制。泄露電纜的使用壽命也較長，同時(shí)對于風(fēng)、霧、雨、雪等氣候條件以及溫度、濕度等適應(yīng)性也較強(qiáng)，而對于動(dòng)物引起的虛警則性能較差。
 
 　　震動(dòng)電纜和泄露電纜同屬于感應(yīng)電纜，與紅外對射報(bào)警器相比成本較高一些，但可以適應(yīng)較為復(fù)雜的多邊形或弧形邊界。
 
 　　激光對射探測器的報(bào)警原理與紅外對射探測完全一致，同樣也是采用阻斷式報(bào)警機(jī)能，但
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[!--empirenews.page--]成本更高一些，設(shè)備工作穩(wěn)定性也更好一些，然而也是屬于直線阻斷報(bào)警，多邊形周界同樣存在成本增加的問題。
 
 　　微波墻也是一種入侵探測報(bào)警裝置，從字面上的意義來分析，是采用微波作為感應(yīng)媒。對于這種裝置，筆者接觸較少，并不十分熟悉，其使用功能特點(diǎn)也并沒有較深入的了解，在此且暫時(shí)不提。
 
 　　還有一種物理入侵探測器，稱為周界防范圍欄，其設(shè)備制成圍欄形式，擺放在目標(biāo)邊界的周圍，它具有整體圍欄被破壞時(shí)斷線報(bào)警功能，同時(shí)有人攀爬、翻越時(shí)也具有受力開路報(bào)警性能，對于各類天氣氣候也有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
 
 　　從2005年起，一種基于視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)的入侵探測器技術(shù)開始在我國出現(xiàn)，但基本上都是屬于國外的品牌或產(chǎn)品，暫時(shí)還沒有國內(nèi)的成熟技術(shù)所轉(zhuǎn)化出的產(chǎn)品。但國內(nèi)有很多研究單位或機(jī)構(gòu)都對此技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了很好的研究成果，相信不久的將來，以國內(nèi)的視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)為核心的入侵探測產(chǎn)品便可以出現(xiàn)在市場上。
 
 　　所謂視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)是指采用計(jì)算機(jī)對監(jiān)控視頻信號進(jìn)行分析，提取目標(biāo)檢測區(qū)域內(nèi)活動(dòng)物體的活動(dòng)特征與活動(dòng)信息，并與預(yù)先規(guī)定的報(bào)警規(guī)則相比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常行為時(shí)（如不允許侵入的區(qū)域出現(xiàn)了侵入行為），則自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信號，提醒監(jiān)管人員查看。
 
 　　由于需要監(jiān)測的目標(biāo)區(qū)域往往本身就配備了監(jiān)控?cái)z像頭，因此視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)無需再加裝其他任何形式的報(bào)警感應(yīng)媒，而只需直接利用監(jiān)控視頻進(jìn)行分析即可。
 
 　　基于視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)的入侵探測器技術(shù)是一種新的入侵探測技術(shù)，具有使用方便，監(jiān)測面廣，設(shè)備簡單等特點(diǎn)，同時(shí)它與其他技術(shù)相比還具有一些十分有潛力的優(yōu)勢（后文還將提到），因此逐漸受到人們的關(guān)注。
 
 　　以上提到的是一些目前市場上常見的周界入侵探測技術(shù)，有些技術(shù)成熟，成本低，有些技術(shù)先進(jìn)但仍有待進(jìn)一步研究發(fā)展。對于區(qū)域入侵探測技術(shù)而言，前文提到過，往往在目標(biāo)區(qū)域的周界線上設(shè)置周界入侵探測設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)入侵的探測。然而，使用周界入侵探測方式來代替區(qū)域入侵探測畢竟還有一定的缺陷。以最為常用的紅外對射探測器來舉例，紅外對射探測器通常安裝在圍墻或護(hù)欄的上方，無論是一條還是多條紅外對射線，其探測的高度往往都在一米之內(nèi)，如果圍墻為3米高，則其探測的范圍在于墻頭（3米）向上至4米的區(qū)域范圍，這是建立在有人員想翻越圍墻侵入院內(nèi)時(shí)必須要爬越圍墻，必然要通過3－4米高度范圍這一假定基礎(chǔ)之上的。這對于90%以上的情況下來說確實(shí)如此，但如果入侵人員采用其他設(shè)備或方式（如人體彈跳器）能越過高于4米的高度，則紅外對射探測器便已無法探測到該入侵人員的入侵。更為極端的例子，假設(shè)入侵人員從直升機(jī)上采用繩梯方式進(jìn)入院內(nèi)，則根本無需翻越圍墻，此時(shí)再用周界入侵探測來代替區(qū)域入侵探測便是不可行的了。
 
 　　因此，人們也考慮到一些簡單的區(qū)域入侵探測技術(shù)，其一為壓力或溫度感應(yīng)報(bào)警，即探測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的地面受力或溫度，如果有人入侵則會引起該區(qū)域內(nèi)的壓力變化或溫度變化，從而觸發(fā)報(bào)警。有時(shí)也把密布的紅外對射或激光對射探測器組合起來，使任何進(jìn)入該目標(biāo)區(qū)域的入侵者都會不可避免地觸動(dòng)這些密布的對射探測裝置中的一個(gè)或幾個(gè)而產(chǎn)生報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對于區(qū)域的入侵探測。
 
