CN103175525B - 基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和方法，其中，基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统包括：导航数据接收单元，接收并处理本船舶的实时导航数据；提取单元，根据实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息；雷达模拟图像生成单元，根据电子海图矢量信息和实时导航数据生成雷达模拟图像；雷达模拟图像叠加单元，将雷达模拟图像叠加在相应范围的电子海图上；显示单元，显示叠加处理后的电子海图。本发明实现了针对实时动态船舶的雷达图像叠加，无需采集雷达数据以及通过复杂的坐标变换算法形成雷达图像，在减少电子海图雷达图像叠加的偏差以及计算机存储空间的同时，也降低了产品成本。

Description

基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和方法

技术领域

本发明涉及船舶导航技术领域，具体而言，涉及一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法。

背景技术

作为船舶综合导航系统重要的组成设备，电子海图和导航雷达是在船舶航行时为航海人员显示海上安全信息的系统，对船舶导航和避碰安全发挥着极其重要的作用。但是两者单独使用都具有一定的局限性。随着现代导航信息技术的应用和发展，为了更好的提高海上航行安全，实现雷达图像与电子海图叠加显示已成为可能和必然。在电子海图上叠加显示雷达图像，可提供本船、本船周围的静态目标与动态目标三者之间的位置关系，进一步完善了船舶综合导航系统。

现有电子海图与雷达图像的叠加通常是采集雷达通讯数据后，对这些数据经过处理后传于终端计算机，经过一系列叠加匹配算法后在电子海图上叠加显示。

此类方案首先需要采集一定数量的雷达数据，这些数据一般只针对某一特定区域某一特定船舶进行采集，采集后的数据经过信号及杂波处理后再经过坐标变换算法（由于雷达是极坐标，海图是墨卡托投影）形成一些固定比例尺的雷达图像。这里复杂的处理运算必然造成了与电子海图叠加的叠加偏差，也是现有技术普遍存在的一个问题。

转换成的雷达图像需要按照一定的组织形式存放在计算机特定的存储区域，因而需要占用大量的计算机存储空间。在对雷达图像进行特征提取、选择并判断是否为目标等处理后，将雷达图像经过一定的匹配算法在电子海图上叠加显示。

由于在与电子海图进行叠加之前包含了许多复杂的处理过程，因而需要投入较大的资金和人力成本，这样就不可避免的提高了产品的成本。

因此，目前的电子海图叠加显示雷达图像技术至少有以下缺点：

1.在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。

2.在同一显示比例尺下，由于电子海图（墨卡托）与雷达数据（极坐标）的坐标系和显示算法的不同，现有雷达图像叠加到电子海图上仍存在由坐标系不同和显示算法不同引起的误差，甚至对于不同的雷达图像来源在同一系统中显示也会存在一定的误差。

3.由于雷达本身的技术问题，一般得到的雷达图像经常会存在显示盲区、显示死地址等现象，叠加在海图上并不能消除这个问题。

4.现有雷达图像叠加技术一般只能做到对固定船舶固定路线的雷达图像叠加。

5.相关技术一般使用录制好的大量的雷达图像，因而会占用很大的计算机存储空间。

6.现有雷达图像叠加技术需要的产品成本较高。要获取产品所需要的雷达图像，首先需要投入大量的人力物力得到固定船舶固定路线的雷达采集数据，然后需要投入大量的精力将雷达的极坐标信息转换成和电子海图坐标系保持一致的雷达图像信息。整个过程需要投入较大的资金和人力成本。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，提出了一种新的雷达图像模拟方案，可减少雷达模拟图像叠加在电子海图上的误差，同时减少雷达图像的显示盲区和死地址等现象，实现了针对实时动态船舶的雷达图像叠加。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统，包括：导航数据接收单元，用于接收并处理本船舶的实时导航数据；提取单元，用于根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息；雷达模拟图像生成单元，用于根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像；雷达模拟图像叠加单元，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上；显示单元，显示叠加处理后的电子海图。

