CN115856875A - 一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 - Google Patents
一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115856875A CN115856875A CN202310133171.0A CN202310133171A CN115856875A CN 115856875 A CN115856875 A CN 115856875A CN 202310133171 A CN202310133171 A CN 202310133171A CN 115856875 A CN115856875 A CN 115856875A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ship
- target ship
- detection system
- photoelectric detection
- height
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003653 coastal water Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提出的一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置，属于光电技术领域。所述方法包括：将雷达系统和光电探测系统通过网络连接；将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校；通过雷达系统搜索目标船只；通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定；通过光电探测系统采集目标船只的图像信息；根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度；判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。本发明能够在船只目标跟踪过程中利用高清光电系统对海面上的船只高度进行实时精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，更具体的说是涉及一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置。
背景技术
近年来，跨江跨海桥梁的建设数量快速增长。新建的桥梁给两侧的交通带来的巨大的便利，但同时，一些大桥在当初设计时，桥高、桥宽、选址未充分考虑到未来的航运需要，使得一些桥梁无法满足现有船舶的通航要求，富裕高度预留不足，使得船舶因为高度超高而碰撞桥梁的事故时有发生，而且船舶一旦超高经过桥梁，往往会造成严重后果，不仅威胁着船舶自身的航行安全，危及船员生命，还会影响整个航道的畅通和其他通航船舶的安全，其危害巨大。因此，急需对船舶高度进行测量的技术。
现有技术中，通常采用基于激光的船舶超高检测方法，但这种激光检测方法实际是一种限高方法，可以对高于某个高度的船舶进行超高报警，但无法测量得到船舶的实际高度。而且这种限高方法需要根据水位变化改变限高高度，并且在河岸距离较大特别是沿海水域下，精度不高。此外，还有一些测量方法只是针对近距离单目标进行测高，且需要手动进行标定测量，无法自动测量船舶高度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置，能够在船只目标跟踪过程中利用高清光电系统对海面上的船只高度进行实时精确测量。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种基于雷达光电联动的船高测量方法，包括：
将雷达系统和光电探测系统通过网络连接；
将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校；
通过雷达系统搜索目标船只；
通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定；
通过光电探测系统采集目标船只的图像信息；
根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度；
判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
进一步，所述将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校，包括：
将雷达系统和光电探测系统进行标校，使两者的方位和俯仰角度保持一致。
进一步，所述通过雷达系统搜索目标船只，包括：
通过雷达系统采用全向扫描、凝视和扇区扫描中的任一种方式搜索远距离移动的目标船只；
当发现移动的目标船只后，雷达系统对移动的目标船只进行航迹拟合；
当移动的目标船只出现在预设的警戒区域内时，雷达系统进行报警。
进一步，所述通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定，包括：
当目标船只进入光电探测系统的作用距离范围内后，雷达系统将目标船只的坐标信息通过交换机发送给光电探测系统的光电控制计算机；
光电控制计算机的后台软件接收到目标船只的坐标信息后，进行解析，并将解析后的目标船只的方位角和俯仰角发送给光电探测系统的前端设备；
光电探测系统的转台控制板根据目标船只的坐标信息进行目标船只的定位并捕获目标；
光电探测系统捕获目标船只后锁定该目标，并持续进行跟踪、识别。
进一步，所述通过光电探测系统采集目标船只的图像信息，包括：
通过光电探测系统的CCD传感器采集目标船只的图像，并确定目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离。
进一步，所述根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度，包括：
根据相似三角形的关系通过公式H=(x∙d∙L)/f计算出目标船只的高度H；
其中，L为目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，f为光电探测系统的焦距值，d为目标船只的图像的像素参数，x为目标船只图像的高度像素值。
相应的，本发明还公开了一种基于雷达光电联动的船高测量系统，包括：
数据通讯单元，用于将雷达系统和光电探测系统通过网络连接；
初始化单元，用于将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校；
搜索单元，用于通过雷达系统搜索目标船只；
跟踪锁定单元，用于通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定；
图像采集单元，用于通过光电探测系统采集目标船只的图像信息；
高度解算单元，用于根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度；
判定单元，用于判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
相应的，本发明还公开了一种基于雷达光电联动的船高测量装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述基于雷达光电联动的船高测量方法的步骤。
对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置，是利用雷达系统和光电探测系统的组合联动，由雷达系统对海面进行大范围快速搜索，发现船只目标后再引导光电探测系统对船只锁定跟踪，在跟踪过程中利用光电探测系统对海面上船只高度进行实时精确测量。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式的方法流程图。
图2是本发明具体实施方式的船只高度测量原理图。
图3是本发明具体实施方式的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1所示的一种基于雷达光电联动的船高测量方法，包括如下步骤：
S1：将雷达系统和光电探测系统通过网络连接。
具体的，雷达系统和光电探测系统对外均输出网络信号，两者通过交换机连接在一起，以方便进行数据通讯。
S2：将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校。
