CN112505683B - 雷达与电子海图信息融合探测方法 - Google Patents

雷达与电子海图信息融合探测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112505683B
CN112505683B CN202011020725.9A CN202011020725A CN112505683B CN 112505683 B CN112505683 B CN 112505683B CN 202011020725 A CN202011020725 A CN 202011020725A CN 112505683 B CN112505683 B CN 112505683B
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
electronic chart
radar
target
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011020725.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112505683A (zh
Inventor
柯涛
张恒
戴霄
顾兵
宋佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangzhou Institute Of Marine Electronic Instruments No723 Institute Of China Shipbuilding Industry Corp
Original Assignee
Yangzhou Institute Of Marine Electronic Instruments No723 Institute Of China Shipbuilding Industry Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangzhou Institute Of Marine Electronic Instruments No723 Institute Of China Shipbuilding Industry Corp filed Critical Yangzhou Institute Of Marine Electronic Instruments No723 Institute Of China Shipbuilding Industry Corp
Priority to CN202011020725.9A priority Critical patent/CN112505683B/zh
Publication of CN112505683A publication Critical patent/CN112505683A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112505683B publication Critical patent/CN112505683B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/937—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of marine craft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种雷达与电子海图信息融合探测方法，包括如下步骤：获取雷达对舰船周边的海洋环境探测信息；获取电子海图信息，并进行数据拟合以及地理信息标注；将电子海图地理信息与雷达航迹匹配；依据电子海图地理信息对雷达航迹进行修正，将同一目标的多个APAR信息进行合并。本发明提高了雷达对岛礁等海上大型地物建航的准确性。

Description

雷达与电子海图信息融合探测方法
技术领域
本发明属于信息处理技术领域，具体为一种雷达与电子海图信息融合探测方法。
背景技术
雷达是一种常用的探测传感器，在舰船上广泛使用。近年来，无人艇作为一种智能船舶开始广泛使用，雷达作为无人艇主要探测传感器，其检测结果直接影响无人艇航行安全。雷达在舰船上使用时，由于架高、舰船摇摆等因素，会造成雷达探测盲区，对大型岛礁、滩涂、海岸线等会出现不连续探测，雷达进行二次处理(建航)，形成ARPA信息时，例如会对同一岛礁目标形成多个目标ARPA信息，自主航行系统会根据分裂的ARPA信息误判为航线上有多个目标，会采用在多目标间航行的避碰策略，造成撞船事故，严重影响航行安全，有必要结合电子海图的地理信息，修正雷达ARPA信息，提高航行安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雷达与电子海图信息融合探测方法，能提高雷达对岛礁、海岸线等地物杂波建航质量。
实现本发明目的的技术方案为：一种雷达与电子海图信息融合探测方法，包括如下步骤：
10)ARPA信息获取：获取雷达对舰船周边的海洋环境探测信息；
20)电子海图信息获取：获取电子海图信息，并进行数据拟合以及地理信息标注；
30)航迹相关：将电子海图地理信息与雷达航迹匹配；
40)融合滤波：依据电子海图地理信息对雷达航迹进行修正，将同一目标的多个APAR信息进行合并。
优选地，所述电子海图信息获取(20)步骤具体为：
21)数据拟合：在电子海图上对航线上的单个岛礁、连续的海岸线进行数据拟合，形成封闭的目标边缘拟合曲线；
22)位置数据提取：根据拟合后的目标坐标点位置数据，膨胀目标边缘为圆形，计算目标中心位置和目标大小半径。
优选地，在电子海图上对航线上的单个岛礁、连续的海岸线进行数据拟合，形成封闭的目标边缘拟合曲线的具体过程为：
计算每个数据点的边界响应，采用结构化森林边缘检测算法获取边缘图，采用非极大值抑制方法对原始的边缘信息进行稀疏化处理，得到目标边缘。
优选地，所述探测信息包括舰船、浮标、岛屿、海岸位置信息。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明在保持原有雷达检测方法之上，增加了雷达与电子海图信息融合探测处理模块，通过电子海图对海上已有的地理位置信息，再次对雷达APAR信息进行凝聚，即将同一目标的多个ARPA 信息进行合并，确保对目标的唯一性信息输出，避免同一目标不同APAR信息，造成避碰策略误判，造成撞船事故，提高了雷达对岛礁等海上大型地物建航的准确性。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为图1中电子海图信息获取的流程图。
图3为数据拟合结果示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种雷达与电子海图信息融合探测方法，包括如下步骤：
10)ARPA信息获取：获取雷达对舰船周边目标的探测信息(ARPA)，所述探测信息包括舰船、浮标、岛屿、海岸等的位置信息；
20)电子海图信息获取：获取电子海图已标注处理后的地理信息；
如图2所示，所述电子海图信息获取(20)步骤具体为：
21)数据拟合：在电子海图上对航线上的单个岛礁、连续的海岸线等地物进行数据拟合，计算每个数据点的边界响应，采用结构化森林边缘检测算法获取边缘图，然后采用非极大值抑制方法对原始的边缘信息进行稀疏化处理，最后得到较为稳定的目标边缘，形成封闭的目标边缘拟合曲线，如图3所示；
22)位置数据提取：根据拟合后的目标经纬度位置数据，膨胀目标边缘为圆形，并在此基础之上计算目标中心位置和目标大小半径；
30)航迹相关：将处理后的电子海图地理信息与雷达航迹匹配，即依据雷达探测的目标绝对位置信息，叠加到电子海图信息层中；
40)融合滤波：依据电子海图地理信息对雷达航迹进行修正，将海图上已标注为同一目标的多个雷达APAR信息进行合并。
自此，就实现了雷达与电子海图信息融合探测方法，提高雷达对岛礁、海岸线等地物杂波建航质量。
无人艇在航行过程中，艇载避碰雷达同样会探测到和海图相同的目标信息，雷达对于岛屿、礁石、海岸线等大型地物信息，由于探测遮挡等因素会造成点迹凝聚时，将同一目标建立多个航迹，造成自主航行系统误判，严重影响航行安全。因此，利用电子海图的已有地理信息，可以有效降低雷达对大型目标航迹分裂概率。
本发明的技术方案在保持原有雷达信息处理基础之上，增加了雷达与电子海图信息融合探测处理模块，通过电子海图对海上已有的地理位置信息，再次对雷达APAR信息进行凝聚，即将同一目标的多个ARPA信息进行合并，确保对目标的唯一性信息输出，避免同一目标不同APAR信息，造成避碰策略误判，造成撞船事故。

