CN107562923A

CN107562923A - 基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统

Info

Publication number: CN107562923A
Application number: CN201710824423.9A
Authority: CN
Inventors: 强保华; 孙颢宁; 王玉峰; 谢武; 韦二龙; 赵兴朝; 史喜娜
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology; CETC 54 Research Institute
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology; CETC 54 Research Institute
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明公开了一种基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统，包括：值班记录模块保存图片和视频信息，并与生成的值班记录的文字性描述自动进行关联；光电取证回放模块针对关联的图片与视频信息进行条件搜索并进行选择性浏览或回放；日志管理模块针对事件属性构建索引并结合数据库字段查询得到联合搜索结果，以列表和电子海图两种方式显示。本发明实现了基于船载导航雷达引导的光电摄像头转向自动控制，以及面向文本、图像、视频等多种不同类型数据的数据检索，采用搜索引擎技术，通过设计全文检索系统，突破传统数据库在解决跨字段模糊查询的效率和准确性不高的问题，准确实现文本、图像、视频等多种不同类型数据的数据检索。

Description

基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统

技术领域

本发明涉及.NET中的Winform开发技术领域及光电平台二次应用开发，具体涉及一种基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统。

背景技术

海上维权执法，对管辖海域及岛屿、石油平台周边的船只目标实施跟踪和监视，需要各种海上目标观测系统。鉴于目前海监船上都已列装了GPS/北斗定位仪、雷达、AIS、光电取证系统等仪器设备，以上述仪器设备为基础，在现有观测手段的基础上，开发基于多源信息融合的海上目标观测系统，基于导航雷达和光电设备实现海上目标的跟踪和监视，基于电子海图实现多源数据的联动展示，实现观测数据的采集、存储、处理、统计分析和检索应用，是对目前海上目标观测系统的一种补充。

发明内容

基于上述背景，本发明提供一种基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统。所述方法通过软件模拟操控盘实现对光电取证平台的操控；能够依据不同数据来源的目标船编批信息选定跟踪船只目标，并能够根据本船和他船位置信息，进行光电平台视角的自动转向控制；监视过程中可进行视频录制、拍照；以多媒体形式记录海上维权执法事件，包括文字、图片、视频、声音，并集成光电取证模块；对异常事件进行告警提示。

所述系统包括值班记录模块、光电取证回放模块和日志管理模块。所述值班记录模块通过操控光电取证平台，保存图片和视频信息，并与生成的值班记录的文字性描述自动进行关联。所述光电取证回放模块针对关联的图片与视频信息进行条件搜索并进行选择性浏览或回放。所述日志管理模块针对事件属性构建索引并结合数据库字段查询得到联合搜索结果，以列表和电子海图两种方式显示，海图事件标注则将相同目标的事件进行经纬度关联。

基于现有的船只目标观测系统，在本系统中，添加了基于船载导航雷达引导的光电摄像头转向自动控制，保证理论计算和实时校准的准确、高效；实现了面向文本、图像、视频等多种不同类型数据的海量数据检索，准确实现文本、图像、视频等多种不同类型数据的数据检索；添加了电子海图中事件点的同属性航迹关联以及详情预览操作。满足海上目标观测取证、事件记录、日志生成与维护、告警管理，以及对光电取证平台的远程控制和参数设置管理需求。可以依据文本索引及选择数据库字段双重联合查询、浏览值班日志，提供以列表和海图的方式展现查询的值班日志；对值班事件进行汇编、统计，形成值班报告。

附图说明

图1为本发明的系统序列图。

图2为本发明中的目标船只方位角计算流程图。

图3为本发明中的操控光电设备流程图。

图4为本发明中的值班事件记录流程图。

图5为本发明中的光电取证回放流程图。

图6为本发明中的日志管理流程图。

具体实施方式

下面以海警海上维权执法为例，结合附图对本发明做更进一步的详细描述。

如图1 所示，基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法及系统，展示了整个系统的数据输入、检索、显示及统计过程。值班记录模块通过操控光电取证平台，保存图片和视频数据，并与生成的值班记录的文字性描述自动进行关联。光电取证回放模块针对关联的图像与视频信息进行条件搜索并进行选择性浏览或回放。日志管理模块针对事件属性构建索引并结合数据库字段查询得到联合搜索结果，以列表和电子海图两种方式显示，海图事件标注则将相同目标的事件进行经纬度关联。数据统计分析模块主要可以针对不同时间段和不同海域进行事件统计对比，以及按照不同的事件属性进行统计查询，并可以选择直方图、饼状图和折线图三种统计方式以得到直观的统计结果。

