CN108508427B - 一种基于导航雷达的海冰区域检测方法、装置及设备 - Google Patents

一种基于导航雷达的海冰区域检测方法、装置及设备 Download PDF

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CN108508427B CN201810724549.3A CN201810724549A CN108508427B CN 108508427 B CN108508427 B CN 108508427B CN 201810724549 A CN201810724549 A CN 201810724549A CN 108508427 B CN108508427 B CN 108508427B
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Abstract

本发明实施例提供一种基于雷达的海冰区域检测方法、装置及设备。所述方法包括：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。本发明实施例考虑到在海面大面积结冰情况下，海冰回波很强，类似于陆地回波，而海水回波相对较弱，二者脉冲回波强度具有明显差异，提取满足条件的雷达回波采样点，对于提取到的分散采样点，通过连通性判断等处理，实现大面积海冰目标的探测。

Description

一种基于导航雷达的海冰区域检测方法、装置及设备
技术领域
本发明实施例涉及雷达应用领域，尤其涉及一种基于雷达的海冰区域检测方法、装置及设备。
背景技术
海冰是冬季影响港口作业、海上运输和船舶安全的重要因素。船舶在冬季进出冰封的港口或海湾，或在有大量浮冰、冰山的水域或冰封的极区、港口、海湾航行，船舶机动受限，若操纵不当，船体易受损，易发生冰困，造成危险。因此，需提前观察并确定海冰区域，以合理规划航线，规避航行风险。
目前，对海冰情况的掌握，主要依靠海事预报以及星载雷达等探测设备掌握海面海冰情况，但二者难以做到对海面海冰情况的实时掌握，也不能做到对海冰及移动的连续跟踪。而在此方面，船载导航/搜索等雷达具有全天时全天候的工作特点，可以做到对海冰的实时探测；但雷达一般关心的点状目标，目标一般占据一个或几个分辨单元，目标检测处理一般是确定其中心或质心的距离方位，而类似于海上浮冰这种大面积的面状目标，对其的检测一般不是确定其中心或质心的距离与方位，而是需要确定其覆盖范围，传统的检测方法难以直接应用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于雷达的海冰区域检测方法、装置及设备。
第一方面，本发明实施例提供一种基于雷达的海冰区域检测方法，包括：
获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；
获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；
遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
进一步，所述获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点，具体包括：
获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列形成原始向量，其中每个脉冲回波序列为所述原始向量的一个元素；
采用平滑滤波器对所述原始向量在雷达径向上进行平滑处理，得到结果向量；
从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，其中N的取值等于平滑滤波器的阶数。
进一步，所述从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，具体包括：
若N为偶数，则将所述结果向量的前
Figure BDA0001719428010000021
个元素和后
Figure BDA0001719428010000022
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点；
若N为奇数，则将所述结果向量的前
Figure BDA0001719428010000023
个元素和后
Figure BDA0001719428010000024
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点。
进一步，所述获取所述多个采样点中脉冲回波强度高于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点，具体包括：
根据脉冲回波幅度与海况等级，确定预设海冰检测门限；
将每个采样点的脉冲回波强度与所述预设海冰检测门限进行比较，获得海冰回波采样点和海水回波采样点，其中，所述海冰采样点的脉冲回波强度大于等于所述预设海冰检测门限，所述海水采样点的脉冲回波强度小于所述预设海冰检测门限的采样点。
进一步，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，之前还包括：
对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，获得膨胀后的采样点，并将所述膨胀后的采样点和膨胀前的海冰回波采样点同时作为海冰回波采样点。
进一步，所述对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，获得膨胀后的采样点，具体包括：