 　　然而，采用壓力、溫度或其他方面的感應(yīng)報(bào)警都會有很高的成本，而使用密布對射探測裝置來完成區(qū)域入侵檢測不但成本增加，而且對于這些探測裝置的安裝位置的設(shè)計(jì)也有很高的要求，以求達(dá)到不會遺漏的目的。相對于這些缺陷來說，基于視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)的入侵探測器技術(shù)便具有了很大的優(yōu)勢。
 
 　　首先，視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)的核心是
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[!--empirenews.page--]對于監(jiān)控視頻的分析，這種分析不但可以針對于某一條線以實(shí)現(xiàn)周界入侵探測，也可以針對某一區(qū)域進(jìn)行分析以實(shí)現(xiàn)區(qū)域入侵探測，其區(qū)別僅在于算法的改變，而對于物理設(shè)備來說沒有任何不同，因此在不改變系統(tǒng)成本的情況下，它既可以作為周界入侵探測技術(shù)，也可以作為區(qū)域入侵探測技術(shù)。
 
 　　其次，視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)分析的是視頻信號中的目標(biāo)區(qū)域范圍，只要有入侵者出現(xiàn)在視野范圍之內(nèi)，不論從哪個(gè)方向出現(xiàn)，無論是從圍墻外使用彈跳器跳入的，還是直升飛機(jī)上下來的，甚至于是挖了個(gè)地洞從地下鉆出來的，只要入侵者在監(jiān)控視野內(nèi)露了面，都會觸動(dòng)報(bào)警機(jī)制產(chǎn)生報(bào)警，這種報(bào)警方式杜絕了任何形式的“繞開探測器”的行為，可實(shí)現(xiàn)無遺漏報(bào)警。
 
 　　其三，無論是紅外對射裝置或激光對射裝置，還是震動(dòng)電纜、周界防護(hù)圍欄之類，都會有很明顯的入侵探測設(shè)備設(shè)立在監(jiān)測地點(diǎn)，而視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)僅需要對監(jiān)控視頻進(jìn)行分析，攝像頭又可以安裝在十分隱秘的地方，因此可以實(shí)現(xiàn)隱蔽探測，遠(yuǎn)程探測，隱蔽性極強(qiáng)，自然也就減少了設(shè)備被破壞的危險(xiǎn)。
 
 　　第四：在視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)中，需要分析的目標(biāo)區(qū)域只要在視野范圍之內(nèi)，在視頻中能夠看到即可，其他沒有什么別的要求，因此不論這個(gè)目標(biāo)區(qū)域是大是小，是方是圓，是矩形周界還是多邊形周界，都沒有任何區(qū)別，這一點(diǎn)與前面提到的紅外對射探測器大不相同，舉個(gè)例子來說，同樣使用周界入侵檢測，如果一個(gè)區(qū)域的圍墻原來是四邊形，因?yàn)槟骋辉蚋某闪瞬灰?guī)則的七邊形，則對于紅外對射探測器來說，不但這些探測器需要重新安裝，而且還須重新增加三對探測器，以實(shí)現(xiàn)每一直線邊有一對探測器完成探測。但對于視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)來說，無論圍墻怎么改變，只需在視頻上重新畫一下目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域的周界即可，無須增加任何成本，而且修改也非常容易，也許只是一分鐘的時(shí)間就解決了。
 
 　　雖然視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但作為一種新技術(shù)，仍然有許多不盡如人意之處，其中最為突出的是對于環(huán)境光照的適應(yīng)性，目前市場上出現(xiàn)的視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測產(chǎn)品在環(huán)境光照適應(yīng)性上雖已達(dá)到較好的性能，能在很多應(yīng)用場合表面出較強(qiáng)的魯棒性，已可以作為一種入侵探測產(chǎn)品走進(jìn)市場，但仍需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。隨著圖像處理技術(shù)、視頻處理技術(shù)、模式識別技術(shù)等核心算法技術(shù)的研究發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高，這一技術(shù)也將慢慢走向成熟。
 
 　　從入侵探測技術(shù)的市場上來看，隨著監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，監(jiān)控領(lǐng)域也越來越擴(kuò)大，可以說在許多土木建設(shè)、工程項(xiàng)目中，監(jiān)控已成為“標(biāo)配”，無處不在的監(jiān)控遍布我們生活的每一個(gè)角落。
 
 　　與此同時(shí)，對于入侵探測技術(shù)的需求也越來越大。監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了，攝像頭越來越多，監(jiān)管人員不可能隨時(shí)盯著每一個(gè)攝像頭，這就需要采用一種自動(dòng)報(bào)警的技術(shù)代替監(jiān)控人員對目標(biāo)區(qū)域或目標(biāo)周界實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)入侵則及時(shí)報(bào)警，提醒監(jiān)管人員注意，以加強(qiáng)安全防范。
 
 　　目前來說，紅外對射、激光對射、震動(dòng)電纜等入侵探測技術(shù)是較為成熟的技術(shù)，應(yīng)用也非常廣泛，并且在短時(shí)間內(nèi)仍將是市場的主流。但隨著基于視頻運(yùn)動(dòng)分析檢測技術(shù)的入侵探測技術(shù)的發(fā)展，這一新的技術(shù)將越來越受到人們的關(guān)注，其應(yīng)用也會越來越廣，適應(yīng)性也會越來越強(qiáng)，也必將成為未來入侵探測技術(shù)市場的主角。
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