图2为目标船只方位角计算流程图，其具体步骤为：

（1）获取观测船及目标船只的经纬度：通过北斗或GPS获得观测船的经纬度信息，通过雷达获得目标船只的经纬度信息。

（2）以观测船经度和目标船纬度设定辅助点经纬度。

（3）计算观测船、目标船及辅助点之间的距离：根据本船经纬度和目标船经纬度以及设定的辅助点，利用地球半径以及三角公式推导，分别计算出各边距离。

（4）计算目标船相对于观测船的方位角：利用余弦公式可得到目标船只相对于本船船只在正北方的余弦值，从而可计算出夹角。

（5）计算光电设备相对于正北方向的夹角：通过观测船船体与正北方向的夹角以及摄像头与观测船船体方向的夹角，计算出光电设备相对于正北方向的夹角。

（6）计算光电设备的旋转角度：根据上述得到的目标船与观测船的夹角和光电设备相对于正北方夹角的正负值，判断光电设备相对于目标船只相对位置，从而得到旋转角度，根据角度的值正负设定旋转方向及角度。

图3为操控光电设备流程图，操控光电设备的具体步骤包括：

（1）进行光电平台控制，首先开启光电设备，可通过平台对设备云台进行各个方位的旋转移动，根据数据服务接口传递来的他船和本船信息，光电平台可以进行角度计算，实现光电设备自动转向追踪目标船只，并且可以通过点击仪表盘角度进行精确的角度旋转。

（2）根据需要可以进行实时的画面抓拍与视频录制，保存媒体记录且媒体文件自动与值班事件记录进行关联。

（3）操作者根据对画面的要求在参数调节模块可以进行手动参数调节，并可恢复默认值状态。

图4为值班事件记录流程图，值班事件记录的具体步骤包括：

（1）启动值班事件记录功能，加载光电取证平台控制功能，监控并加载平台图像。

（2）加载告警提示功能，显示告警提示信息。

（3）根据光电取证平台信息、告警信息等记录事件信息。

（4）添加时间、地点信息，添加事件判断属性信息。

（5）操作者根据需求手动添加或删除关联文件。

（6）事件信息合法性验证后，形成一条事件记录与媒体文件的关联记录。

图5为光电取证回放流程图，光电取证回放步骤包括：

（1）选定搜索数据时间段、附件类型及关联事件关键字信息。

（2）查询数据库得到结果以列表方式并分页显示。

（3）选择性进行图片展示或视频播放。

图6为日志管理流程图，日志管理模块步骤包括：

（1）进行条件勾选并输入搜索条件，得到查询数据库搜索结果。

（2）对得到数据库搜索结果的事件日志中的各项属性条件建立文本索引。

（3）根据输入关键字通过文本索引对数据库搜索结果进行二次查找，所得结果会有列表与电子海图两种结果显示方案。

（4）其中电子海图显示方案，会将查询得到的事件结果在电子海图中在相应的经纬度以事件点的方式展示，并将“目标名称”相同的事件进行经纬度关联，对标注的事件点可以选择性进入事件详情展示页面。

与现有的船只目标观测系统相比，本发明实现了基于船载导航雷达引导的光电摄像头转向自动控制，需要综合考虑观测船的经纬度信息、观测船船体的方向角、摄像头和观测船船体的方向夹角，计算摄像头相对于目标船只应该转动的角度，并设计高效的算法，保证理论计算和实时校准的准确、高效；以及实现了面向文本、图像、视频等多种不同类型数据的数据检索，采用搜索引擎技术，通过设计全文检索系统，突破传统数据库在解决跨字段模糊查询的效率和准确性不高的问题，准确实现文本、图像、视频等多种不同类型数据的数据检索。