通过上述技术方案，将电子海图矢量信息作为生成雷达图像的信息源之一，电子海图的矢量信息覆盖范围比较完整全面，因而得到的雷达模拟图像基本可以消除显示盲区、显示死地址等现象。并且使用3G导航数据作为生成的雷达模拟图像的信息源之一，3G导航数据是实时动态的，因而可实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。在该技术方案中，由于雷达模拟图像是实时生成的，因此大大减少了计算机的存储空间占用率。

在上述技术方案中，优选的，所述导航数据接收单元还用于接收并处理所述本船舶之外的目标船舶的实时导航数据；所述雷达模拟图像生成单元还用于根据所述电子海图矢量信息以及所述目标船舶和所述本船舶的实时导航信息生成所述雷达模拟图像。

在本船舶航行过程中，其周边可能有其他船舶，在此称为目标船舶，为了避免出现与其他船舶碰撞情况，也可以实时获取目标船舶的导航数据，生成的雷达模拟图像中包含了目标船舶的信息，真实反映了船舶航行过程中的航行环境。

在上述技术方案中，优选的，所述雷达模拟图像生成单元包括：第一生成子单元，基于所述电子海图矢量信息生成相对于所述本船舶的原始静态目标图像，基于所述目标船舶的实时导航数据生成相对于所述本船舶的原始动态目标图像；第二生成子单元，根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将所述原始静态目标图像和所述原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像，以及根据所述雷达静态目标图像和所述雷达动态目标图像生成所述雷达模拟图像。

在通过电子海图矢量信息生成原始图像目标图像时，为了接近真实雷达采集数据，考虑时间衰退因子和雷达回波强度因子将生成的原始静态目标图像和原始动态目标图像进行转换，从而得到相对于本船舶的更加符合实际航行环境的雷达图像。

在上述技术方案中，优选的，所述提取单元包括：电子海图确定子单元，根据所述实时导航数据获取所述本船舶的位置信息，以所述本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定所述相应范围的电子海图，以从确定的所述相应范围的电子海图中提取所述电子海图矢量信息。

在该技术方案中，用户可设置雷达模拟图像的叠加范围，例如以本船舶为中心，生成3海里、6海里或9海里等范围内的雷达模拟图像。因此，需设置多少范围内的电子海图，从而提取相应范围内的电子海图矢量信息，以生成以本船舶为中心的雷达模拟图像。

在上述任一技术方案中，优选的，所述雷达模拟图像生成单元还用于生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；所述雷达模拟图像叠加单元还用于以所述本船舶为中心，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上。

在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。本技术方案依据电子海图矢量信息和3G导航数据生成雷达模拟图像，可实现在任意比例尺下的电子海图雷达图像叠加，减小了叠加误差。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法，包括：接收并处理本船舶的实时导航数据；根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息；根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像；将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上，显示叠加后的电子海图。

通过上述技术方案，将电子海图矢量信息作为生成雷达图像的信息源之一，电子海图的矢量信息覆盖范围比较完整全面，因而得到的雷达模拟图像基本可以消除显示盲区、显示死地址等现象。并且使用3G导航数据作为生成的雷达模拟图像的信息源之一，3G导航数据是实时动态的，因而可实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。在该技术方案中，由于雷达模拟图像是实时生成的，因此大大减少了计算机的存储空间占用率。

在上述技术方案中，优选的，还可以包括：接收并处理所述本船舶之外的目标船舶的实时导航数据；根据所述电子海图矢量信息以及所述目标船舶和所述本船舶的实时导航信息生成所述雷达模拟图像。

在本船舶航行过程中，其周边可能有其他船舶，在此称为目标船舶，为了避免出现与其他船舶碰撞情况，也可以实时获取目标船舶的导航数据，生成的雷达模拟图像中包含了目标船舶的信息，真实反映了船舶航行过程中的航行环境。

在上述任一技术方案中，优选的，根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像的过程具体包括：基于所述电子海图矢量信息生成相对于所述本船舶的原始静态目标图像，基于所述目标船舶的实时导航数据生成相对于所述本船舶的原始动态目标图像；根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将所述原始静态目标图像和所述原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像；根据所述雷达静态目标图像和所述雷达动态目标图像生成所述雷达模拟图像。