Claims (2)

1.一种雷达与电子海图信息融合探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
10）ARPA信息获取：获取雷达对舰船周边的海洋环境探测信息，所述探测信息包括舰船、浮标、岛屿、海岸位置信息；
20）电子海图信息获取：获取电子海图信息，并进行数据拟合以及地理信息标注，具体为：
21）数据拟合：在电子海图上对航线上的单个岛礁、连续的海岸线进行数据拟合，形成封闭的目标边缘拟合曲线；
22）位置数据提取：根据拟合后的目标坐标点位置数据，膨胀目标边缘为圆形，计算目标中心位置和目标大小半径；
30）航迹相关：将电子海图地理信息与雷达航迹匹配；
40）融合滤波：依据电子海图地理信息对雷达航迹进行修正，将同一目标的多个APAR信息进行合并。
2.根据权利要求1所述的雷达与电子海图信息融合探测方法，其特征在于，在电子海图上对航线上的单个岛礁、连续的海岸线进行数据拟合，形成封闭的目标边缘拟合曲线的具体过程为：
计算每个数据点的边界响应，采用结构化森林边缘检测算法获取边缘图，采用非极大值抑制方法对原始的边缘信息进行稀疏化处理，得到目标边缘。
CN202011020725.9A 2020-09-25 2020-09-25 雷达与电子海图信息融合探测方法 Active CN112505683B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011020725.9A CN112505683B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 雷达与电子海图信息融合探测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011020725.9A CN112505683B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 雷达与电子海图信息融合探测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112505683A CN112505683A (zh) 2021-03-16
CN112505683B true CN112505683B (zh) 2024-05-03

Family

ID=74953690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011020725.9A Active CN112505683B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 雷达与电子海图信息融合探测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112505683B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113643570B (zh) * 2021-09-22 2022-12-06 广东省内河港航产业研究有限公司 一种基于相控阵雷达的主、被动联合桥梁防撞系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414866A (zh) * 2007-10-17 2009-04-22 中卫视讯卫星科技（北京）有限公司 移动目标卫星跟踪定位、识别、语音视频、数据传输终端机
CN103175525A (zh) * 2013-03-01 2013-06-26 无锡挪瑞电子技术有限公司 基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和方法
CN106909885A (zh) * 2017-01-19 2017-06-30 博康智能信息技术有限公司上海分公司 一种基于目标候选的目标跟踪方法及装置
CN206863216U (zh) * 2017-04-17 2018-01-09 岭南师范学院 一种海上定位数据预处理装置
CN108828550A (zh) * 2018-08-03 2018-11-16 国网福建省电力有限公司 一种海缆区界船舶目标位置检测方法
CN109993692A (zh) * 2019-04-09 2019-07-09 大连海事大学 一种基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法
CN110174109A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 大连海事大学 一种基于海空协同的无人船多元联合导航方法
CN110196444A (zh) * 2019-05-14 2019-09-03 武汉理工大学 基于船用雷达的船舶自动定位方法及装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414866A (zh) * 2007-10-17 2009-04-22 中卫视讯卫星科技（北京）有限公司 移动目标卫星跟踪定位、识别、语音视频、数据传输终端机
CN103175525A (zh) * 2013-03-01 2013-06-26 无锡挪瑞电子技术有限公司 基于电子海图和导航数据的雷达图像模拟系统和方法
CN106909885A (zh) * 2017-01-19 2017-06-30 博康智能信息技术有限公司上海分公司 一种基于目标候选的目标跟踪方法及装置
CN206863216U (zh) * 2017-04-17 2018-01-09 岭南师范学院 一种海上定位数据预处理装置
CN108828550A (zh) * 2018-08-03 2018-11-16 国网福建省电力有限公司 一种海缆区界船舶目标位置检测方法
CN109993692A (zh) * 2019-04-09 2019-07-09 大连海事大学 一种基于深度学习的电子海图和雷达图像的数据融合方法
CN110196444A (zh) * 2019-05-14 2019-09-03 武汉理工大学 基于船用雷达的船舶自动定位方法及装置
CN110174109A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 大连海事大学 一种基于海空协同的无人船多元联合导航方法

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ECDIS 在航行避碰中的应用;董茂涛;科技论坛;20190731;正文第130-131页 *
何立居 ; 李启华 ; .轮廓与特征点结合的雷达海图匹配定位.中国航海.2010,(第03期),全文. *
基于CUDA和电子海图模拟雷达岸线回波的方法;王金波;薛文虎;刘峰;;计算机与数字工程;20150520(第05期);全文 *
电子海图与雷达图像的融合显示;郑尧;;舰船科学技术;20150315(第03期);全文 *
电子海图结合ARPA矢量线航法在进出港航行中的应用;余文杰;;航海技术;20130925(第05期);全文 *
综合船桥电子海图显示与信息系统设计;韩剑辉;许镇琳;;计算机工程与应用;20090511(第14期);全文 *
轮廓与特征点结合的雷达海图匹配定位;何立居;李启华;;中国航海;20100925(第03期);全文 *
雷达图像和电子海图系统的叠加应用;石京东;;航海技术;20070130(第01期);全文 *
雷达在电子海图导航系统中的应用研究;张剑，席红艳;雷达与对抗;19961230(第04期);全文 *
雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法;邓康全;于浩;窦玉宝;;天津航海;20100925(第03期);全文 *
韩剑辉 ; 许镇琳 ; .综合船桥电子海图显示与信息系统设计.计算机工程与应用.2009,(第14期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112505683A (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107748561B (zh) 一种基于多传感参数的无人船局部避障系统及方法
CN110414396B (zh) 一种基于深度学习的无人艇感知融合算法
CN111536962B (zh) 智能船舶的航线规划方法及装置、存储介质、计算机设备
US7840075B2 (en) Marine radar system with three-dimensional memory
CN106199555A (zh) 一种无人船导航避碰雷达探测方法
CN109001725B (zh) 一种海上无人艇海上多目标跟踪方法
CN112346096B (zh) 一种高低轨遥感卫星舰船目标航迹与点迹关联方法及系统
CN113177593B (zh) 一种水上交通环境中雷达点云与影像数据的融合方法
CN112487912B (zh) 基于改进YOLOv3的任意方向舰船检测方法
CN111428916B (zh) 一种海上救援船舶巡航路径规划方法
CN105116390A (zh) 面向海用雷达标校的测量值与ais真值点对构建方法
CN112505683B (zh) 雷达与电子海图信息融合探测方法
CN109282813B (zh) 一种无人艇全局障碍物识别的方法
CN106767760A (zh) 基于多维度的多源船舶目标融合方法
CN107340503B (zh) 一种基于数字高程地图抑制虚假海面目标的方法
CN110580045A (zh) 一种无人艇避障方法
Wang et al. Research of obstacle recognition method for USV based on laser radar
Lu et al. Fusion of camera-based vessel detection and ais for maritime surveillance
Xu et al. Hydrographic data inspection and disaster monitoring using shipborne radar small range images with electronic navigation chart
CN113031008A (zh) 一种具有主动探测海面威胁的前视预测告警方法
CN110927765B (zh) 激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法
CN103760553B (zh) 一种基于雷达视频的浮标定位及浮标丢失告警的方法
CN115542317A (zh) 一种基于多信息源的海面目标综合识别方法及系统
CN115410151A (zh) 一种基于卫星遥感与无人船的海上溢油突发事件监控方法
CN114047514A (zh) 基于毫米波雷达的无人艇导航方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant