CN113608213A - 一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，涉及船用雷达技术领域，针对现有技术中单部雷达往往具备固定方位的遮挡，存在一定探测盲区，导致盲区内的态势无法观测，盲区内的目标也无法有效进行跟踪的问题，包括：一：获取两部雷达视频；二：获取两部雷达视频分别对应的极坐标系，并将极坐标系转换为直角坐标系；三：将两部雷达视频由各自的直角坐标系统一到一致参考点CCRP直角坐标系下；四：利用融合策略将一致参考点CCRP直角坐标系下的两部雷达视频进行融合；五：输出融合后的图像。本申请能够解决两部雷达由于安装位置，或者雷达本身的原因造成的盲区、信息利用不全面、并且盲区内的目标也无法有效进行跟踪的问题。

Description

一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法

技术领域

本发明涉及船用雷达技术领域，具体为一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法。

背景技术

船用雷达又名航海雷达，是船舶实现航行周边目标感知的主动探测设备，由于雷达在船舶安装环境的限制，单部雷达往往具备固定方位的遮挡，存在一定探测盲区，导致盲区内的态势无法观测，盲区内的目标也无法有效进行跟踪，为船舶航行过程埋下了安全隐患。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中单部雷达往往具备固定方位的遮挡，存在一定探测盲区，导致盲区内的态势无法观测，盲区内的目标也无法有效进行跟踪的问题，提出一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，包括以下步骤：

步骤一：获取两部雷达视频；

步骤二：获取两部雷达视频分别对应的极坐标系，并将极坐标系转换为直角坐标系；

步骤三：将两部雷达视频由各自的直角坐标系统一到一致参考点CCRP直角坐标系下；

步骤四：利用融合策略将一致参考点CCRP直角坐标系下的两部雷达视频进行融合；

步骤五：输出融合后的图像。

进一步的，所述融合策略包括双雷达共显策略、合并取大显示策略、合并取小显示策略和补盲显示策略。

进一步的，所述双雷达共显策略融合的步骤具体为：

首先为第一部雷达视频渲染颜色，然后为第二部雷达视频渲染与第一部雷达视频不同的颜色，并叠加显示。

进一步的，所述合并取大显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的差值是否超过阈值，若超过阈值，则将该点的灰度值标记为0，若不超过阈值，则两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较大的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

进一步的，所述合并取小显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较小的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

进一步的，所述补盲显示策略融合的步骤具体为：

判断第一部雷达视频对应的像素点的灰度值中是否有盲区标识，若有盲区标识，则采用第二部雷达视频对应的像素点的灰度值，若没有盲区标识，则采用第一部雷达视频对应的像素点的灰度值。

本发明的有益效果是：

本申请能够解决两部雷达由于安装位置，或者雷达本身的原因造成的盲区、信息利用不全面、并且盲区内的目标也无法有效进行跟踪的问题。并可以通过多种方式深度挖掘两部雷达互相关系，应用在不同的场景下。

本申请充分利用两部船用雷达各自盲区不同的特点，进行多部船用雷达有效信息融合，可以满足船舶360°范围目标探测的需求，保障航行安全。

附图说明

图1为本申请的整体流程图；

图2为本申请双雷达共显策略的控制流程图；

图3为本申请合并取大显示策略的控制流程图；

图4为本申请合并取小显示策略的控制流程图；

图5为本申请补盲显示策略的控制流程图。

具体实施方式

需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本申请公开的各个实施方式之间可以相互组合。

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，包括以下步骤：

步骤一：获取两部雷达视频；

步骤二：获取两部雷达视频分别对应的极坐标系，并将极坐标系转换为直角坐标系；

步骤三：将两部雷达视频由各自的直角坐标系统一到一致参考点CCRP直角坐标系下；

步骤四：利用融合策略将一致参考点CCRP直角坐标系下的两部雷达视频进行融合；

步骤五：输出融合后的图像。

远洋航行船上一般配有两部及两部以上的船用雷达产品，因此，充分利用多部船用雷达各自盲区不同的特点，进行多部船用雷达有效信息融合，可以满足船舶360°范围目标探测的需求，保障航行安全。

双雷达共显策略，该策略为同时使用不同的颜色显示不同的雷达，共同在屏幕上显示雷达图像；

合并取大显示策略，该策略应用于当海况较为良好，用于需要着重显示小目标的情况下。但不作用于任何一部雷达的盲区内。但是同时，当其中一台雷达在某个点处的回波明显高于另一个雷达超过一定的阈值时，认为此点为噪声点，去除该点；

合并取小显示策略，该策略应用当前海况较差，使用两部雷达的相干性提高信噪比，降低噪声的目的；

补盲显示策略，当一部雷达的安装位置较佳，或状态较好时，而一台雷达可能因为磁控管老化等原因造成状态较差。可以以较好的雷达为主雷达，另一台雷达为辅助补盲雷达对第一台雷达补盲。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一的进一步说明，本实施方式与具体实施方式一的区别是所述融合策略包括双雷达共显策略、合并取大显示策略、合并取小显示策略和补盲显示策略。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述双雷达共显策略融合的步骤具体为：