在通过电子海图矢量信息生成原始图像目标图像时，为了接近真实雷达采集数据，考虑时间衰退因子和雷达回波强度因子将生成的原始固定目标图像和原始目标图像进行转换，从而得到相对于本船舶的更加符合实际航行环境的雷达图像。

在上述任一技术方案中，优选的，所述根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息的步骤具体为：根据所述实时导航数据获取所述本船舶的位置信息；以所述本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定所述相应范围的电子海图；从确定的所述相应范围的电子海图中提取所述电子海图矢量信息。

在该技术方案中，用户可设置雷达模拟图像的叠加范围，例如以本船舶为中心，生成3海里、6海里或9海里等范围内的雷达模拟图像。因此，需设置多少范围内的电子海图，从而提取相应范围内的电子海图矢量信息，以生成以本船舶为中心的雷达模拟图像。

在上述任一技术方案中，优选的，还可以包括：生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；以所述本船舶为中心，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上。

在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。本技术方案依据电子海图矢量信息和3G导航数据生成雷达模拟图像，可实现在任意比例尺下的电子海图雷达图像叠加，减小了叠加误差。

通过本发明的技术方案，将基于电子海图和导航数据的雷达模拟图像叠加在电子海图上，大大降低了由不同显示比例尺以及不同坐标系之间的转换算法引起的叠加误差，叠加结果更加精确，同时减少了雷达图像的显示盲区和死地址等现象。并且实现了实时动态船舶的雷达图像叠加，并在此技术上节省了计算机的存储空间，以及在一定程度上降低了产品成本，具有较高的性价比。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统的框图；

图2示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的雷达模拟图像转换方法的流程图；

图4示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统的框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统100，可以包括：导航数据接收单元102，用于接收并处理本船舶的实时导航数据；提取单元104，用于根据实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息；雷达模拟图像生成单元106，用于根据电子海图矢量信息和实时导航数据生成雷达模拟图像；雷达模拟图像叠加单元108，将雷达模拟图像叠加在相应范围的电子海图上；显示单元110，显示叠加处理后的电子海图。

通过上述技术方案，将电子海图矢量信息作为生成雷达图像的信息源之一，电子海图的矢量信息覆盖范围比较完整全面，因而得到的雷达模拟图像基本可以消除显示盲区、显示死地址等现象。并且使用3G导航数据作为生成的雷达模拟图像的信息源之一，3G导航数据是实时动态的，因而可实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。在该技术方案中，由于雷达模拟图像是实时生成的，因此大大减少了计算机的存储空间占用率。

在上述技术方案中，优选的，上述导航数据接收单元102还用于接收并处理本船舶之外的目标船舶的实时导航数据；上述雷达模拟图像生成单元106还用于根据电子海图矢量信息以及目标船舶和本船舶的实时导航信息生成雷达模拟图像。

在本船舶航行过程中，其周边可能有其他船舶，在此称为目标船舶，为了避免出现与其他船舶碰撞情况，也可以实时获取目标船舶的导航数据，生成的雷达模拟图像中包含了目标船舶的信息，真实反映了船舶航行过程中的航行环境。

在上述技术方案中，优选的，雷达模拟图像生成单元106包括：第一生成子单元1062，基于电子海图矢量信息生成相对于本船舶的原始静态目标图像，基于目标船舶的实时导航数据生成相对于本船舶的原始动态目标图像；第二生成子单元1064，根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将原始静态目标图像和原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像，以及根据雷达静态目标图像和雷达动态目标图像生成雷达模拟图像。

在通过电子海图矢量信息生成原始图像目标图像时，为了接近真实雷达采集数据，考虑时间衰退因子和雷达回波强度因子将生成的原始静态目标图像和原始动态目标图像进行转换，从而得到相对于本船舶的更加符合实际航行环境的雷达图像。

在上述技术方案中，优选的，提取单元104包括：电子海图确定子单元1042，根据实时导航数据获取本船舶的位置信息，以本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定相应范围的电子海图，以从确定的相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息。

在该技术方案中，用户可设置雷达模拟图像的叠加范围，例如以本船舶为中心，生成3海里、6海里或9海里等范围内的雷达模拟图像。因此，需设置多少范围内的电子海图，从而提取相应范围内的电子海图矢量信息，以生成以本船舶为中心的雷达模拟图像。

在上述任一技术方案中，优选的，雷达模拟图像生成单元106还用于生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；雷达模拟图像叠加单元108还用于以本船舶为中心，将雷达模拟图像叠加在相应范围的电子海图上。

在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。本技术方案依据电子海图矢量信息和3G导航数据生成雷达模拟图像，可实现在任意比例尺下的电子海图雷达图像叠加，减小了叠加误差。

接下来结合图2和图3来详细说明根据本发明的雷达图像模拟系统。图2示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统的示意图，图3示出了根据本发明的实施例的雷达模拟图像转换方法的流程图。

1.电子海图单元202为本系统提供电子海图数据，本雷达图像模拟系统将符合IHO-S63、IHO-S57格式的电子海图数据进行加载转换处理，得到电子海图的矢量信息，并可在本系统的显示单元208上显示电子海图，将该电子海图的显示作为显示底层。

2.在导航数据接收和处理单元204（即图1中所示的导航数据接收单元）中，设置系统的数据通信配置参数，使系统连接到3G网络或4G网络，接收3G导航数据或4G导航数据，对接收到的3G导航数据或4G导航数据进行数据处理，得到本船舶和目标船舶的导航数据（主要包括位置、船速、航向、艏向等），目标船舶可以是本船舶周边的船舶。在海图显示区域按照IHO-62288标准显示格式显示本船舶和目标船舶。

3.在雷达图像模拟系统中设定船舶的雷达图像叠加范围（例如3NM、6NM或9NM），根据3G导航数据获取本船舶的导航位置信息，依据这两个条件（雷达图像叠加范围和本船舶的导航位置信息）从电子海图列表中选出处于该范围内的电子海图。

4.从步骤3中选出的电子海图中获取具有雷达回波性质的矢量信息（例如海岸、陆地、灯标、浮标等信息），从3G导航数据中获取GPS、GYRO、AIS（automaticidentificationsystem）、ARPA（automaticradarplottingaid）等目标船的导航信息。

5.在雷达图像生成和叠加单元206（即图1中所示的雷达图像生成单元和雷达图像叠加单元）中，根据步骤4中获取的信息（目标船舶的导航信息和相应范围的电子海图的矢量信息），生成原始的目标图像和原始的固定目标图像，参见图3。

6.根据步骤5中生成的原始图像，考虑雷达回波强度因子（通常认为近距离回波信号强，远距离回波信号弱）和雷达图像的时间衰减因子，将原始动态目标图像和原始静态目标图像分别转换成雷达动态目标图像和雷达静态目标图像。

7.结合步骤6中获得的两个图像（动态目标雷达图像和静态目标雷达图像），生成雷达模拟图像。

8.根据系统中设定船舶的雷达图像叠加范围以及当前电子海图的显示比例尺，生成与显示比例尺一致的雷达模拟图像，以船舶为中心，将雷达模拟图像叠加在相应范围的电子海图上。

9.根据3G导航数据的实时性，以上步骤也实时更新，实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。

通过上述处理过程，解决了至少以下技术问题：

1.在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。本发明依据电子海图矢量信息和导航数据生成雷达模拟图像，可实现在任意比例尺下的电子海图雷达图像叠加，减小了叠加误差。

2.在同一显示比例尺下，由于电子海图（墨卡托）与雷达数据（极坐标）的坐标系和显示算法的不同，现有雷达图像叠加到电子海图上仍存在由坐标系不同和显示算法不同引起的误差，甚至对于不同的雷达图像来源在同一系统中显示也会存在一定的误差。本发明生成的雷达模拟图像避免了因坐标系之间和显示算法之间的转换而引起的误差，并且排除了不同雷达之间的差异性，从一个新的角度降低了上述问题引起的叠加误差。

3.由于雷达本身的技术问题，一般得到的雷达图像经常会存在显示盲区、显示死地址等现象，而叠加在海图上并不能消除这个问题。本发明将电子海图矢量信息作为生成雷达图像的信息源之一，由于电子海图的矢量信息覆盖范围比较完整全面，因而得到的雷达模拟图像基本可以消除这种现象。

4.相关雷达图像叠加技术一般只能做到对固定船舶固定路线的雷达图像叠加，本发明使用导航数据作为生成的雷达模拟图像的信息源之一，由于导航数据是实时动态的，因而可实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。

5.相关技术一般使用录制好的大量的雷达图像，因而会占用很大的计算机存储空间。本发明的雷达模拟图像是实时生成的，大大减少了计算机的存储空间占用率。

6.相关雷达图像叠加技术需要的产品成本较高。要获取产品所需要的雷达图像，首先需要投入大量的人力物力得到固定船舶固定路线的雷达采集数据，然后需要投入大量的精力将雷达的极坐标信息转换成和电子海图坐标系保持一致的雷达图像信息。整个过程需要投入较大的资金和人力成本，且处理过程复杂。本发明只需将电子海图和导航数据准备好，就可生成实时动态船舶的雷达模拟图像，大大降低了产品的成本，具有较高的性价比。

下面结合图4详细说明根据本发明的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法。

图4示出了根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法的流程图。

如图4所示，根据本发明的实施例的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法，可以包括以下步骤：步骤402，接收并处理本船舶的实时导航数据；步骤404，根据实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息；步骤406，根据电子海图矢量信息和实时导航数据生成雷达模拟图像；步骤408，将雷达模拟图像叠加在相应范围的电子海图上，显示叠加后的电子海图。

通过上述技术方案，将电子海图矢量信息作为生成雷达图像的信息源之一，电子海图的矢量信息覆盖范围比较完整全面，因而得到的雷达模拟图像基本可以消除显示盲区、显示死地址等现象。并且使用3G导航数据作为生成的雷达模拟图像的信息源之一，3G导航数据是实时动态的，因而可实现实时动态船舶的雷达模拟图像叠加。在该技术方案中，由于雷达模拟图像是实时生成的，因此大大减少了计算机的存储空间占用率。

在上述技术方案中，优选的，还可以包括：接收并处理本船舶之外的目标船舶的实时导航数据；根据电子海图矢量信息以及目标船舶和本船舶的实时导航信息生成雷达模拟图像。

在本船舶航行过程中，其周边可能有其他船舶，在此称为目标船舶，为了避免出现与其他船舶碰撞情况，也可以实时获取目标船舶的导航数据，生成的雷达模拟图像中包含了目标船舶的信息，真实反映了船舶航行过程中的航行环境。

在上述任一技术方案中，优选的，根据电子海图矢量信息和实时导航数据生成雷达模拟图像的过程具体包括：基于电子海图矢量信息生成相对于所述本船舶的原始静态目标图像，基于所述目标船舶的实时导航数据生成相对于所述本船舶的原始动态目标图像；根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将所述原始静态目标图像和所述原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像；根据所述雷达静态目标图像和所述雷达动态目标图像生成所述雷达模拟图像。

在通过电子海图矢量信息生成原始图像目标图像时，为了接近真实雷达采集数据，考虑时间衰退因子和雷达回波强度因子将生成的原始静态目标图像和原始动态目标图像进行转换，从而得到相对于本船舶的更加符合实际航行环境的雷达图像。

在上述任一技术方案中，优选的，所述根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息的步骤具体为：根据所述实时导航数据获取所述本船舶的位置信息；以所述本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定所述相应范围的电子海图；从确定的所述相应范围的电子海图中提取所述电子海图矢量信息。

在该技术方案中，用户可设置雷达模拟图像的叠加范围，例如以本船舶为中心，生成3海里、6海里或9海里等范围内的雷达模拟图像。因此，需设置多少范围内的电子海图，从而提取相应范围内的电子海图矢量信息，以生成以本船舶为中心的雷达模拟图像。

在上述任一技术方案中，优选的，还可以包括：生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；以所述本船舶为中心，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上。

在电子海图的显示比例尺发生变化时，相关技术一般使用的是由录制的雷达数据转换成的一些固定比例尺的雷达图像，因而很难在不同比例尺的电子海图上进行叠加，即使能够叠加也会存在较大的偏差。本技术方案依据电子海图矢量信息和3G导航数据生成雷达模拟图像，可实现在任意比例尺下的电子海图雷达图像叠加，减小了叠加误差。

以上结合附图详细说明了根据本发明的技术方案，本发明的技术方案至少达到了以下技术效果：

1.根据本发明的雷达模拟图像能和不同显示比例的电子海图叠加显示，并且叠加效果良好，叠加误差小。

2.将根据本发明的雷达模拟图像与电子海图进行叠加，降低了不同坐标系转换和不同显示算法引入的叠加误差。

3.在一定程度上缓解了现有雷达图像存在的显示盲区和显示死地址等现象。

4.可实现实时动态船舶的雷达模拟图像与电子海图的叠加。

5.实时动态船舶的雷达模拟图像叠加，节约了计算机的存储空间。

6.在一定程度上降低了产品成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统，所述基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统包括导航数据接收单元，用于接收并处理本船舶的实时导航数据，提取单元，用于根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息，雷达模拟图像生成单元，用于根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像，雷达模拟图像叠加单元，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上，显示单元，显示叠加处理后的电子海图，所述导航数据接收单元还用于接收并处理所述本船舶之外的目标船舶的实时导航数据，其特征在于，所述基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统还包括：

所述雷达模拟图像生成单元还用于根据所述电子海图矢量信息以及所述目标船舶和所述本船舶的实时导航信息生成所述雷达模拟图像；所述雷达模拟图像生成单元包括：

第一生成子单元，基于所述电子海图矢量信息生成相对于所述本船舶的原始静态目标图像，基于所述目标船舶的实时导航数据生成相对于所述本船舶的原始动态目标图像；

第二生成子单元，根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将所述原始静态目标图像和所述原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像，以及根据所述雷达静态目标图像和所述雷达动态目标图像生成所述雷达模拟图像。

2.根据权利要求1所述的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统，其特征在于，所述提取单元包括：

电子海图确定子单元，根据所述实时导航数据获取所述本船舶的位置信息，以所述本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定所述相应范围的电子海图，以从确定的所述相应范围的电子海图中提取所述电子海图矢量信息。

3.根据权利要求1或2所述的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统，其特征在于，所述雷达模拟图像生成单元还用于生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；

所述雷达模拟图像叠加单元还用于以所述本船舶为中心，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上。

4.一种基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法，所述基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法包括接收并处理本船舶的实时导航数据，根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息，根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上，显示叠加后的电子海图，接收并处理所述本船舶之外的目标船舶的实时导航数据，其特征在于，所述基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法还包括：

根据所述电子海图矢量信息以及所述目标船舶和所述本船舶的实时导航信息生成所述雷达模拟图像；根据所述电子海图矢量信息和所述实时导航数据生成雷达模拟图像的过程具体包括：

基于所述电子海图矢量信息生成相对于所述本船舶的原始静态目标图像，基于所述目标船舶的实时导航数据生成相对于所述本船舶的原始动态目标图像；

根据雷达图像的时间衰减因子和雷达回波强度因子，将所述原始静态目标图像和所述原始动态目标图像分别转换成雷达静态目标图像和雷达动态目标图像；

根据所述雷达静态目标图像和所述雷达动态目标图像生成所述雷达模拟图像。

5.根据权利要求4所述的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法，其特征在于，所述根据所述实时导航数据从相应范围的电子海图中提取电子海图矢量信息的步骤具体为：

根据所述实时导航数据获取所述本船舶的位置信息；

以所述本船舶的位置为中心，基于预置的雷达图像叠加范围确定所述相应范围的电子海图；

从确定的所述相应范围的电子海图中提取所述电子海图矢量信息。

6.根据权利要求4或5所述的基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟方法，其特征在于，还包括：

生成与当前显示的电子海图的显示比例尺一致的雷达模拟图像；

以所述本船舶为中心，将所述雷达模拟图像叠加在所述相应范围的电子海图上。