对每个海冰回波采样点，将沿雷达径向的前后各Kd个采样点确定为海冰回波采样点，获得径向膨胀后的采样点；将沿雷达方位向的前后各Ka个采样点确定为海冰回波采样点，获得方位向膨胀后的采样点；
其中，Kd的取值由所述雷达的径向采样率和距离单元大小决定，Ka的取值等于脉冲回波的波束宽度内的脉冲个数。
进一步，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，具体包括：
遍历每个海冰回波采样点，若第一海冰回波采样点出现在第二海冰回波采样点周围8个方向相邻的采样单元内，则判定所述第一海冰回波采样点和所述第二海冰回波采样点属于同一片海冰区域；
根据所有属于同一片海冰区域的海冰回波采样点，获得海冰区域。
第二方面，本发明实施例提供一种基于雷达的海冰区域检测装置，包括：
原始采样点模块，用于获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；
海冰回波采样点模块，用于获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；以及
海冰区域模块，用于遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本发明实施例第一方面所述基于雷达的海冰区域检测方法及其任一可选实施例所述的方法。
第四方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令执行本发明实施例第一方面所述基于雷达的海冰区域检测方法及其任一可选实施例的方法。
本发明实施例提供的一种基于雷达的海冰区域检测方法，将雷达扫描海面时的脉冲回波序列对应的海面散射点作为采样点，根据预设海冰检测门限判断采样点属于海水回波还是海冰回波，若采样点为海冰回波则将该采样点作为海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，可以获取大片海冰区域。本发明实施例考虑到在海面大面积结冰情况下，海冰回波很强，类似于陆地回波，而海水回波相对较弱，二者脉冲回波强度具有明显差异，提取满足条件的雷达回波采样点，对于提取到的分散采样点，通过连通性判断等处理，实现大面积海冰目标的探测。
附图说明
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于雷达的海冰区域检测方法流程示意图；
图2为本发明实施例雷达径向与雷达方位向示意图；
图3为本发明实施例二维八连通判断法示意图；
图4为本发明实施例一种基于雷达的海冰区域检测装置示意图；
图5为本发明实施例一种电子设备的框架示意图。
具体实施方式
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。
图1为本发明实施例一种基于雷达的海冰区域检测方法流程示意图，如图1所示的基于雷达的海冰区域检测方法，包括：
100，获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；
雷达进行海面扫描时，海面会发生回波散射，由此雷达可以接收到海面散射的脉冲回波序列，根据脉冲回波序列可以得到采样点。本发明实施例中的海面是泛指不确定海冰和海水的海面。
需要说明的是，本发明实施例可以基于海面散射的多个脉冲回波序列直接得到采样点，例如一个脉冲回波序列对应一个采样点；也可以对多个脉冲回波序列进行一些处理后得到采样点，例如进行平滑处理等。
101，获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；
海面发生回波散射时，海冰和海水的回波散射强度是不相同的，一般的，在海面大面积结冰情况下，海冰回波很强，类似于陆地回波，而海水回波相对较弱，二者脉冲回波强度具有明显差异。因此，通过设置合适的海冰检测门限，根据每个采样点的脉冲回波强度与预设海冰检测门限进行比较，就可以判断哪些海冰散射的回波，从而确定海冰回波采样点。
102，遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
本发明实施例所述二维八连通判断法，其原理是通过八连通区域或八邻域进行判断，所谓八连通区域或八邻域是指对应位置的上、下、左、右、左上、右上、左下、右下，是紧邻的位置和斜向相邻的位置，共8个方向，所以称之为八连通区域或八邻域，
图3为本发明实施例二维八连通判断法示意图，请参考图3，△标记区域均与●标记区域紧邻，假设●代表一个采样点，若有其它采样点位于△标记的任意一个区域，则认为这两个采样点属于同一片区域。
通过二维八连通判断法对每个海冰回波采样点进行遍历判断，即可获得属于同一片区域的海冰，即得到海冰区域。
本发明实施例提供的一种基于雷达的海冰区域检测方法，将雷达扫描海面时的脉冲回波序列对应的海面散射点作为采样点，根据预设海冰检测门限判断采样点属于海水回波还是海冰回波，若采样点为海冰回波则将该采样点作为海冰回波采样点，并进行径向膨胀和方位向膨胀后，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，可以获取大片海冰区域。本发明实施例考虑到在海面大面积结冰情况下，海冰回波很强，类似于陆地回波，而海水回波相对较弱，二者脉冲回波强度具有明显差异，提取满足条件的雷达回波采样点，对于提取到的分散采样点，通过膨胀和连通性判断等处理，实现大面积海冰目标的探测。
作为一个可选的实施例，步骤100，所述获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点，具体包括：
100.1获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列形成原始向量，其中每个脉冲回波序列为所述原始向量的一个元素；