具体的，将雷达系统和光电探测系统进行标校，使两者的方位和俯仰角度保持一致。
S3：通过雷达系统搜索目标船只。
首先，通过雷达系统采用全向扫描、凝视和扇区扫描中的任一种方式搜索远距离移动的目标船只。当发现移动的目标船只后，雷达系统对移动的目标船只进行航迹拟合；当移动的目标船只出现在预设的警戒区域内时，雷达系统进行报警。
S4：通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定。
待目标船只进入光电探测系统的作用距离范围内后，用户可将雷达系统探测到的目标船只的坐标信息通过交换机发送给光电控制计算机，光电探测系统的后台软件接收到雷达发送的目标信息后，进行解析，并将该解析后的目标方位角和俯仰角发送给前端设备，转台控制板根据该坐标信息进行快速定位，定位后即可捕获目标，光电探测系统此时可以锁定该目标，并持续进行跟踪、识别，必要时可以采取反制措施。
S5：通过光电探测系统采集目标船只的图像信息。
S6：根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度。
通过以上两步，实现了目标船只的高度计算。如图2所示，首先通过光电探测系统的CCD传感器3采集目标船只的图像4，并确定目标船只1与光电探测系统的镜头2之间的距离。然后，根据相似三角形的关系通过公式H=(x∙d∙L)/f计算出目标船只1的高度H。
其中，L为目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离（根据雷达的目标轨迹信息得到），f为光电探测系统的焦距值（通过读取当前的焦距值测量电位器得到），d为目标船只的图像的像素大小，x为目标船只图像在高度上所占像素数。
S7：判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度。若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
相应的，如图3所示，本发明还公开了一种基于雷达光电联动的船高测量系统，包括：数据通讯单元101、初始化单元102、搜索单元103、跟踪锁定单元104、图像采集单元105、高度解算单元106和判定单元107。
数据通讯单元101，用于将雷达系统和光电探测系统通过网络连接。
初始化单元102，用于将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校。
搜索单元103，用于通过雷达系统搜索目标船只。
跟踪锁定单元104，用于通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定。
图像采集单元105，用于通过光电探测系统采集目标船只的图像信息。
高度解算单元106，用于根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度。
判定单元107，用于判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
相应的，本发明还公开了一种基于雷达光电联动的船高测量装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述基于雷达光电联动的船高测量方法的步骤。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的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，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端（可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。
同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
Claims (8)
1.一种基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，包括：
将雷达系统和光电探测系统通过网络连接；
将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校；
通过雷达系统搜索目标船只；
通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定；
通过光电探测系统采集目标船只的图像信息；
根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度；
判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
2.根据权利要求1所述的基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，所述将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校，包括：
将雷达系统和光电探测系统进行标校，使两者的方位和俯仰角度保持一致。
3.根据权利要求1所述的基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，所述通过雷达系统搜索目标船只，包括：
通过雷达系统采用全向扫描、凝视和扇区扫描中的任一种方式搜索远距离移动的目标船只；
当发现移动的目标船只后，雷达系统对移动的目标船只进行航迹拟合；
当移动的目标船只出现在预设的警戒区域内时，雷达系统进行报警。
4.根据权利要求1所述的基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，所述通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定，包括：
当目标船只进入光电探测系统的作用距离范围内后，雷达系统将目标船只的坐标信息通过交换机发送给光电探测系统的光电控制计算机；
光电控制计算机的后台软件接收到目标船只的坐标信息后，进行解析，并将解析后的目标船只的方位角和俯仰角发送给光电探测系统的前端设备；
光电探测系统的转台控制板根据目标船只的坐标信息进行目标船只的定位并捕获目标；
光电探测系统捕获目标船只后锁定该目标，并持续进行跟踪、识别。
5.根据权利要求1所述的基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，所述通过光电探测系统采集目标船只的图像信息，包括：
通过光电探测系统的CCD传感器采集目标船只的图像，并确定目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离。
6.根据权利要求5所述的基于雷达光电联动的船高测量方法，其特征在于，所述根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度，包括：
根据相似三角形的关系通过公式H=(x∙d∙L)/f计算出目标船只的高度H；
其中，L为目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，f为光电探测系统的焦距值，d为目标船只的图像的像素参数，x为目标船只图像的高度像素值。
7.一种基于雷达光电联动的船高测量系统，其特征在于，包括：
数据通讯单元，用于将雷达系统和光电探测系统通过网络连接；
初始化单元，用于将雷达系统和光电探测系统进行初始化标校；
搜索单元，用于通过雷达系统搜索目标船只；
跟踪锁定单元，用于通过光电探测系统进行目标船只的跟踪和锁定；
图像采集单元，用于通过光电探测系统采集目标船只的图像信息；
高度解算单元，用于根据目标船只的图像信息和目标船只与光电探测系统的镜头之间的距离，进行目标高度解算，计算出目标船只的高度；
判定单元，用于判断目标船只的高度是否低于预设警戒高度；若是，则结束测量；若否，则发出预警信息，并进行声光报警。
