毫⽶波⼈员监测雷达在智能安防、站台预警与⾏⼈监测中的应⽤ 导读：随着⽆线电技术的快速发展，毫⽶波雷达逐渐成为智能安防系统中的⼀个重要研究领域。毫⽶波雷达传感器以其抗⼲扰能⼒强，精度⾼和远距离测量等优势，在智能安防系统中发挥着重要作⽤。⽬前，基于毫⽶波雷达传感器移动⽬标检测和跟踪算法的毫⽶波⼈员监测雷达被越来越多的应⽤在站台预警、⾏⼈监测、智能安防、智慧养⽼与智慧社区等众多智能安防监控领域。 毫⽶波，是⼯作在毫⽶波波段（millimeter wave），⼯作频率在30～300GHz，波长在1～10mm之间的电磁波。毫⽶波的波长介于微波和红外线之间，因此毫⽶波雷达兼有微波雷达和光电雷达的⼀些优点。⽬前⽤于⼈员监测的传感器除了毫⽶波雷达以外，还包括：激光雷达、超声波雷达、摄像头等。
摄像头探测范围⼴、监测的信息量⼤，能够遥测，但其数据计算量⼤，要求传输带宽⼤，易受天⽓、遮挡物影响，并且⽆法直接获得深度信息，并且易泄露个⼈隐私。
超声波雷达测距⽅法简单，成本低，但其传输速度易受天⽓影响，且超声波散射⾓⼤、⽅向性较差，在测量较远距离⽬标时，其回波信号⽐较弱，影响测量精度。
激光雷达测量精度⾼，但易受⾃然光或是热辐射的影响，在⾃然光强烈或是辐射区域的时候，激光雷达会被削弱很多，且激光雷达造价成本⾼，对⼯艺⽔平要求也⽐较⾼。
毫⽶波雷达可直接获得深度信息，不受光、热、雾、烟、灰尘等外界环境因素的影响，抗⼲扰能⼒强，环境适应性好，且不会泄露个⼈隐私。其测量精度与稳定性优于摄像头与超声波雷达，⼯艺⽔平要求与造价成本低于激光雷达，具有较⾼的商业应⽤价值。因此，毫⽶波⼈员监测雷达被越来越多的应⽤在站台预警、⾏⼈监测、智能安防、智慧养⽼与智慧社区等众多领域。
巍泰技术（武汉）有限公司⼈员监测雷达WTR-810/820采⽤毫⽶波技术原理和公司⾃主知识产权的数
据处理算法，可⼴泛应⽤于道路斑马线、公共客运站台/出⼊⼝通道及室内等众多场景⽬标⼈员的⼈数统计、⽅向信息获取、活动轨迹跟踪、区域安防预警等。⽬前，WTR-810/820已通过了宿舍⼈员计数、卫⽣间⼈数统计、⾼铁站台防⼊侵预警、斑马线⾏⼈过街预警等多场景应⽤测试，并已获得“ITS Asia 2021年度创新产品推荐”奖，以及国内外诸多企业的认可，顺利进⼊商⽤阶段。
⼀、智能安防：⼈员计数与轨迹跟踪
巍泰技术（武汉）有限公司⼈员监测雷达是基于毫⽶波线性调频脉冲毫⽶波雷达芯⽚，采⽤FMCW、MIMO等技术，具有测距、测速精度⾼，测⾓分辨率⾼及虚警率低等优点，可实现对室内、室外多场景多⽬标⼈员的准确监测、精确定位与稳定跟踪，并有效区分⼈与⾮⼈物体，统计⽬标⼈员数量，稳定输出多个⽬标⼈员的距离、速度和⾓度等信息。以下视频展⽰了巍泰技术⼈员监测雷达在室内环境下对⽬标进⾏⼈员计数和跟踪效果演⽰，⼈员监测雷达消除了桌椅、墙等
视频展⽰了巍泰技术⼈员监测雷达在室内环境下对⽬标进⾏⼈员计数和跟踪效果演⽰，⼈员监测雷达消除了桌椅、墙等静态物体，可实现对区域内⼈员的准确监测、精确定位和稳定跟踪。
1、⼈员监测与数量统计
⼈员监测与数量统计是现有多个场景中不可缺少的数据，如机场、商场、连锁店、车站、博物馆、会
议室等场合，⼈员发现清点和数据估计在安全管理，提⾼整体服务⽔平等⽅⾯起重要作⽤。现有⼈员计数应⽤中，主要有摄像头识别，红外识别，传统⼈⼯清点，还有采⽤⾃动清点的机械设备，采⽤rfid的门禁系统等。但这些⽅法受到成本，准确率，实施难等⽅⾯的限制，使得⼈员计数的应⽤在经济性和准确性上很难取得平衡。⽽毫⽶波雷达传感器的利⽤可以对⼈员计数的这些缺陷进⾏补⾜，具有⼴阔的应⽤前景。
巍泰技术（武汉）有限公司⼈员监测雷达WTR-810/820，通过对监测区域内移动⽬标⼈员所反射电磁波的计算分析，获取⽬标⼈员当前的速度和位置，并在输出⽬标⼈员速度和位置的同时实现轨迹跟踪。此外，还可通过对⽬标⼈员的位置分析，判断⽬标⼈员是否进⼊所绘制的监测区域内，统计并输出各区域内监测到的⽬标数量。
2、虚警消除与轨迹跟踪
⼈员监测雷达综合采⽤FMCW、MIMO等技术，运⽤静⽌物体消除算法、⼈与⾮⼈物体区分算法、多径⼲扰消除算法和多⽬标跟踪算法等，有效区分出⼈与其他物体，消除虚假检测，实现室内环境下多⽬标的跟踪识别。
静⽌物体消除算法主要⽤于消除室内环境下静⽌不动的物体（如墙、桌椅等），该算法在信号处理模块和数据处理模块均有涉及，通过消除零多普勒通道⽬标可以实现静⽌物体的滤除，避免静⽌物体对
运动⽬标的⼲扰。
⼈与⾮⼈物体区分算法主要⽤于⼈与带有微动的物体（如转动的电风扇、飘动的窗帘等）的区分。微动的物体具有⼀定的多普勒速度，容易引起毫⽶波雷达传感器的误判，进⽽对其进⾏跟踪输出。⼈与⾮⼈物体区分算法会统计⼈与微动物体的特性，提取有效特征，进⾏⽬标区分，最后只输出⽬标⼈员的跟踪轨迹结果。
多径⼲扰消除算法主要⽤于消除室内场景中⽬标运动所带来的虚假检测点，避免这些虚假检测点被毫⽶波雷达传感器误认为⽬标进⾏跟踪输出，造成虚警的问题。该算法会根据室内环境⾯积以及毫⽶波雷达传感器所得到的原始检测点信息（如距离、速度、⾓度和信噪⽐等），进⾏综合判决，判断得到的原始检测点是否为虚假点，从⽽将其滤除，⼤⼤降低室内环境下多径所带来的虚警问题。
多⽬标跟踪算法主要⽤于对室内环境下多个运动⽬标进⾏精确定位和稳定跟踪。此算法⾸先会对原始检测点进⾏有效聚类，得到不同⽬标类簇，然后借助扩展卡尔曼滤波算法对不同簇进⾏跟踪滤波处理，最后得到稳定的运动⽬标轨迹。
⼆、站台预警：站台端头⼊侵监测预警
盲区监测随着“四横四纵”⾼铁⽹络的基本建成，各类枢纽车站站台、股道数量增多，运营车次数量加⼤，发车间
隔变短，⼈流密度同步增⾼，站台区域在上下车时⼈员聚集情况严重。此外，还存在极个别旅客⼈试图通过站台端头逃票⽅式侵⼊铁路线路的⾏为，这不仅会给旅客带来极⼤的安全风险，还会影响铁路运营秩序。
⽬前，车站站台端头的防护⼀般采取值班⼈员全天候值守的⽅式，各车站只能通过增加巡检⼈员数量、提⾼巡检频次来保障运营安全。但基于⼈⼯巡视，发⽣紧急情况时通过对讲、电话等形式实现站房安全管理的集中监管，存在巡视有盲区、警情传递慢、处置不及时的弊端。鉴于这种形式，站台端头⼊侵报警系统应运⽽⽣。站台端头⼊侵报警系统可实现站台端头全天候、全⾃动化监测，节省⼈⼒物⼒。再结合视频系统可随时调出报警记录对应时间内的历史视频，⽅便对⼊侵⾏为进⾏举证，约束站台旅客⾏为，起到震慑作⽤。
⼊侵⼈员监测雷达作为⾼铁站台端头⼊侵预警系统技术核⼼，其测量灵敏度与准确性决定了整个⼊侵预警系统的及时性与可靠性。巍泰技术⼈员监测雷达WTR-820采⽤新⼀代毫⽶波MMIC集成射频⽅案，稳定性好、成本适宜；结合MIMO 多天线设计，波束合成（DBF）技术，回波定向强、覆盖范围⼴；创新的阵⼦优化调整分配功率，实现更⼤增益，保证了雷达测量的灵敏度与精准度。此外，雷达⾃带开机⾃动校准和温度补偿功能，抗⼲扰能⼒强，中⼼频率不漂移，保证雷达监测不受风、光照、温度变化以及烟、雾、灰尘等外界环境因素的⼲扰，进⼀步保证了雷达测量的精准度与稳定性。
⼈员监测雷达在站台端头⼊侵监测预警中的应⽤
根据站台需求，在需要进⾏⼊侵探测的站台端头设置垂直于轨道⽅向的多道⼈员监测雷达探测防线，并对监测区域内的
根据站台需求，在需要进⾏⼊侵探测的站台端头设置垂直于轨道⽅向的多道⼈员监测雷达探测防线，并对监测区域内的⼊侵⼈员轨迹进⾏实时跟踪，同时配合摄像头进⾏实时监控，⽅便管理中⼼⼯作⼈员实时监控预警与后续违法举证。当有⼈⾮法穿越或破坏第⼀道防线时，雷达可⽴即探测到⼊侵信息，通过⼊侵报警主控器或将警情通过本地警号语⾳进⾏劝退；当有⼈⾮法穿越或破坏第⼆道防线时，雷达可⽴即探测到⼊侵信息，通过⼊侵报警主控器将警情传送到后端平台管理中⼼，管理中⼼对报警信号进⾏接收和处理，客户端显⽰出发⽣⼊侵报警⾏为的站台端头地点；同时，管理中⼼及现场外接的声⾳报警器开始报警，并在电脑屏幕上弹出该端头监控画⾯。指挥中⼼当班⼈员可通过语⾳对讲进⾏劝退，劝退不成功时，通知站台⼯作⼈员⽴即赶往现场处理。
三、⾏⼈监测：斑马线⾏⼈过街状态监测
根据《道路交通安全法》第七⼗六条：机动车⾏经⼈⾏横道时，应当减速⾏驶，遇⾏⼈正在通过⼈⾏横道，应当停车让⾏，机动车⾏经没有交通信号的道路时，遇⾏⼈横过马路，应当避让。机动车与⾮机动车驾驶⼈、⾏⼈之间发⽣交通事故，⾮机动车驾驶⼈、⾏⼈没有过错的，由机动车⼀⽅承担赔偿责任，有据证明⾮机动车驾驶⼈⾏⼈有过错的，根据过错适当减轻机动车⼀⽅的赔偿责任，机动车⼀⽅没有过错的，承担不超过10％的赔偿责任。
可见，在我国的交通法中，⾏⼈是享有优先通⾏权，且事故的责任⽅⼤部分为机动车车主，但如果有证据证明⾏⼈违规，且机动车已经采取刹车等必要处置措施，则酌情减轻机动车责任。⽽礼让⾏⼈除了依靠机动车驾驶员的个⼈素质，必要的技术提醒也⼗分重要。根据《T/CTS 2-2020 ⾏⼈过街智能预警系统技术规范》，⾏⼈过街智能预警系统是⼀种设置在⽆交通信号灯控制的⼈⾏横道线处，通过采集过街⾏⼈和车辆数据，向⾏⼈或车辆预警的系统，包括单向预警与双向预警两种。
其中，单向预警是通过⾏⼈监测设备监测⾏⼈过街状态，向车辆发布预警、引导、控制信息。⾏⼈监测设备需具备监测⾏⼈即将进⼊⼈⾏横道以及在⼈⾏横道线内位置的功能。WTR-820监测⾏⼈过街状态主要通过雷达和主动发光交通标志/发光警⽰装置的配合来实现。根据城市道路斑马线或其他重点安防区域监测需求，绘制需要监测的区域范围，当⽬标⾏⼈出现在绘制好的监测区域时，雷达会监测并上报⽬标⾏⼈的速度和位置信息，作为主动发光交通标志/发光警⽰装置的预警依据，通过醒⽬⽂字、警⽰灯频闪、灯光变⾊等⽅式向车辆驾驶员发送远距离强警⽰信息，便于驾驶员提前采取相应的让⾏措施。
⼈员监测雷达在⾏⼈过街监测预警中的应⽤
此外，由于WTR-820毫⽶波⼈员监测雷达具有先天的抗⼲扰能⼒与环境适应性，可不受风、光照、温度变化等外界环境因素的⼲扰，即便是在⾬雪、雾霾、沙尘暴等能见度低的环境下，也能准确监测到⽬标⾏⼈轨迹，有效降低极端天⽓下交通事故的发⽣。其抗⼲扰能⼒主要体现在以下⼏个⽅⾯：
1、频带极宽。频带越宽就意味着雷达在采取抗⼲扰措施时可利⽤的频率资源越丰富，有利于在频率域实现各种抗⼲扰技术。如频率捷变、频率分集、扩频、快速跳频等，同时也有利于避免相邻频率雷达间的相互⼲扰。另外，频带较宽有利于提⾼距离分辨率，从⽽提⾼雷达的跟踪精度和⽬标识别能⼒。
2、容易得到较窄的天线波束，⽅向性好，具有很⾼的空间分辨⼒，跟踪精度较⾼。较窄的波束使地⾯杂波和多径效应对其影响⼩，跟踪性能较好，对横向区域成像时也能获得较⾼的⾓分辨率。
3、有较宽的多普勒带宽，多普勒效应明显，具有良好的多普勒分辨⼒，测速精度较⾼。由于毫⽶波频率很⾼，⽬标径向运动时引起的多普勒频移就较⼤，因此就有利⽤毫⽶波雷达前视成像的分辨率和⽬标识别能⼒，也提⾼了雷达的动⽬标显⽰性能。
因⽽，WTR-820⼈员监测雷达在分辨⼒需求⾼、作⽤距离适中、环境因素影响多的⾏⼈过街状态监测场合具有先天的应⽤优势。
综上所述，⼈员监测雷达应⽤于区域安防监测，可实现对室内外多场景多⽬标⼈员的准确监测、精确定位与稳定跟踪，并有效区分⼈与⾮⼈物体、消除虚警问题，统计⽬标⼈员数量，稳定输出多⽬标⼈员的距离、速度和⾓度等信息等；应⽤于站台端头⼊侵报警系统，可实现对站台端头的⽆死⾓覆盖探测，帮助对违规出⼊⼈员进⾏告警、劝阻、报警和证据采集，从根本上提升车站站台智能化管控和安全⽔平；应⽤于⾏⼈监测，可不受风、光照、温度变化等外界环境因素的⼲扰，并穿透烟、灰尘和雾
准确识别跟踪⽬标⾏⼈，帮助提醒驾驶员注意减速避让⾏⼈，从⽽减少道路交通事故的发⽣；应⽤于私密性较⼤的室内场景时，除具有上述优点外，还可以有效保护个⼈隐私。具有⼴阔应⽤前景与商⽤价值。
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