水域监视多元联合感知装置及其感知方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水域监视多元联合感知系统及其感知方法，装置包括监视雷达、目标检测跟踪系统、综合数据处理系统、AIS船舶自动识别系统和光电设备，目标检测跟踪系统通过内部专用线分别与监视雷达、AIS船舶自动识别系统和光电设备连接；综合数据处理系统通过网络交换机与目标检测跟踪系统连接；外部数据接口通过RS422接口与选配外部数据设备连接；外部数据接口通过100/1000M接口，预留信息中心、相邻水域各站。本发明专利技术采用先进的多源目标融合算法提供高精度的目标参数，在雷达显示目标回波的同时，采集其他传感器数据进行综合分析与处理，实现雷达目标信息、AIS目标信息、多点定位信息、气象信息和光学图像信息同时同步融合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水域监测领域，具体涉及一种水域监视多元联合感知装置及其感知方法。
技术介绍
目前，我国VTS的核心设备和系统集成99％来源于国外，主要由德国ATLAS、法国SFROELOG、荷兰HITT和挪威NORCONTROL等国外公司垄断，引进的系统单站居多，相邻水域VTS数据交换不畅通，联网困难，各系统相对独立，一个个区段如同一个个‘信息孤岛’，信息化整合度不高，整体的数据库共享程度较低，加上国外公司技术保密，无法自主进行软件升级和信息源增减，制约了海事信息化的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种水域监视多元联合感知装置及其感知方法，采用先进的多源目标融合算法提供高精度的目标参数，在雷达显示目标回波的同时，采集其他传感器数据进行综合分析与处理，实现雷达目标信息、AIS目标信息、多点定位信息、气象信息和光学图像信息同时同步融合。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种水域监视多元联合感知系统，包括监视雷达、目标检测跟踪系统、综合数据处理系统、AIS船舶自动识别系统和光电设备，所述目标检测跟踪系统通过内部专用线分别与监视雷达、AIS船舶自动识别系统和光电设备连接；所述综合数据处理系统通过网络交换机与目标检测跟踪系统连接；所述外部数据接口通过RS422接口与选配外部数据设备连接，用于灵活地连接选配外部数据设备；所述外部数据接口通过100/1000M接口，预留信息中心、相邻水域各站；所述监视雷达内设有自适应智能化杂波抑制模块，用于根据气象状况、海浪、潮汐和水质，自动修正权值，智能地调整雷达的发射频率、信号带宽；所述目标检测跟踪系统引入匀速模型，匀变速模型，转弯模型，通过交互多模型滤波算法得到目标的状态估计，采用精细化相关识别技术，目标回波精细特性分析的点迹凝聚算法、机动目标自适应跟踪算法；所述综合数据处理系统采用多源目标融合算法。所述选配设备包括测向定位设备、气象设备、能见度设备、VHF无线通信设备；气象设备、能见度设备与综合数据处理系统连接；测向定位设备与目标检测跟踪系统连接；VHF无线通信设备分别与目标检测跟踪系统和综合数据处理系统连接。所述光学设备镜头包括日夜两用镜头和透雾镜头，全天候监控。所述通信网络采用100/1000MCSMA/CD和RS422总线链路。所述光电智能设备内设有光电设备综合控制模块。上述的水域监视多元联合感知系统的感知方法，包括如下步骤：S1、雷达设备完成海面目标的搜索、跟踪，系统对光电设备进行引导，综合显示目标图像，提供目标态势；S2、系统在雷达探测基础上，进一步对海杂波背景下的目标进行检测、跟踪处理，发现目标并完成跟踪；S3、系统对信息进行解算融合处理后，准确地引导控制光电设备指向目标所在位置，对目标进行探测成像，完成海面目标观察、跟踪、识别和监视，截取目标图像，提供目标雷达坐标信息和光学图像信息。本专利技术具有以下有益效果：采用先进的多源目标融合算法提供高精度的目标参数，在雷达显示目标回波的同时，采集其他传感器数据进行综合分析与处理，实现雷达目标信息、AIS目标信息、多点定位信息、气象信息和光学图像信息同时同步融合；采用全软件的方式，完成雷达的信号处理、数据处理、显示及操控、存储等功能，为多元联合、全方位覆盖、信息共享的水域感知系统提供一个新的途径。附图说明图1为本专利技术实施例水域监视多元联合感知装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例水域监视多元联合感知装置的感知流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种水域监视多元联合感知系统，包括监视雷达、目标检测跟踪系统、综合数据处理系统、AIS船舶自动识别系统和光电设备，所述目标检测跟踪系统通过内部专用线分别与监视雷达、AIS船舶自动识别系统和光电设备连接；所述综合数据处理系统通过网络交换机与目标检测跟踪系统连接；所述外部数据接口通过RS422接口与选配外部数据设备连接，用于灵活地连接选配外部数据设备；所述外部数据接口通过100/1000M接口，预留信息中心、相邻水域各站；所述监视雷达内设有自适应智能化杂波抑制模块，用于根据气象状况、海浪、潮汐和水质，自动修正权值，智能地调整雷达的发射频率、信号带宽；所述目标检测跟踪系统引入匀速模型，变速模型，转弯模型，通过交互多模型滤波算法得到目标的状态估计，采用精细化相关识别技术，目标回波精细特性分析的点迹凝聚算法、机动目标自适应跟踪算法；采用小目标检测跟踪核心算法：首先对雷达原始回波进行数字化处理，预处理；然后进行关联参数计算；最后进行联合概率计算；通过小概率事件求解分析，提高事件判定的置信度，实现小目标检测跟踪。所述综合数据处理系统采用多源目标融合算法；在雷达显示目标回波的同时，采集其他传感器数据进行综合分析与处理，实现雷达目标信息、AIS目标信息、多点定位信息、气象信息和光学图像信息同时同步融合和显示。同时关联不同传感器测得的同一目标，这样做当目标数量少且相互位置较远时，关联容易实现，而当目标数量多且相互位置较近时，目标的观测数据相似度更近，关联就容易产生错误，通过分类聚合分析方法等对目标测量数据进行分级分类，多元压缩、分析尽可能地保留原始变量的信息，根据数据本身所具有的定性或定量的特征来对大量的数据进行分类，然后从每一类中选取出一个代表型的指标，聚到同一个数据集，通过类聚分析方法等对目标测量数据进行类聚，以区分源不同、相同目标的数据，实现对目标的准确融合和显示。所述选配设备包括测向定位设备、气象设备、能见度设备、VHF无线通信设备；气象设备、能见度设备与综合数据处理系统连接；测向定位设备与目标检测跟踪系统连接；VHF无线通信设备分别与目标检测跟踪系统和综合数据处理系统连接。所述光学设备镜头包括日夜两用镜头和透雾镜头，全天候监控。如果配备普通镜头使用，于夜间会令图像模糊，日夜两用镜头采用特别设计的光学镜片，长焦高倍率镜头，最常用的焦距为25mm到长焦距1500mm的镜头。透雾镜头是指在红外光领域的近红外光线(700nm-950nm)的透过率非常高(透光窗口)；且同时具备能控制这种近红外光线成像面(摄像机CCD靶面)功能的镜头。通过将这种镜头与高性能日夜两用摄像机配套使用，实现镜头的透雾功能。所述通信网络采用100/1000MCSMA/CD和RS422总线链路；具体的：通信网络为100/1000MPBS高速以太网链路数据链路MCSMA/CD；设备数据为RS422总线，RS-422收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。RS-422电气规定-7V至+7V之间，采用四线连接，能实现点对多的通信模式，有一个主(Master)设备，其余为从设备(Slave)。所述光电智能设备内设有光电设备综合控制模块。本具体实施雷达对所观察海域进行全方位目标搜索和探测，通过雷达接口模块将雷达信号送信号采集模块，经过雷达视频信号处理、目标跟踪和显示控制，完成目标检测、提取和跟踪，提高目标综合检测跟踪能力；系统对雷达、AIS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水域监视多元联合感知系统，其特征在于，包括监视雷达、目标检测跟踪系统、综合数据处理系统、AIS船舶自动识别系统和光电设备，所述目标检测跟踪系统通过内部专用线分别与监视雷达、AIS船舶自动识别系统和光电设备连接；所述综合数据处理系统通过网络交换机与目标检测跟踪系统连接；所述外部数据接口通过RS422接口与选配外部数据设备连接，用于灵活地连接选配外部数据设备；所述外部数据接口通过100/1000M接口，预留信息中心、相邻水域各站；所述监视雷达内设有自适应智能化杂波抑制模块，用于根据气象状况、海浪、潮汐和水质，自动修正权值，智能地调整雷达的发射频率、信号带宽；所述目标检测跟踪系统引入匀速模型，匀变速模型，转弯模型，通过交互多模型滤波算法得到目标的状态估计，采用精细化相关识别技术，目标回波精细特性分析的点迹凝聚算法、机动目标自适应跟踪算法；所述综合数据处理系统采用多源目标融合算法。

【技术特征摘要】
1.一种水域监视多元联合感知系统，其特征在于，包括监视雷达、目标检测跟踪系统、综合数据处理系统、AIS船舶自动识别系统和光电设备，所述目标检测跟踪系统通过内部专用线分别与监视雷达、AIS船舶自动识别系统和光电设备连接；所述综合数据处理系统通过网络交换机与目标检测跟踪系统连接；所述外部数据接口通过RS422接口与选配外部数据设备连接，用于灵活地连接选配外部数据设备；所述外部数据接口通过100/1000M接口，预留信息中心、相邻水域各站；所述监视雷达内设有自适应智能化杂波抑制模块，用于根据气象状况、海浪、潮汐和水质，自动修正权值，智能地调整雷达的发射频率、信号带宽；所述目标检测跟踪系统引入匀速模型，匀变速模型，转弯模型，通过交互多模型滤波算法得到目标的状态估计，采用精细化相关识别技术，目标回波精细特性分析的点迹凝聚算法、机动目标自适应跟踪算法；所述综合数据处理系统采用多源目标融合算法。2.如权利要求1所述的水域监视多元联合感知系统，其特征在于，所述选配设备包括测向定位设备、气象设备、能见度设备、VHF无线通信设备；气象设备、能见...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德银，徐瑾，曾庆庆，陈建军，王千琪，丁祥金，裘亮，陈龙，夏俊伟，钱玲，周洪江，钱佩娜，
申请(专利权)人：上海鹰觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31