首先为第一部雷达视频渲染颜色，然后为第二部雷达视频渲染与第一部雷达视频不同的颜色，并叠加显示。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述合并取大显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的差值是否超过阈值，若超过阈值，则将该点的灰度值标记为0，若不超过阈值，则两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较大的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述合并取小显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较小的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式二的进一步说明，本实施方式与具体实施方式二的区别是所述补盲显示策略融合的步骤具体为：

判断第一部雷达视频对应的像素点的灰度值中是否有盲区标识，若有盲区标识，则采用第二部雷达视频对应的像素点的灰度值，若没有盲区标识，则采用第一部雷达视频对应的像素点的灰度值。

实施例：

本发明的目的是一种两部雷达视频融合方法，通过软件程序实现两部雷达的视频信息融合，能够解决单一雷达由于安装位置导致的盲区内目标无法探测的问题，设计出基于两部船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，实现船舶360°范围目标探测的目的，保障航行安全。具体包括如下步骤：第一步，接收雷达视频信息；第二步，雷达视频信息的极坐标系到指教坐标系的转换；第三步，将雷达视频信息由各自的坐标系统一到CCRP坐标系下；第四步，根据当前海况及用途，由用户选择当前的融合策略。具体的融合策略有四种。第四步，融合结束后，输出图像。其中四种融合策略分别为：(1)双雷达共显策略，该策略为同时使用不同的颜色显示不同的雷达，共同在屏幕上显示雷达图像；(2)合并取大显示策略，该策略应用于当海况较为良好，用于需要着重显示小目标的情况下。但不作用于任何一部雷达的盲区内。但是同时，当其中一台雷达在某个点处的回波明显高于另一个雷达超过一定的阈值时，认为此点为噪声点，去除该点；(3)合并取小显示策略，该策略应用当前海况较差，使用两部雷达的相干性提高信噪比，降低噪声的目的。(4)补盲显示策略，当一部雷达的安装位置较佳，或状态较好时，而一台雷达可能因为磁控管老化等原因造成状态较差。可以以较好的雷达为主雷达，另一台雷达为辅助补盲雷达对第一台雷达补盲。

结合图1至图5来具体说明本实施例，具体包括以下步骤：

1.接收雷达信息视频信息；

2.将两部雷达的视频信息由极坐标系转换到直角坐标系下；

3.将两部雷达的视频信息统一到CCRP直角坐标系下。

4.获取用户选定的策略。根据用户选定的策略采取不同的融合策略。双雷达共显策略转到步骤5,合并取大显示策略转到步骤7,合并取小策略转到步骤9,补盲显示策略转到步骤10。

5.为第一部雷达视频渲染颜色；

6.为第二部雷达视频渲染不同的颜色，并叠加显示，转到步骤11；

7.判断两部雷达的对应点的灰度值的差值是否超过阈值

为指标坐标系中x_i,y_i点的幅值，d为阈值),超过阈值，则该点为0，并转到步骤11，若不超过阈值，转到步骤8；

8.判断

与

的大小，取其较大的值渲染颜色，并转到步骤11。

9.判断两部雷达

与

的大小，取其较小的值渲染颜色，并转到步骤11。

10.判断

是否有盲区标识，有则采用

没有，则采用

11.融合完成，输出图像。

本发明的一种两部雷达视频融合方法，通过软件程序实现两部雷达的视频信息融合，能够解决单一雷达由于安装位置导致的盲区内目标无法探测的问题，设计出基于两部船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，实现船舶360°范围目标探测的目的，保障航行安全。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：获取两部雷达视频；

步骤二：获取两部雷达视频分别对应的极坐标系，并将极坐标系转换为直角坐标系；

步骤三：将两部雷达视频由各自的直角坐标系统一到一致参考点CCRP直角坐标系下；

步骤四：利用融合策略将一致参考点CCRP直角坐标系下的两部雷达视频进行融合；

步骤五：输出融合后的图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于所述融合策略包括双雷达共显策略、合并取大显示策略、合并取小显示策略和补盲显示策略。

3.根据权利要求2所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于所述双雷达共显策略融合的步骤具体为：

首先为第一部雷达视频渲染颜色，然后为第二部雷达视频渲染与第一部雷达视频不同的颜色，并叠加显示。

4.根据权利要求2所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于所述合并取大显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的差值是否超过阈值，若超过阈值，则将该点的灰度值标记为0，若不超过阈值，则判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较大的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

5.根据权利要求2所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于所述合并取小显示策略融合的步骤具体为：

判断两部雷达视频对应像素点的灰度值的大小，取较小的值对应的像素点渲染颜色，直至雷达视频中所有的像素点判断完毕。

6.根据权利要求2所述的一种基于船用雷达信息融合的海上目标联合检测方法，其特征在于所述补盲显示策略融合的步骤具体为：

判断第一部雷达视频对应的像素点的灰度值中是否有盲区标识，若有盲区标识，则采用第二部雷达视频对应的像素点的灰度值，若没有盲区标识，则采用第一部雷达视频对应的像素点的灰度值。

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