进一步的，所述数据通信使用ajax技术实现前端向后端发送请求，后端返回相应数据。 进一步的，所述系统后端选用koa2作为开发框架。 本发明的有益效果为： 1、本发明采用b/s架构、使用毫米波雷达的无线射频信号实现对行人的定位跟踪，通过跟踪后得到的目标位置、目标id等信息来实现目标实时位置显示、统计图表、热力图展示等功能需求；该系统还包括三维场景建模、历史数据回放、自定义感兴趣区域、实时视频监控预览、系统相关配置管理等功能，能够满足毫米波雷达室内监控系统的日常使用； 2、本发明以javascript为开发语言，基于webgl与websocket并结合vue和koa框架实现了室内场景的三维建模交互、实时目标跟踪显示以及如区域划定、数据回放、热力图显示等辅助功能；该系统立足于实际的使用需求、部署成本低、可视化程度高、拓展性及维护性良好、能够很好满足室内监控需求；该系统可灵活应用于多种场景，具有很好的实际应用价值以及良好的应用前景。
附图说明
4.图1为本发明系统总体架构图； 图2为本发明视频数据通信流程图； 图3为本发明以太网数据包can帧格式图。
具体实施方式
5.使用毫米波雷达作为传感器对物理环境进行探测是一个正在快速发展的研究领域，毫米波雷达是通过毫米波对目标进行探测，获取目标的相对距离、相对速度以及方位的高精度传感器。具有性能稳定、体积小、成本低、传输距离远、全天候全天时、可测量多个目标、分辨率高、信号处理复杂度低等诸多优点。毫米波雷达不会采集室内行人的身体、脸部等特征信息，具有非常强的隐私保护性。因此选择毫米波雷达作为室内行人监控系统的传感器是相对合适的。 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，包括数据通信、数据库、系统后端以及系统前端，系统前端包含实时位置显示、统计图表、自定义区域、热力图、历史轨迹查询、三维场景建模、实时监控预览和系统配置管理八个模块，系统后端包含tcp服务、web服务、雷达数据处理、流媒体服务四个模块；通过数据通信连接系统后端与系统前端；系统后端通过网络通信分别与监控相机、毫米波雷达连接； 通过毫米波雷达探测室内移动的物理实体，即室内行人，再通过三维建模交互技术生成虚拟室内模型及行人，并以毫米波雷达点云数据作为原始孪生数据，通过can总线转tcp网络通信进行现实世界与虚拟空间的孪生数据通信，通过系统前端开发技术实现实时位置显示、历史轨迹查询、三维场景建模、自定义区域、实时监控预览、热力图、统计图表、系统管理配置这八个应用功能，综合以上物理实体、虚拟模型、孪生数据、通信连接、应用功能五大模块构建数字孪生的组成模式。 数据通信使用can总线转tcp网络通信来实现毫米波雷达向服务器的数据传输；为了实现跟踪目标位置的实时显示功能，减少雷达数据在传输过程中的延迟，数字孪生监控系统使用websocket协议来保障后端向前端发送跟踪目标数据的实时性。websocket协议是一个全双工的通讯协议，能够在客户端与服务端之间提供双向低延时的数据传输，此协议只需通过http请求去建立一
次tcp连接之后，就可以提供一个持久性的通信通道而不必反复地向服务器发送请求； 数据通信使用国家标准gb2818协议将监控摄像头的视频数据推送至srs流媒体服务器，再使用webrtc在浏览器端对监控视频流进行拉流；针对不同的场景可选择是否展示实时监控视频，因考虑到隐私问题，在酒店、浴室等场景则不适合进行视频监控，数字孪生监控系统只使用毫米波雷达进行室内行人的位置跟踪，完全保障室内行人的隐私安全，而对于其他诸如展厅、场馆等对隐私不敏感场景则可以根据用户意愿进行实时视频监控的播放； srs流媒体服务器支持rtmp/webrtc/hls/http-flv/srt等多种协议，是一个简单高效的实时视频服务器，同时也支持国标协议的接入，srs可靠稳定的同时也具有高性能高并发的优点；web应用开发者可以通过webrtc创建一个安全的音视频通讯系统，而无需安装任何插件或者下载任何应用程序。 数据通信使用ajax技术实现前端向后端发送请求，后端返回相应数据；ajax是使用xmlhttprequest对象与服务器端通信的脚本语言，可以发送及接收各种格式的信息，包括json、xml、html和各种文本文件，ajax可以无需刷新页面而与服务端进行通信，允许根据用户事件来更新部分页面内容； 以下为数据通信两方面分析： （1）雷达数据解析 每个tcp数据包中包含若干个can帧（最多80个），每个can帧包含13个字节，如图3； 将can转以太网设备设置为tcp_client工作模式，该模式下，设备作为tcp客户端，主动向目标ip和目标端口所指定的tcp服务器发起连接，直到连接成功；连接成功后，开启"keepalive"保活机制，如果tcp没有数据收发后，每隔20秒向服务器发送一个keepalive数据包来探测tcp服务器是否开启，如果服务器未开启（没有收到回复），则断开该tcp连接，并向服务器重连； 数字孪生监控系统后端收到雷达点云数据后根据数据格式进行数据解析，包含数据id(rew_id)、x坐标(rew_x)、y坐标(rew_y)、z坐标(rew_z)、速度(rew_speed)、信噪比(rangesnrdb)、峰值(rew_peakval)等数据；之后再将解析后的数据输入进毫米波雷达多目标跟踪程序进行室内行人的目标跟踪； （2）视频数据推流与播放 使用gb28181协议推流，只需在设备端进行相应的配置，选择相应的协议版本、推流服务器id、服务器域、id和端口之后，即可从设备端直接向服务器推送视频流； 以gb28181与rtc结合的配置部署srs流媒体服务，srs可对接标准的gb28181ipc、nvr,以及gb28181下级域平台，内置了gb28181常用sip信令。也可以不启用sip信令，只接收gb28181的ps流，本文选择只接收28181设备或平台的媒体流数据，然后转换成rtmp流输出。通过rtmp转rtc实现网页端无插件实时视频流的播放； 前端在html5原生播放器基础上对浏览器webrtc进行封装，支持对srs流媒体rtc流的播放。视频流url由父组件传递，通过在javascript中调用jswebrtc.player()构造方法创建播放器，对相关配置项进行配置后即可实现视频流网页播放。 系统后端选用koa2作为开发框架，koa2是一个基于nodejs的web服务框架，可以通过async/await语法高效编写web服务，其中间件机制，能合理拆分业务模块，大大提升扩展性，易添加与删除； 系统后端包括四项服务： 1、tcp服务用于接收雷达原始点云数据； 2、数据处理服务对雷达原始数据进行跟踪算法处理，输出跟踪后的目标信息； 3、web服务用于发布前端网页； 4、流媒体服务用于处理监控视频数据； 系统前端采用mvvm开发模式，用于实现了前后端分离，利用数据驱动页面；数据展示逻辑完全由前端负责，后端只需提供所需数据即可。数字孪生监控系统选择vue3.2作为前端开发框架，vue是一个构建用户界面的javascript框架，能够基于javascript状态声明性的描述html输出，以及自动追踪javascript状态的改变，并在改变发生时高效的更新dom； 在vue
框架的基础上，以单文件组件形式，配合compositionapi进行开发，单文件组件将逻辑（javascript)、模板(html)和样式(css)构建在一个文件内；compositionapi能够在函数域内声明响应性变量，并且能够组合多个函数的状态来处理复杂的逻辑，compositionapi的灵活性为组织和重用逻辑提供了更加强大的模式。 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，包括数据通信、数据库、系统后端以及系统前端，其特征在于：所述系统前端包含实时位置显示、统计图表、自定义区域、热力图、历史轨迹查询、三维场景建模、实时监控预览和系统配置管理八个模块，通过数据通信连接系统后端与系统前端；所述系统后端通过网络通信分别与监控相机、毫米波雷达连接；所述系统后端包含tcp服务、web服务、雷达数据处理、流媒体服务四个模块； 所述系统后端包括四项服务： 1、tcp服务用于接收雷达原始点云数据； 2、数据处理服务对雷达原始数据进行跟踪算法处理，输出跟踪后的目标信息； 3、web服务用于发布前端网页； 4、流媒体服务用于处理监控视频数据； 所述系统前端采用mvvm开发模式，用于实现了前后端分离，利用数据驱动页面。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，其特征在于：所述系统通过毫米波雷达探测室内移动的物理实体，即室内行人，再通过三维建模交互技术生成虚拟室内模型及行人，并以毫米波雷达点云数据作为原始孪生数据，通过can总线转tcp网络通信进行现实世界与虚拟空间的孪生数据通信，通过系统前端开发技术实现实时位置显示、历史轨迹查询、三维场景建模、自定义区域、实时监控预览、热力图、统计图表、系统管理配置这八个应用功能，综合以上物理实体、虚拟模型、孪生数据、通信连接、应用功能五大模块构建数字孪生的组成模式。3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，其特征在于：所述数据通信使用can总线转tcp网络通信来实现毫米波雷达向服务器的数据传输。4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，其特征在于：所述数据通信使用国家标准gb2818协议将监控摄像头的视频数据推送至srs流媒体服务器，再使用webrtc在浏览器端对监控视频流进行拉流。5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，其特征在于：所述数据通信使用ajax技术实现前端向后端发送请求，后端返回相应数据。6.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，其特征在于：所述系统后端选用koa2作为开发框架。
技术总结本发明公开了一种基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统，包括数据通信、数据库、系统后端以及系统前端，所述系统前端包含实时位置显示、统计图表、自定义区域、热力图、历史轨迹查询、三维场景建模、实时监控预览和系统配置管理八个模块，通过数据通信连接系统后端与系统前端；所述系统后端通过网络通信分别与监控相机、毫米波雷达连接；所述系统后端包含TCP服务、Web服务、雷达数据处理、流媒体服务四个模块。该基于毫米波雷达的室内监控数字孪生系统采用B/S架构、使用毫米波雷达的无线射频信号实现对行人的定位跟踪，通过跟踪后得到的目标位置、目标ID等信息来实现目标实时位置显示、统计图表、热力图展示等功能需求。热力图展示等功能需求。热力图展示等功能需求。
技术研发人员：赵子轩 刘康 张远辉
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
