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入侵探測器技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展趨勢探討

來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2008/12/24
　　　入侵探測是個(gè)由來(lái)以久的話(huà)題，指的是外界物體(人、車(chē)或其他物體)不經(jīng)允許擅自進(jìn)入規定區域時(shí)，通過(guò)某種途徑或方式進(jìn)行阻止或提醒監管人員注意。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。
 
 　　從探測的目標來(lái)區分，入侵探測通?？煞譃閰^域入侵探測和周界入侵探測，前者是指對某一目標區域進(jìn)行有效監測，發(fā)現侵入該區域的入侵行為時(shí)產(chǎn)生報警，提醒監管人員注意，而周界入侵探測則通常指對某一線(xiàn)狀邊界（如重要區域的圍墻）進(jìn)行監測，當發(fā)現有非法通過(guò)該邊界的行為時(shí)產(chǎn)生報警。由于區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)際應用中往往多采用周界入侵探測來(lái)代替區域入侵探測，即在目標區域的邊界上使用周界入侵探測，并假設進(jìn)入目標區域的行為首先會(huì )觸動(dòng)周界入侵報警（在絕大部分情況下這一假設都是成立的），以實(shí)現對目標區域的監測保護，但這一假設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(lái)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警形式，因此在此我們還是以周界入侵探測為例來(lái)說(shuō)明一下目前市場(chǎng)上使用的一些技術(shù)。
 
 　　首先，目前市場(chǎng)上最為常用的入侵探測器莫過(guò)于紅外對射探測器。隨便在一些重要的區域轉一轉，往往都能發(fā)現圍墻或護欄上端都會(huì )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。紅外對射探測器設備通常成對出現，一個(gè)發(fā)一個(gè)收，互相對應，安裝時(shí)收發(fā)裝置需要互相對準，以便接收盒能夠接收到由發(fā)送盒發(fā)送的紅外射線(xiàn)，它的工作原理是阻斷式報警，當有人翻過(guò)圍墻或護欄時(shí)必然會(huì )經(jīng)過(guò)紅外射線(xiàn)所途經(jīng)的區域，阻斷射線(xiàn)，從而產(chǎn)生報警。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。其缺陷在于設備易老化，使用壽命短等方面，同時(shí)，對于安裝在墻上或護欄上的紅外對射探測器來(lái)說(shuō)，由于鳥(niǎo)類(lèi)在墻頭上的停留也往往會(huì )阻斷射線(xiàn)從而產(chǎn)生誤報警（通常也稱(chēng)為虛警）。此外，紅外對射探測器還有一個(gè)特點(diǎn)，即其作為報警觸發(fā)感應頭的紅外對射線(xiàn)只能直線(xiàn)傳播，因此如果某一區域的周界是一個(gè)不規則多邊形，則只能是一條直線(xiàn)邊安裝一對探測器，這樣會(huì )導致成本的增加，如果周界是一條弧形的曲線(xiàn)，則更難以決定使用多少對探測器以及應該安裝在何處了。
 
 　　震動(dòng)電纜是另一種常見(jiàn)的入侵探測器。它采用的是一根特殊的電纜，這根電纜能感應到外界觸碰而產(chǎn)生的震動(dòng)，并電纜內電流的變化，從而觸發(fā)報警。與紅外對射探測器相類(lèi)似的是，它同樣作為一種周界入侵報警裝置也通常安裝在圍墻或護欄的上方，當有人翻越周界時(shí)觸動(dòng)震動(dòng)電纜便會(huì )觸發(fā)報警感應。震動(dòng)電纜的使用壽命相對于紅外對射探測器來(lái)說(shuō)較長(cháng)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性，但同樣容易被鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物造成誤觸發(fā)。同時(shí)，由于震動(dòng)電纜內隨時(shí)通有電流，因此耗電量相對略高些，而且也會(huì )在電纜周?chē)纬呻妶?chǎng)。
 
 　　與震動(dòng)電纜相類(lèi)似的是泄露電纜，其工作原理不同但使用方式卻類(lèi)似。泄露電纜感應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，形成電流波動(dòng)，從而觸發(fā)報警機制。泄露電纜的使用壽命也較長(cháng)，同時(shí)對于風(fēng)、霧、雨、雪等氣候條件以及溫度、濕度等適應性也較強，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電纜，與紅外對射報警器相比成本較高一些，但可以適應較為復雜的多邊形或弧形邊界。
 
 　　激光對射探測器的報警原理與紅外對射探測完全一致，同樣也是采用阻斷式報警機能，但
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[!--empirenews.page--]成本更高一些，設備工作穩定性也更好一些，然而也是屬于直線(xiàn)阻斷報警，多邊形周界同樣存在成本增加的問(wèn)題。
 
 　　微波墻也是一種入侵探測報警裝置，從字面上的意義來(lái)分析，是采用微波作為感應媒。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(méi)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(chēng)為周界防范圍欄，其設備制成圍欄形式，擺放在目標邊界的周?chē)?，它具有整體圍欄被破壞時(shí)斷線(xiàn)報警功能，同時(shí)有人攀爬、翻越時(shí)也具有受力開(kāi)路報警性能，對于各類(lèi)天氣氣候也有較強的適應性。
 
 　　從2005年起，一種基于視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)的入侵探測器技術(shù)開(kāi)始在我國出現，但基本上都是屬于國外的品牌或產(chǎn)品，暫時(shí)還沒(méi)有國內的成熟技術(shù)所轉化出的產(chǎn)品。但國內有很多研究單位或機構都對此技術(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(lái)，以國內的視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)為核心的入侵探測產(chǎn)品便可以出現在市場(chǎng)上。
 
 　　所謂視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)是指采用計算機對監控視頻信號進(jìn)行分析，提取目標檢測區域內活動(dòng)物體的活動(dòng)特征與活動(dòng)信息，并與預先規定的報警規則相比較，當發(fā)現異常行為時(shí)（如不允許侵入的區域出現了侵入行為），則自動(dòng)產(chǎn)生報警信號，提醒監管人員查看。
 
 　　由于需要監測的目標區域往往本身就配備了監控攝像頭，因此視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)無(wú)需再加裝其他任何形式的報警感應媒，而只需直接利用監控視頻進(jìn)行分析即可。
 
 　　基于視頻運動(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，監測面廣，設備簡(jiǎn)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(chǎng)上常見(jiàn)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。對于區域入侵探測技術(shù)而言，前文提到過(guò)，往往在目標區域的周界線(xiàn)上設置周界入侵探測設備，以實(shí)現入侵的探測。然而，使用周界入侵探測方式來(lái)代替區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(lái)舉例，紅外對射探測器通常安裝在圍墻或護欄的上方，無(wú)論是一條還是多條紅外對射線(xiàn)，其探測的高度往往都在一米之內，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米的區域范圍，這是建立在有人員想翻越圍墻侵入院內時(shí)必須要爬越圍墻，必然要通過(guò)3－4米高度范圍這一假定基礎之上的。這對于90%以上的情況下來(lái)說(shuō)確實(shí)如此，但如果入侵人員采用其他設備或方式（如人體彈跳器）能越過(guò)高于4米的高度，則紅外對射探測器便已無(wú)法探測到該入侵人員的入侵。更為極端的例子，假設入侵人員從直升機上采用繩梯方式進(jìn)入院內，則根本無(wú)需翻越圍墻，此時(shí)再用周界入侵探測來(lái)代替區域入侵探測便是不可行的了。
 
 　　因此，人們也考慮到一些簡(jiǎn)單的區域入侵探測技術(shù)，其一為壓力或溫度感應報警，即探測目標區域內的地面受力或溫度，如果有人入侵則會(huì )引起該區域內的壓力變化或溫度變化，從而觸發(fā)報警。有時(shí)也把密布的紅外對射或激光對射探測器組合起來(lái)，使任何進(jìn)入該目標區域的入侵者都會(huì )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)生報警，從而實(shí)現對于區域的入侵探測。
 
 　　然而，采用壓力、溫度或其他方面的感應報警都會(huì )有很高的成本，而使用密布對射探測裝置來(lái)完成區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計也有很高的要求，以求達到不會(huì )遺漏的目的。相對于這些缺陷來(lái)說(shuō)，基于視頻運動(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，視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)的核心是
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[!--empirenews.page--]對于監控視頻的分析，這種分析不但可以針對于某一條線(xiàn)以實(shí)現周界入侵探測，也可以針對某一區域進(jìn)行分析以實(shí)現區域入侵探測，其區別僅在于算法的改變，而對于物理設備來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何不同，因此在不改變系統成本的情況下，它既可以作為周界入侵探測技術(shù)，也可以作為區域入侵探測技術(shù)。
 
 　　其次，視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)分析的是視頻信號中的目標區域范圍，只要有入侵者出現在視野范圍之內，不論從哪個(gè)方向出現，無(wú)論是從圍墻外使用彈跳器跳入的，還是直升飛機上下來(lái)的，甚至于是挖了個(gè)地洞從地下鉆出來(lái)的，只要入侵者在監控視野內露了面，都會(huì )觸動(dòng)報警機制產(chǎn)生報警，這種報警方式杜絕了任何形式的“繞開(kāi)探測器”的行為，可實(shí)現無(wú)遺漏報警。
 
 　　其三，無(wú)論是紅外對射裝置或激光對射裝置，還是震動(dòng)電纜、周界防護圍欄之類(lèi)，都會(huì )有很明顯的入侵探測設備設立在監測地點(diǎn)，而視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)僅需要對監控視頻進(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)現隱蔽探測，遠程探測，隱蔽性極強，自然也就減少了設備被破壞的危險。
 
 　　第四：在視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)中，需要分析的目標區域只要在視野范圍之內，在視頻中能夠看到即可，其他沒(méi)有什么別的要求，因此不論這個(gè)目標區域是大是小，是方是圓，是矩形周界還是多邊形周界，都沒(méi)有任何區別，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(lái)說(shuō)，同樣使用周界入侵檢測，如果一個(gè)區域的圍墻原來(lái)是四邊形，因為某一原因改成了不規則的七邊形，則對于紅外對射探測器來(lái)說(shuō)，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)現每一直線(xiàn)邊有一對探測器完成探測。但對于視頻運動(dòng)分析檢測技術(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)論圍墻怎么改變，只需在視頻上重新畫(huà)一下目標監測區域的周界即可，無(wú)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)境光照的適應性，目前市場(chǎng)上出現的視頻運動(dòng)分析檢測產(chǎn)品在環(huán)境光照適應性上雖已達到較好的性能，能在很多應用場(chǎng)合表面出較強的魯棒性，已可以作為一種入侵探測產(chǎn)品走進(jìn)市場(chǎng)，但仍需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。隨著(zhù)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(zhù)計算機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(chǎng)上來(lái)看，隨著(zhù)監控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，監控領(lǐng)域也越來(lái)越擴大，可以說(shuō)在許多土木建設、工程項目中，監控已成為“標配”，無(wú)處不在的監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(lái)越大。監控系統發(fā)展了，攝像頭越來(lái)越多，監管人員不可能隨時(shí)盯著(zhù)每一個(gè)攝像頭，這就需要采用一種自動(dòng)報警的技術(shù)代替監控人員對目標區域或目標周界實(shí)現監測，一旦發(fā)現入侵則及時(shí)報警，提醒監管人員注意，以加強安全防范。
 
 　　目前來(lái)說(shuō)，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)，應用也非常廣泛，并且在短時(shí)間內仍將是市場(chǎng)的主流。但隨著(zhù)基于視頻運動(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(lái)越受到人們的關(guān)注，其應用也會(huì )越來(lái)越廣，適應性也會(huì )越來(lái)越強，也必將成為未來(lái)入侵探測技術(shù)市場(chǎng)的主角。
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