[发明专利]基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法，包括步骤1、校准正北方向；步骤2、获取最佳参考目标高度；步骤3、获取光电距离水面的垂直高度；步骤4、获取被监控船舶的静态信息和动态信息；步骤5、获取被监控船舶在考虑时间预推后的当前水平角度和垂直角度；步骤6、获取被监控船舶在考虑轴漂后的真实水平角度和垂直角度；步骤7、光电跟踪；步骤8、实现光电的稳定实时跟踪。本发明能满足在各个水域和各个时间段的探测，且易于监测；考虑被监控船舶在光电设备响应和角度定位的预推时间，以及利用长焦一致性算法解决视场角度轴漂带来的水平角度和垂直角度误差，提高对不同大小和不同航行状态的船舶监控跟踪精度。

技术领域

本发明涉及船舶监测跟踪领域，特别是一种基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法。

背景技术

对于岸基近海海域、港口、航道等VTS(船舶交通导航系统)领域以及湖泊渔政执法系统领域中，光电视频监控与雷达联动已广泛运用。目前对于监控船舶的目标信息大多来自雷达或AIS获取，比如目标的经纬度、航速、航向、船长等参数，然后根据以上参数和测量的光电高度计算出水平角俯仰角发送给光电进行控制。

然而，由于不同水域在不同时段，尤其是涨潮落潮时变化较大，导致光电距离水平面的高度也在不断变化，然后雷达将目标信息发给光电直到设备响应定位时，没有考虑目标预推，并且也没有考虑光电视场角在不断切换时轴漂所带来的的误差影响，最终会导致船舶在监控画面中所占的比例过大或过小，甚至会造成看不到船舶的情况，所以不能达到很好的监控跟踪效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法，该基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法不仅可以实时获取光电距离水面的高度，而且多方考虑了各种误差出现的情况，提高了实时监控的精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于多功能雷达的光电高精度智能船舶监测跟踪方法，包括如下步骤。

步骤1、校准正北方向：对均位于岸基上的雷达和光电进行正北方向的校准。

步骤2、获取最佳参考目标高度，具体包括如下步骤：

步骤2A、设置参考目标：在待监测水域设置或选取若干个依次排列的参考目标；每个参考目标均对应一种设定的水面高度。

步骤2B、雷达扫描：采用正北方向校准后的雷达对步骤2A设置的参考目标进行扫描，得到雷达回波图像。

步骤2C、雷达增强及过滤：对雷达回波图像进行增强，将位于水面下的雷达回波图像进行过滤，从而得到水面上的雷达回波图像。

步骤2D、获取参考目标高度：从水面上的雷达回波图像中筛选出最小可视雷达回波图像，作为最佳参考目标；将最佳参考目标所对应的高度，称为最佳参考目标高度。

步骤3、获取光电距离水面的垂直高度：根据光电的高度，以及步骤2获取的最佳参考目标高度，计算得到光电距离水面的垂直高度。

步骤4、获取被监控船舶的静态信息和动态信息：静态信息包括船舶高度和船舶宽度，能通过AIS获取；动态信息包括被监控船舶的经纬度、航速和航向，能通过雷达实时获取。

步骤5、获取被监控船舶当前水平角度和垂直角度，具体包括如下步骤：

步骤5A、计算预推时间：根据光电设备响应时间和光电在转动不同角度时的定位时间，计算得到被监控船舶的预推时间。

步骤5B、预测预推经纬度：根据步骤4获取的动态信息、以及步骤5A计算的预推时间，预测被监控船舶在预推时间后的经纬度信息。