船舶导航雷达ARPA信息语音输出方法与终端设备技术

一种新的处理ＡＲＰＡ信息输出形式的方法，是以ＡＲＰＡ作为信号源，通过自行组装的微处理机，在相应的软件控制下，对ＡＲＰＡ中提取出的各种信息，首先进行速率适配处理，然后，对ＡＲＰＡ输入信号进行软件检测，以消除干扰，并对检测过的ＡＲＰＡ目标信号，进行参数计算，转化为语音信号。此语音信号，按划分的危险等级顺序建立文献区。输出时，主机查询控制键盘，获得输出内容指令，根据航行安全要求。以语音方式，按危险等级顺序优先输出最危险目标信息。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种雷达信息输出终端技术。现有船用雷达采用屏幕显示方式输出信息，可是，驾驶员在船舶航行中，不但要观测雷达，还要随时瞭望本船周围海情、标测海图等等，因此难以保证连续观测雷达，在脱离雷达观测期间，有可能漏收雷达信息，尤其当本船周围目标稀少或没有时，驾驶员时常忽视观测雷达，目标突然出现往往造成措手不及，由此所导致的船舶碰撞实例是很多的。为了尽可能避免雷达信息的漏收，目前较先进的ARPA(Automatic Radar Plotting Aid)系统采用了指示灯和蜂鸣器，作为发现目标或出现危险目标的报警装置，实用表明，这种原始的报警方式，报警内容不明确，难以正确判断。可见，船用雷达仅仅以显示技术(或简单的蜂鸣器)来输出雷达信息，还不能充分发挥雷达的作用，大大降低了雷达的使用效率。本专利技术的目的之一是为船舶导航雷达配备另一种信息输出终端，即为其ARPA设备配备一语音输出终端，从而将单一的屏幕显示扩展为图象语音并行的输出终端。本专利技术的目的之二是提供一种较完善的雷达语音报警系统，以使报警内容清晰、危险性质等级明确，扩大报警传递范围，从而克服ARPA中现有的指示灯、蜂鸣器报警中存在的报警内容含混不清、传递范围狭窄等缺陷。本专利技术的方案是，以现有ARPA作为信号源，采取以下方法，实现ARPA信息以语音方式输出。1.为实现高速ARPA信号与低速语音信号的速率适配，采取定时抽取、中断输入方式;2.对经输入接口输入的ARPA信号进行消除随机干扰的统计检测;3.为从检测后的ARPA目标信号中获得目标各参数，进行参数计算;4.为确定计算后的目标参数输出顺序，进行目标危险等级划分;5.按照划分好的危险等级，分别建立相应的目标文献区;6.为把文献区目标参数转换成语音信号，进行编辑输出;7.在每次输出之前，为确定输出内容，进行键盘查询。实现此方法的硬件设备框图如附图一所示。在附图一中，ARPA输入数据，通过可编程输入接口1，定时中断输入，对此输入信号数据，处理器CPU2、程序只读存贮器3、随机存贮器4，通过程序，进行计算、处理，处理过的信号，通过只读词汇存贮器7变换成语音词汇，调用程序存贮器3中的编辑程序，将此语音词汇编辑成输出语句，通过输出接口8，送至语音合成器9形成语音，经扬声器10输出语音。在此过程中，处理器CPU2通过主程序，不断查询控制键盘5，得到要输出的内容的指令，并由状态显示器6，显示系统的工作状态。进一步说，就是从ARPA数据处理器中，提取含有目标方位、距离、航向、航速、CPA、TCPA及性质特征参数的目标信号，以及本船航向、航速信号以后，为了适应高速ARPA信号与低速语音信号的转换，对上述信号，通过输入接口，进行速率适配处理;而为了完成速率适配处理，采用了定时抽取、中断输入与处理程序，即通过定时一每隔一定时间间隔，从ARPA中抽取信号，进行转换处理，从而实现了速率适配;在定时期间，接口不再输入新的信号，而是对已输入的信号，进行处理，其中包括首先，为了消除ARPA信号内部混入的随机干扰，获得准确的ARPA目标信号，根据数理统计检测原理，用检测软件，来实现输入信号的统计检测;然后，为了将检测过的目标信息的数据形式转化为语音变换所需要的数据形式，对检测过的目标数据，进行参数计算及D/D转换;为了船舶航行的安全，按目标危险等级，优先输出最危险目标，而目标危险等级的划分，是根据碰撞危险出现概率的大小及通用避让规则，把目标位置的相对方位，划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区，并附加目标距离远近条件，确定危险程度判定准则，依此对目标数据进行检索，分区存入目标文献区，建立文献。至此，定时抽取、中断输入与处理程序执行完，系统返回主程序。系统的主程序，亦即输出程序，是根据键盘要求确定输出内容后，从划分的危险等级文献区，按危险程度由大到小依次提取目标信号，并且，在各区中，按危险目标距船的最近距离提取目标信号数据，对此目标信号数据，根据目标输出语句编辑，首先建立语音词汇检索表，在检索表中，检索地址分别对应着各语音词汇的存贮首地址。当输出目标时，按照参数输出顺序，分别提取与其对应的语音词汇检索地址，然后由此检索地址，在词汇检索表中，找到语音词汇的存贮首地址，提取出目标语音词汇参数，依次送入语音合成器，将其变换成语音语句，以语音方式优先输出最危险目标。本专利技术的附图解释。附图二输入接口框图。附图三目标危险区域等级划分图。附图四检测程序原理框图。在附图二中，当ARPA信号通过可编程输入接口芯片14输入时，处理器CPU2(此图中未画出，为整个系统工作的主机，也称处理器)响应中断，输出此信号，并暂存于锁存器13中，以备信号处理，然后，CPU2起动可编程定时器15，发出开关信号，关断输入信号通路，使CPU2在定时期间拒绝输入新的ARPA信号，实现高速ARPA信号与低速语音信号的速率适配。在附图三中，根据碰撞危险出现概率的大小及通用避让规则，以船首位置SHM为起始点0°，沿顺时针方向分别就30°、90°、270°、330°处划分区域，共为五个区域，以危险等级由大到小排为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区。在语音输出时，按此顺序，优先输出最危险目标。在附图四中，框16表明ARPA信号检测程序开始执行，进入框17，ARPA信号输入，作为检测信号，即一个比较的标准信号，当再有信号输入时，框18中，检测信号与后续输入信号相比较，假定比较N次(N可在实际程序运行中给出任意具体的自然数)，记录相同次数。如果相同次数大于或等于M(M/N＝ 1/2 ～ 3/5 ，确定N值，M值也就确定了)，程序将从框19到框20，即将检测信号单元值输入目标文献区，表明此输入信号确为一新的目标信号，然后，执行框21，返回到主程序执行中;如果相同次数小于M，则表明此输入信号为干扰信号，不存此信号，程序从框19到框21，返回主程序执行中，等待下次中断输入。本专利技术的优点是1.由于采用了语音输出形式报警，在报警内容上，更加明确、易于准确接受;由于采用了危险等级划分和优先排队输出，能够自动迅速地给出最危险的报警内容;由于采用了VHF遥控监听，能够实现远距离报警，这样，在驾驶员执行其它工作的同时，同样能够获得报警信息，从而提高航行的安全程度。2.由于采用了语音输出形式，在时间上，可以随时获得ARPA信息，在空间上，扩展了ARPA信息传输范围，从而大大提高了ARPA的使用效率。实施例如附图五所示，本专利技术的实施例，采用JAS-800ARPA作为实现本方法的系统的信号源，从ARPA矢量、符号产生器中提取ARPA信号F目标性质参数、X与Y目标方位坐标、R目标距离参数、x与y目标航向坐标、s目标航速参数、W上述信号输入系统的控制信号，将F、X、Y、R、x、y、s表示为ARPA DATAⅠ，将W表示为ARPA控制(CONTROL)I;从ARPA数码显示器输入端提取跟踪目标数据方位、距离、航向、航速、CPA、TCPA和本船的数据航向、航速，将此数据表示为ARPA DATA Ⅱ，各数据显示控制信号CN表示为ARPA控制(CONTROL)Ⅱ。ARPA DATA Ⅰ输入，分别暂存于各锁存器23～27中，以等待CPU36提取。锁存器23暂存X或x数据;锁存器24暂存Y或y数据;锁存器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶导航雷达ＡＲＰＡ信息输出方法，其特征在于采用语音方式，输出ＡＲＰＡ信息。

【技术特征摘要】
1.一种船舶导航雷达ARPA信息输出方法，其特征在于采用语音方式，输出ARPA信息。2.根据权利要求1所述的船舶导航雷达ARPA信息输出方法，其特征在于1)为实现高速ARPA信号与低速语音信号的速率适配，采取定时抽取、中断输入方式;2)对经输入接口输入的ARPA信号进行消除随机干扰的统计检测;3)为从检测后的ARPA目标信号中获得目标各参数，进行参数计算;4)为确定计算后的目标参数输出顺序，进行目标危险等级划分;5)按照划分好的危险等级，分别建立相应的目标文献区;6)为把文献区目标参数转换成语音信号，进行编辑输出;7)在每次输出之前，为确定输出内容，进行键盘查询。3.根据权利要求2所述的ARPA信息语音输出方法，其特征在于所说的检测由软件实现。4.根据权利要求3所述的ARPA信息语音输出方法，其特征在于在所说的检测软件中，M/N值为1/2～3/5。5.根据权利要求2所述的ARPA信息语音输出方法，其特征在于在所说的参数计算中，将方位坐标值(X、Y或x、y)通过反正切函数转换为代表方位信号的数字量。6.根据权利要求2所述的ARPA信息语音输出方法，其特征在于所说的危险等级划分是将目标位置相对船的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张润泽，孙占华，
申请(专利权)人：大连海运学院，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]