文灵

摘 要：为保证一些场所安全，防止未授权人员的进入，做好周界安防工作尤为重要，尤其随着科技的发展，多传感器融合技术在周界安防中的优势越发明显，在周界安防中的应用越来越广泛。本文对多传感器融合技术在周界安防中的应用进行分析，希望给多传感器融合技术在该领域更好的应用提供参考。

关键词：多传感器融合技术；周界安防；应用；分析

中图分类号：TP274 文献标识码：A

多传感器融合技术应用多种传感器技术，使得传感器技术之间相互补充，优势得以充分发挥，促进周界安防防范性能的显著提升，因此，有关多传感器融合技术的在周界安防应用的研究受到越来越多业内人士的重视。

一、周界安防传感器技术

随着科技的发展，传感器技术被广泛应用在周界安防中，传感器技术的实现主要借助一些传感器，主要包括振动光纤传感器、微波雷达传感器、红外对射传感器等，接下来逐一进行探讨。

1.振动光纤传感器

振动光纤传感器借助光学干涉理论，实现对特定范围内各类振动信号的采集，该种传感器安装隐蔽，具有较长的检测距离，对各种形状的周界具有较好的适应能力，无论地下还是空中均能很好地布设，电磁干扰、辐射抵抗能力较强，尤其对于剪切围栏、攀爬等非法入侵时产生的频率敏感性较好，而且后期的保养与维护方便。不过此类传感器技术存在一些不足，对目标的识别能力差，不仅误警、漏警率高，而且防范范围较为有限。尤其当飞鸟停落、无意触碰、大风暴雨等会引起误警的出现。另外，其无法检测空中跨越及空中抛物进而导致漏警。

2.微波雷达传感器

微波雷达传感器利用发射与接收天线实现对特定、立体区域的探测，其发射的微波频率为24GHz或10GHz，通过对防区中物体给微波造成的影响实现对非法入侵的探测。为提高探测区域的全面性，确保天线自身探测盲区被探测到，其临近微波区域叠加在一起，形成“纺锤连接”结构。在短距离防区探测中具有较高的应用率，不过接收器、发射器距离的长短会给探测结果造成一定的影响，尤其受地表植物、动物移动等因素的影响产生误报。

3.红外对射传感器

红外对射传感器主要借助发生器发射红外线实现对入侵的探测。该种传感器的优点有：具有灵敏的感应能力，而且不会给环境造成影响；不仅安装简单，而且容易维护；防卫方式具有较强的隐蔽性，能够在入侵者毫无察觉的情况下进行探测。不过遇到雾天或雨天等天气时会影响报警系统的准确性，尤其当红外安装柱出现倾斜、形变时，会给红外射线造成破坏，导致其无法进行预警。另外，该种传感器对具体目标的识别能力较差，即，当植物生长、动物穿越时容易引起误警，而且对掘地入侵、人员匍匐以及空中翻越等情况无法进行检测。

二、周界安防多传感器融合技术的应用

本质上，多传感器融合主要指信息的融合，以“目标识别”实现对周界的预警。为确保多传感器融合技术在周界安防中更好的应用，应明确其不同信息流层面的作用。多传感器融合技术主要包括传感层、传输层、信息层、应用层。

1.多传感器融合技术系统构成

（1）传感层

传感层是多传感器融合技术的基础，红外对射传感器、微波探测器、光纤传感器等均属于传感层，作用在于对监控区域视频信息、振动信息等的采集。实际应用中传感器信号由模拟信号、数字信号、光信号之分，借助传输层实现对采集信号的分析与判断。

（2）传输层

传输层是传输传感层信息的媒介，传感层采集的不同信号的传输提供保证。事实上，不同的信号类型采用的传输方式不同，如使用同轴电缆、无线、以太网、光纤等，确保在不同监控环境中，监控区域信号的安全、完整的传输。

（3）信息层

信息层主要负责接收传输层传输的信息，并对传输的信息进行处理、判定，决定是否进行报警。需要注意的是当前端传感器自身能够对信息进行处理，其输出的即为报警信息，传感信息处理器便依据报警策略实现对信息的判断与融合。当前端处理器不对信息进行处理时，如光纤振动传感器就无法处理信息，此时前端光纤传感器借助光缆将信号传输给信息处理器，由信息处理器利用自身的神经网络识别算法，判断振动信号，决定是否进行报警。另外，信息层中数据存储系统负责不同传感器报警信息的存储，以方便用户检索。

（4）应用层

應用层包括视频监控平台、信息服务器、信息化平台系统等，主要功能在于实现权限管理、防区管理、联动管理及报警策略管理等，尤其应用中人们更关注可疑地点、时间、目标，一些可疑目标周界环境中会夹杂出现动物、人员、车辆等，因此，需要借助多个传感器采集的信息，实现对可疑目标的有效分离，此时能够实现分辨目标的智能语音播报显得尤为重要。

2.多传感器融合技术应用的实现

多传感器融合技术包括空间维度与时间维度两项内容，其中空间维度对应报警的地点信息，而时间维度对应报警的时间。其中时间维度融合重点内容在于时间窗口内报警策略的设定。一种情况：在相同时间窗口内多个传感器单元均进行了报警，才能判定为报警，而后允许将报警信号向应用层传输；第二种情况：在相同时间窗口中其中一个传感器发出了报警，即判定为报警；第三种情况处于第一种与第二种之间；其中第一种情况对单个传感器漏报率具有较高要求；第二种情况要求单个传感器具有较高的互补性，即，一种探测技术性能能够对另一种探测技术的不足加以很好的弥补。第二种情况具有较高的误报率，因此，使用较低误报率、互补性较强的探测器尤为关键，其中微波雷达与红外对射结合应用较为广泛，可结合实际情况加以应用。

空间维度融合主要在综合分析周界安防特点的基础上进行多维度的防护。例如，针对机场周界，在防止人员从围网穿过的同时，还应能够避免人员高空抛物。详细来讲，空间防护包括地下、地面、低空三方面内容，其中地下指对掘地入侵的报警；地面主要指对破坏、攀爬栅栏行为进行报警；低空指对低空飞行器、翻越、抛物等情况的报警。为达到预期的效果，需要结合具体的空间位置进行全面分析，选择合适的传感器。例如，为防止挖掘入侵可将光纤传感器埋设在对应的地理位置上；为防止地面入侵使用微波对射传感器进行预防。

结论

多传感器融合技术在周界安防中的应用弥补了单一传感器技术漏警、误警情况的出现，提高周界安防质量，因此，加强多传感器融合技术的研究具有重要的现实意义。本文通过研究得出以下结论：

（1）单一传感器技术在当前社会中应用较为广泛，技术较为成熟，但存在一定的弊端，无论振动光纤传感器、微波雷达传感器还是红外对射传感器均具有存在漏警、误警的可能，尤其无法对事物进行判断，一定程度上影响周界安防质量。

（2）针对单一传感器存在的不足，多传感器融合技术逐渐进入人们的视野，多传感器融合技术系统包括传感层、传输层、信息层、应用层等，尤其在保证采集信息准确、无误传输的同时，配合使用视频监控系统可提高对具体入侵事物的识别，使得周界安防质量及水平的显著提升。

（3）多传感器融合技术应用中主要涉及空间维度与时间维度融合两项内容，其中空间维度主要包括地下、地表、低空等非法入侵的预警，而时间维度融合的重点在于实现对报警策略的合理设定，尤其应保证不同传感器正常工作的同时性能能够相互弥补，确保报警判定的正确性。

参考文献

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