具体的，对于雷达接收到的每一个脉冲回波序列xi(i＝1,2，....,M)，形成原始向量X＝(x1,x2,…,xM)。
100.2，采用平滑滤波器对所述原始向量在雷达径向上进行平滑处理，得到结果向量；
具体的，在雷达径向上采用平滑滤波器进行平滑处理，即采用阶数为N的汉明窗W＝(w1,w2,…,wN)进行平滑处理，其中wn如公式(1)所示。需说明的是，N的取值由径向采样率f0和距离单元大小D0决定，
Figure BDA0001719428010000071
f0的单位为MHz，D0的单位为米，符号
Figure BDA0001719428010000072
表示向上取整，系数k的取值范围为3≤k≤5；M的值由雷达径向采样率、脉冲重复频率和占空比确定，雷达确定后一般不可修改，且M＞＞N。
Figure BDA0001719428010000073
首先，将雷达脉冲回波序列X截取为长度为N的一系列序列片段xi＝(xi,x2,…,xN)，i的取值范围为
Figure BDA0001719428010000074
符号
Figure BDA0001719428010000075
表示向下取整。
其次，计算窗函数所有点数值的累加和SW，
Figure BDA0001719428010000076
用于后续调整卷积结果。
然后，将窗函数向量W与每一个向量xi进行卷积，然后再除以SW，得到的结果即为结果向量yi，结果向量yi的长度为2N-1。
100.3，从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，其中N的取值等于平滑滤波器的阶数。
需要说明的是，为使得平滑处理后的结果向量yi的长度与所截取的序列片段的长度N保持一致，即与平滑滤波器的阶数保持一致，本发明实施例取结果向量yi的中间N个值作为平滑处理后输出结果zi，即得到多个采样点。
具体的，步骤100.3，所述从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，具体包括：
若N为偶数，则将所述结果向量的前
Figure BDA0001719428010000081
个元素和后
Figure BDA0001719428010000082
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点；
若N为奇数，则将所述结果向量的前
Figure BDA0001719428010000083
个元素和后
Figure BDA0001719428010000084
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点。
需要说明的是，无论N为偶数或N为奇数，剩余元素的顺序可以保持不变，直接按剩余元素当前的顺序获取采样点向量。整个脉冲回波序列平滑处理后的结果可记为Z，
Figure BDA0001719428010000085
即为各个向量zi拼接结果，若用采样点直接表示，则为Z＝(z1,z2,z3,…,zM′)，其中，zm为采样点(m＝1,2，…M’)，其值是采样点对应的脉冲回波强度，
Figure BDA0001719428010000086
本发明实施例对采用平滑滤波器对海面散射的雷达回波在雷达径向上进行平滑处理，通过平滑和过门限处理，可以降低海冰回波采样点间的非均匀性，其中，平滑滤波器阶数N，根据雷达采样率与径向分辨率设定，此处不再赘述。
作为一个可选的实施例，步骤101，所述获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点，具体包括：
101.1，根据脉冲回波幅度与海况等级，确定预设海冰检测门限；
具体的，预设海冰检测门限T的取值范围为当前脉冲回波幅度均值Ep的2至3倍，具体取值需要结合海况等级来确定。一般的，海况等级为3级及以下的中低海况情况，预设海冰检测门限T可适当降低；海况等级为3级以上的中高海况情况，预设海冰检测门限T可适当增大。
101.2，将每个采样点的脉冲回波强度与所述预设海冰检测门限进行比较，获得海冰回波采样点和海水回波采样点，其中，所述海冰采样点的脉冲回波强度大于等于所述预设海冰检测门限，所述海水采样点的脉冲回波强度小于所述预设海冰检测门限的采样点。
具体的，将采样点向量Z＝(z1,z2,z3,…,zM′)的每个采样点的脉冲回波强度与预设海冰检测门限T比较，若采样点的脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限则认为是海冰回波，可以将对应的标识位置为1；若采样点的脉冲回波强度小于预设海冰检测门限则认为是海水回波，可以将对应的标识位置为0，从而可以将海冰和海水区分开。
本发明实施例获取所有脉冲回波强度大于等于所述预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点，将在此基础上，通过海冰回波采样点进行连续海冰区域检测。
作为一个可选的实施例，步骤102，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，之前还包括：
对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，获得膨胀后的采样点，并将所述膨胀后的采样点和膨胀前的海冰回波采样点同时作为海冰回波采样点。
雷达进行扫描时，由于雷达自身的参数，如径向采样率、距离单元大小决定、脉冲回波的波束宽度内的脉冲个数等，会造成采样点之间的距离较远，这样通过采样点进行区域检测时，可能会造成较大的检测误差。
本发明实施例对步骤101中得到的每一个海冰回波采样点进行膨胀处理，包括沿径向的膨胀和沿方位向的膨胀，所谓膨胀是指按照预设规则将现有数据增多。本发明实施例对步骤101中的每个海冰回波采样点，沿雷达径向进行数据膨胀和雷达方位向进行数据膨胀，以填充海冰回波采样点之间的空白区域，解决步骤101中采样点较远导致海冰区域检测误差较大的问题，使得海冰区域检测更加精确，更接近实际情况。
基于上述实施例，所述对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，具体包括：
对每个海冰回波采样点，将沿雷达径向的前后各Kd个采样点确定为海冰回波采样点，以实现径向膨胀，获得径向膨胀后的采样点；将沿雷达方位向的前后各Ka个采样点确定为海冰回波采样点，以实现方位向膨胀，获得方位向膨胀后的采样点；
其中，Kd的取值由所述雷达的径向采样率和距离单元大小决定，Ka的取值等于脉冲回波的波束宽度内的脉冲个数。
图2为本发明实施例雷达径向与雷达方位向示意图，请参考图2，本实施例对对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，具体的，对于步骤101中得到的每一个海冰回波采样点，将其膨胀至该海冰回波采样点前后各Kd个采样点中，即，若海冰回波采样点zm标识位为1，表明其为海冰回波采样点，则沿径向方向采样点
Figure BDA0001719428010000101
和采样点
Figure BDA0001719428010000102
全部置为1，其中Kd的取值由径向采样率f0和距离单元大小D0决定，
Figure BDA0001719428010000103
f0的单位为MHz，D0的单位为米。
进行雷达方位向海冰采样点膨胀处理，即对于步骤101中得到的每一个海冰回波采样点，将其膨胀至该海冰回波采样点前后各Ka个采样点中，即，若海冰回波采样点zm标识位为1，表明其为海冰回波采样点，则沿方位向采样点
Figure BDA0001719428010000111
和采样点
Figure BDA0001719428010000112
全部置为1，其中Ka的取值等于波束宽度内的脉冲个数。
作为一个可选的实施例，步骤102，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，具体包括：
102.1，遍历每个海冰回波采样点，若第一海冰回波采样点出现在第二海冰回波采样点周围8个方向相邻的采样单元内，则判定所述第一海冰回波采样点和所述第二海冰回波采样点属于同一片海冰区域；
102.2，根据所有属于同一片海冰区域的海冰回波采样点，获得海冰区域。
具体的，本实施例步骤102.1中每个海冰回波采样点可以是步骤101中的海冰回波采样点，也可以是步骤101之后，步骤101之前经过径向和方位向膨胀之后的海冰回波采样点。使用步骤101的海冰回波采样点进行海冰区域检测，可以检测到海冰覆盖区域；使用膨胀之后的海冰回波采样点进行海冰区域检测，检测到的海冰覆盖区域会更精确更接近实际情况。
本发明实施例判断步骤102中对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀处理后的各海冰回波采样点的连通性，海冰回波采样点的标识位为1的采样点。采用二维八连通判断法，即对于任意两个采样点，若一个采样点出现在另外一个采样点周围8个方向相邻的采样单元内，如图3所示的周围8邻域中，则认为这两个采样点属于同一片海冰区域。将所有标识位为1的采样点遍历一遍，完成上述判断，即可获得海冰在雷达观察视野的覆盖范围。
请参考图3，本发明实施例二维八连通判断法，其8邻域，连同中心位置，共9个区域，每个区域的大小范围是相等的，即对于每个区域，其纵向(径向)距离和横向(方位向)距离分别相等。具体的，每个区域的纵向距离由径向采样率f0决定，即与径向上的采样点距离相等，具体为150/f0米；每个区域的横向距离为雷达方位向上的一个分辨单元大小，具体为：雷达波束宽度乘以该区域距离雷达的径向距离，雷达波束宽度的单位为弧度，该区域距离雷达的径向距离单位为米。
本发明实施例提供的一种基于雷达的海冰区域检测方法，将雷达扫描海面时的脉冲回波序列对应的海面散射点作为采样点，根据预设海冰检测门限判断采样点属于海水回波还是海冰回波，若采样点为海冰回波则将该采样点作为海冰回波采样点，并进行径向膨胀和方位向膨胀后，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，可以获取大片海冰区域。本发明实施例考虑到在海面大面积结冰情况下，海冰回波很强，类似于陆地回波，而海水回波相对较弱，二者脉冲回波强度具有明显差异，提取满足条件的雷达回波采样点，对于提取到的分散采样点，通过膨胀和连通性判断等处理，实现大面积海冰目标的探测。
图4为本发明实施例一种基于雷达的海冰区域检测装置示意图，本发明实施例提供的基于雷达的海冰区域检测装置，包括：
原始采样点模块400，用于获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；
海冰回波采样点模块401，用于获取所述多个采样点中大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；以及
海冰区域模块402，用于对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀后，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
本发明实施例的装置，可用于执行图1所示的基于雷达的海冰区域检测方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图5为本发明实施例电子设备的框架示意图。请参考图5，本发明实施例提供一种电子设备，包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法，包括：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述设备实施例或方法实施例仅仅是示意性的，其中所述处理器和所述存储器可以是物理上分离的部件也可以不是物理上分离的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如U盘、移动硬盘、ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于雷达的海冰区域检测方法，其特征在于，包括：
获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；
获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；
遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域；
所述获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点，具体包括：
获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列形成原始向量，其中每个脉冲回波序列为所述原始向量的一个元素；
采用平滑滤波器对所述原始向量在雷达径向上进行平滑处理，得到结果向量；
从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，其中N的取值等于平滑滤波器的阶数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，具体包括：
若N为偶数，则将所述结果向量的前
Figure FDA0002478387810000011
个元素和后
Figure FDA0002478387810000012
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点；
若N为奇数，则将所述结果向量的前
Figure FDA0002478387810000013
个元素和后
Figure FDA0002478387810000014
个元素剔除后，以剩余的元素作为采样点。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点，具体包括：
根据脉冲回波幅度与海况等级，确定预设海冰检测门限；
将每个采样点的脉冲回波强度与所述预设海冰检测门限进行比较，获得海冰回波采样点和海水回波采样点，其中，所述海冰回波采样点的脉冲回波强度大于等于所述预设海冰检测门限，所述海水回波采样点的脉冲回波强度小于所述预设海冰检测门限。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，之前还包括：
对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，获得膨胀后的采样点，并将所述膨胀后的采样点和膨胀前的海冰回波采样点同时作为海冰回波采样点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对每个海冰回波采样点进行径向膨胀和方位向膨胀，获得膨胀后的采样点，具体包括：
对每个海冰回波采样点，将沿雷达径向的前后各Kd个采样点确定为海冰回波采样点，获得径向膨胀后的采样点；将沿雷达方位向的前后各Ka个采样点确定为海冰回波采样点，获得方位向膨胀后的采样点；
其中，Kd的取值由所述雷达的径向采样率和距离单元大小决定，Ka的取值等于脉冲回波的波束宽度内的脉冲个数。
6.根据权利要求1或4或5所述的方法，其特征在于，所述遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域，具体包括：
遍历每个海冰回波采样点，若第一海冰回波采样点出现在第二海冰回波采样点周围8个方向相邻的采样单元内，则判定所述第一海冰回波采样点和所述第二海冰回波采样点属于同一片海冰区域；
根据所有属于同一片海冰区域的海冰回波采样点，获得海冰区域。
7.一种基于雷达的海冰区域检测装置，其特征在于，包括：
原始采样点模块，用于获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得多个采样点；所述原始采样点模块进一步用于：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列形成原始向量，其中每个脉冲回波序列为所述原始向量的一个元素；采用平滑滤波器对所述原始向量在雷达径向上进行平滑处理，得到结果向量；从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得多个采样点，其中N的取值等于平滑滤波器的阶数；
海冰回波采样点模块，用于获取所述多个采样点中脉冲回波强度大于等于预设海冰检测门限的采样点，作为海冰回波采样点；以及
海冰区域模块，用于遍历每个海冰回波采样点，通过二维八连通判断法进行海冰区域检测，获取海冰区域。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至6任一所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至6任一所述的方法。
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