8.一种基于雷达光电联动的船高测量装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于雷达光电联动的船高测量方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310133171.0A CN115856875A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310133171.0A CN115856875A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115856875A true CN115856875A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85658405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310133171.0A Pending CN115856875A (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115856875A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013059916A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Raytheon Canada Limited | Systems and methods for extending maritime domain awareness by sharing radar tracks between vessels |
| CN107329135A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-07 | 国网福建省电力有限公司 | 一种长距离海底电缆海域安全监控系统 |
| CN107505611A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-22 | 武汉华之洋科技有限公司 | 舰船光电侦察设备视频距离估算实时修正方法 |
| CN109752713A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-14 | 南京硕基信息科技有限公司 | 一种雷达视频监视方法 |
| CN110632589A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-31 | 安徽大学 | 一种雷达光电信息融合技术 |
| CN113566720A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-10-29 | 武汉理工大学 | 船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质 |
| CN113960591A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 武汉华之洋科技有限公司 | 一种基于智能识别技术的无人船光电智能侦察方法 |
-
2023
- 2023-02-20 CN CN202310133171.0A patent/CN115856875A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013059916A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Raytheon Canada Limited | Systems and methods for extending maritime domain awareness by sharing radar tracks between vessels |
| CN107505611A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-22 | 武汉华之洋科技有限公司 | 舰船光电侦察设备视频距离估算实时修正方法 |
| CN107329135A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-07 | 国网福建省电力有限公司 | 一种长距离海底电缆海域安全监控系统 |
| CN109752713A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-14 | 南京硕基信息科技有限公司 | 一种雷达视频监视方法 |
| CN110632589A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-31 | 安徽大学 | 一种雷达光电信息融合技术 |
| CN113566720A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-10-29 | 武汉理工大学 | 船舶水上高度自动测量方法、系统、设备及存储介质 |
| CN113960591A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 武汉华之洋科技有限公司 | 一种基于智能识别技术的无人船光电智能侦察方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Ship detection from coastal surveillance videos via an ensemble Canny-Gaussian-morphology framework | |
| CN109559348B (zh) | 一种基于特征点追踪的桥梁非接触式变形测量方法 | |
| CN112799051B (zh) | 一种低慢小目标的自动捕获跟踪方法及系统 | |
| JP2006516728A (ja) | 目標検出方法 | |
| US7013235B2 (en) | Method, apparatus and program for determining growth of trees | |
| CN110208807B (zh) | 一种基于航海雷达图像检测区域差异性参数的雨强等级反演方法 | |
| CN113240887A (zh) | 边坡落石崩塌监测方法、装置及设备 | |
| CN110619328A (zh) | 基于图像处理和深度学习的船舶水尺读数智能识别方法 | |
| CN109341668A (zh) | 基于折射投影模型和光束追踪法的多相机测量方法 | |
| CN112614177B (zh) | 一种适用于船舶冰区走航测试的海冰厚度识别系统及海冰厚度识别方法 | |
| CN113176588B (zh) | 测距方法、装置、系统及可读存储介质 | |
| CN112455502A (zh) | 基于激光雷达的列车定位方法及装置 | |
| CN115856875A (zh) | 一种基于雷达光电联动的船高测量方法、系统及装置 | |
| CN115560640B (zh) | 一种基于双站观测的弹丸脱靶量在线自动检测方法及系统 | |
| CN107238837A (zh) | 一种船舶吃水检测方法 | |
| CN117173215A (zh) | 一种跨摄像头的内河航船全程轨迹识别方法及系统 | |
| CN218723923U (zh) | 一种基于机器视觉的边坡形变自动化监测预警系统 | |
| CN108520500B (zh) | 基于禁忌搜索的图像中天空区域的识别方法 | |
| CN115830140A (zh) | 一种海上近程光电监控方法、系统、介质、设备及终端 | |
| CN111526332B (zh) | 视频监控系统 | |
| Hu et al. | Grid-based control of active cameras for waterway ship surveillance | |
| CN108152824A (zh) | 一种基于激光雷达的网球定位系统及方法 | |
| CN115761174B (zh) | 一种基于激光雷达的堤防寿命监测方法、系统及电子设备 | |
| JP2933158B2 (ja) | 画像処理を用いた水位計測方法および水位計測装置 | |
| Wang et al. | Accurate radar measurements association with visual targets in traffic scene |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230328 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |