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

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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。
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