一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统及方法

申请号 CN201610747747.2 申请日 2016-08-29 公开(公告)号 CN106199598A 公开(公告)日 2016-12-07
申请人 李颖; 发明人 白春江; 李颖; 徐进;
摘要 本 发明 提供一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统及方法,包括: 信号 收发机、雷达控制单元、搜救处理单元以及 电子 海图单元;所述信号收发机,用于发送和接收 电磁波 和所述电磁波的回波信号;所述电子海图单元,用于提供海面上地理坐标;所述搜救处理单元,用于将所述信号收发机接收的电磁波谱回波信号转换为 数字信号 ,将所述数字信号进行滤波处理,剔除周围环境的随机噪声和海浪干扰,并将滤波后的数据进行 图像处理 ,将处理后的图像提取特征、目标识别和分类。本发明可提高深远海海面遇险目标搜寻救助能 力 。
权利要求

1.一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统,其特征在于,包括:
信号收发机、雷达控制单元、搜救处理单元以及电子海图单元;
所述信号收发机,用于发送和接收电磁波和所述电磁波的回波信号;
所述雷达控制单元,用于控制所述信号收发机发送和接收电磁波和回波信号;
所述电子海图单元,用于提供海面上地理坐标及海洋域信息;
所述搜救处理单元,用于将所述信号收发机接收的电磁波普回波信号转换为数字信号,将所述数字信号进行滤波处理,剔除周围环境的随机噪声和海浪干扰,并将滤波后的数据进行图像处理,将处理后的图像提取特征、目标识别和分类。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述雷达控制单元,具体用于:
通过雷达控制平台软件,允许用户访问及根据需要设置不同的雷达参数,包括脉冲宽度、脉冲重复频率/脉冲重复周期、接收机灵敏度、接收机带宽,以及雷达和收发机的开关
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述搜救处理单元具体用于:
将所述数字信号的坐标与所述地理坐标匹配。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:
雷达显示单元,用于显示将所述搜救处理单元确定的目标与所述电子海图叠加显示。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,还包括:
通信单元,用于将所述搜救处理单元确定的目标发送至陆地指挥中心。
6.一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻方法,其特征在于,包括:
信号收发机向海面发送和接收所述电磁波的回波信号,并将所述回波信号发送至搜救处理单元;
所述搜救处理单元将所述回波信号转换为数字信号,并将所述数字信号进行图像处理;
所述搜救处理单元提取所述处理后图像的特征进行目标识别和分类。

说明书全文

一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统及方法

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及海上目标搜寻技术领域,尤其涉及一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统及方法。

背景技术

[0002] 随着我国对南海海洋资源开发的不断深入,海洋工程和海上作业任务日益增多,海上作业人员的安全问题以及特种装备的搜救作业问题变得日益突出。而航MH370失联后在漫长的海上搜寻中,尽管我国派遣了多艘国内最先进的搜救船舶,但也暴露出了我国海上和深海搜寻装备不足等问题,制约了我国深远海搜救能的有效发挥。目前海上搜救主要是采用视觉搜救方法如救助船或者救助直升机上简单的观测仪和照明系统,而且只能在能见度良好的情况下通过人工方法辨认。但是在深远海海上遇险目标搜救的环境为强强浪,且夜间和雨雾天气时,搜救手段更为为有限,只能停止搜救工作。
[0003] 现有搜救方法及众多的航海雷达及船载海上搜寻设备,它们存在以下弊端:
[0004] 1、目前搜救方法多是人工视觉识别目标,搜救速度慢,目标易丢失。
[0005] 2、船载的搜寻设备昂贵,需单独架设,使用时经常会受周围环境影响较大,如遇恶劣天气和海况时,部分设备将无法正常工作。且船载搜寻设备用途和目的单一,仅仅适用于目标寻找。
[0006] 3、船上现有雷达设备主要用于船舶导航,海上遇险小目标,容易被认为海杂波或者干扰信号被航海雷达剔除,因此对小目标探测能力欠佳。

发明内容

[0007] 本发明实施例提供一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统及方法,以克服上述技术问题。
[0008] 本发明一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统,包括:
[0009] 信号收发机、雷达控制单元、搜救处理单元以及电子海图单元;
[0010] 所述信号收发机,用于发送和接收电磁波和所述电磁波的回波信号;
[0011] 所述雷达控制单元,用于控制所述信号收发机发送和接收电磁波和回波信号;
[0012] 所述电子海图单元,用于提供海面上地理坐标及海洋域信息;
[0013] 所述搜救处理单元,用于将所述信号收发机接收的电磁波普回波信号转换为数字信号,将所述数字信号进行滤波处理,剔除周围环境的随机噪声和海浪干扰,并将滤波后的数据进行图像处理,将处理后的图像提取特征、目标识别和分类。
[0014] 进一步地,所述雷达控制单元,具体用于:
[0015] 通过雷达控制平台软件,允许用户访问及根据需要设置不同的雷达参数,包括脉冲宽度、脉冲重复频率/脉冲重复周期、接收机灵敏度、接收机带宽,以及雷达和收发机的开关
[0016] 进一步地,所述搜救处理单元具体用于:
[0017] 将所述数字信号的坐标与所述地理坐标匹配。
[0018] 进一步地,还包括:
[0019] 雷达显示单元,用于显示将所述搜救处理单元确定的目标与所述电子海图叠加显示。
[0020] 进一步地,还包括:
[0021] 通信单元,用于将所述搜救处理单元确定的目标发送至陆地指挥中心。
[0022] 本发明还提供一种基于航海雷达的海上遇险目标搜寻方法,包括:
[0023] 信号收发机向海面发送和接收所述电磁波的回波信号,并将所述回波信号发送至搜救处理单元;
[0024] 所述搜救处理单元将所述回波信号转换为数字信号,并将所述数字信号进行图像处理;
[0025] 所述搜救处理单元提取所述处理后图像的特征进行目标识别和分类。
[0026] 本发明在不改变航海雷达的导航功能的前提下,可实现海上遇险目标的搜寻。能够在恶劣天气海况,特别是夜间、大风浪和低能见度时,其它船载设备搜救能力受限的情况下,通过船载航海雷达设备获得搜救目标信息,可提高深远海海面遇险目标搜寻救助能力。附图说明
[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028] 图1为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统示意图;
[0029] 图2为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统另一示意图;
[0030] 图3为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统另一示意图;
[0031] 图4为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻方法流程图
[0032] 图5为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻数据处理流程图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
[0034] 图1为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统示意图,如图1所示,本实施例的系统可以包括:
[0035] 信号收发机101、雷达控制单元102、搜救处理单元103、电子海图单元104;
[0036] 所述信号收发机,用于发送和接收电磁波和所述电磁波的回波信号;
[0037] 所述雷达控制单元,用于控制所述信号收发机发送和接收电磁波和回波信号;
[0038] 所述电子海图单元,用于提供海面上地理坐标及海洋水域信息;
[0039] 所述搜救处理单元,用于将所述信号收发机接收的电磁波普回波信号转换为数字信号,将所述数字信号进行滤波处理,剔除周围环境的随机噪声和海浪干扰,并将滤波后的数据进行图像处理,将处理后的图像提取特征、目标识别和分类。
[0040] 进一步地,所述搜救处理单元具体用于:
[0041] 将所述数字信号的坐标与所述地理坐标匹配。
[0042] 进一步地,所述雷达控制单元,具体用于:
[0043] 通过雷达控制平台软件,允许用户访问及根据需要设置不同的雷达参数,包括脉冲宽度、脉冲重复频率/脉冲重复周期、接收机灵敏度、接收机带宽,以及雷达和收发机的开关。该信号收发机通过航海雷达天线向外发射电磁波和接收海面反射的回波信号。
[0044] 图2为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统另一示意图,如图2所示,本实施例系统,在图1所示的系统之上,还包括:
[0045] 雷达显示单元205,用于显示将所述搜救处理单元确定的目标与所述电子海图叠加显示。
[0046] 图3为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻系统另一示意图,如图2所示,本实施例系统,在图2所示的系统之上,还包括:
[0047] 通信单元306,用于将所述搜救处理单元确定的目标发送至陆地指挥中心。
[0048] 图4为本发明基于航海雷达的海上遇险目标搜寻方法流程图,如图4所示,本实施例方法,包括:
[0049] 步骤101、信号收发机向海面发送和接收所述电磁波的回波信号,并将所述回波信号发送至搜救处理单元;
[0050] 步骤102、所述搜救处理单元将所述回波信号转换为数字信号,并将所述数字信号进行图像处理;
[0051] 其中,数字信号的图像处理过程,包括对图像进行放大、缩小、旋转等图像变换;对图像进行增强改善图像质量及丰富信息量;通过对图像进行边缘检测的方法增强目标边缘特征同时抑制噪声;应用图像叠加及融合方法突出目标信息,加大目标特性和周围环境特性的对比度
[0052] 步骤103、所述搜救处理单元提取所述处理后图像的特征进行目标识别和分类。
[0053] 对处理后的图像提取目标物的运动特征和类型特征等信息属性,利用模式识别技术将图像中目标物属性和已知特征库的目标物属性进行对比、判断,通过全自动模化分析处理或半自动模块化分析并结合人工干预处理,完成遇险目标的识别和分类。如图5所示。
[0054] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0055] 1、本发明直接应用在船载航海雷达上,而航海雷达是船上必备导航设备,直接对航海雷达信号处理设备进行改造、升级,可节省安装成本。
[0056] 2、本发明可实现船载雷达在不改变导航功能的基础上,实现夜间、雨雾天气和强风强浪对遇险目标搜寻,是一项搜救新技术。
[0057] 3、本发明技术将大大提升深远海遇险目标的搜救保障应急处置效率。
[0058] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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