Claims

1.一种基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测方法，所述方法包括：

值班记录模块通过操控光电取证平台，保存图片和视频信息，并与生成的值班记录的文字性描述自动进行关联；光电取证回放模块针对关联的图片与视频信息进行条件搜索并进行选择性浏览或回放；日志管理模块针对事件属性构建索引并结合数据库字段查询得到联合搜索结果，以列表和电子海图两种方式显示，海图事件标注则将相同目标的事件进行经纬度关联；

所述值班记录模块的执行流程包括如下步骤：

（1）启动值班事件记录功能，加载光电取证平台控制功能，监控并加载平台图像；（2）加载告警提示功能，显示告警提示信息；（3）根据光电取证平台信息、告警信息等记录事件信息；（4）添加时间、地点信息，添加事件判断属性信息；（5）操作者根据需求手动添加或删除关联文件；（6）事件信息合法性验证后，形成一条事件记录与媒体文件的关联记录；

所述光电取证回放模块的执行流程包括如下步骤：

（1）选定搜索数据时间段、附件类型及关联事件关键字信息；（2）查询数据库得到结果以列表方式并分页显示；（3）选择性进行图片展示或视频播放；

所述日志管理模块的执行流程包括如下步骤：

（1）进行条件勾选并输入搜索条件，得到查询数据库搜索结果；（2）对得到数据库搜索结果的事件日志中的各项属性条件建立文本索引；（3）根据输入关键字通过文本索引对数据库搜索结果进行二次查找，产生列表与电子海图两种结果显示方案。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：数据统计分析模块针对不同时间段和不同海域进行事件统计对比，以及按照不同的事件属性进行统计查询，并选择直方图、饼状图或折线图三种统计方式得到统计结果。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中日志管理模块执行步骤中的电子海图显示方案，会将查询得到的事件结果在电子海图中相应的经纬度以事件点的方式展示，并将目标名称相同的事件进行经纬度关联，对标注的事件点选择性进入事件详情展示页面。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括目标船只方位角计算的具体步骤：（1）获取观测船及目标船只的经纬度，通过北斗或GPS获得观测船的经纬度信息，通过雷达获得目标船只的经纬度信息；（2）以观测船经度和目标船纬度设定辅助点经纬度；（3）计算观测船、目标船及辅助点之间的距离：根据本船经纬度和目标船经纬度以及设定的辅助点，利用地球半径以及三角公式推导，分别计算出各边距离；（4）计算目标船相对于观测船的方位角，利用余弦公式可得到目标船只相对于本船船只在正北方的余弦值，从而可计算出夹角；（5）计算光电设备相对于正北方向的夹角：通过观测船船体与正北方向的夹角以及摄像头与观测船船体方向的夹角，计算出光电设备相对于正北方向的夹角；（6）计算光电设备的旋转角度：根据上述得到的目标船与观测船的夹角和光电设备相对于正北方夹角的正负值，判断光电设备相对于目标船只相对位置，从而得到旋转角度，根据角度的值正负设定旋转方向及角度。

5.一种基于船载导航雷达和光电平台的船只目标观测系统，所述系统包括值班记录模块、光电取证回放模块和日志管理模块；所述值班记录模块通过处理器加载并执行的指令包括：（1）启动值班事件记录功能，加载光电取证平台控制功能，监控并加载平台图像；（2）加载告警提示功能，显示告警提示信息；（3）根据光电取证平台信息、告警信息等记录事件信息；（4）添加时间、地点信息，添加事件判断属性信息；（5）操作者根据需求手动添加或删除关联文件；（6）事件信息合法性验证后，形成一条事件记录与媒体文件的关联记录；所述光电取证回放模块通过处理器加载并执行的指令包括：（1）选定搜索数据时间段、附件类型及关联事件关键字信息；（2）查询数据库得到结果以列表方式并分页显示；（3）选择性进行图片展示或视频播放；所述日志管理模块通过处理器加载并执行的指令包括：（1）进行条件勾选并输入搜索条件，得到查询数据库搜索结果；（2）对得到数据库搜索结果的事件日志中的各项属性条件建立文本索引；（3）根据输入关键字通过文本索引对数据库搜索结果进行二次查找，产生列表与电子海图两种结果显示方案。