CN202563081U

CN202563081U - 融合ais信息的智能调参船用雷达***

Info

Publication number: CN202563081U
Application number: CN2012201370248U
Authority: CN
Inventors: 褚人乾
Original assignee: SHANGHAI YUANZHOU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI YUANZHOU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2022-04-01

Abstract

本实用新型是融合AIS信息的智能调参船用雷达***，涉及一种雷达***，它是由包括雷达头装置、雷达显控装置、辅助信息处理装置；所述辅助信息处理装置接收众多辅助信息综合处理后由显控装置控制的显示器显示；相关辅助设备包括AIS接收机，AIS接收机通过输入输出设备与主处理器连接；所述的辅助信息处理模块由主处理器控制，处理雷达自身信息与AIS接收信息的比较，并提供给主处理器相关雷达设定的参数信息，由主处理器返还给同步触发控制模块执行，最终在一个闭合***内完成对雷达***的自动调节。

Description

融合AIS信息的智能调参船用雷达***

技术领域

本实用新型在涉及一种雷达***，特别涉及到一种可以自动调节参数的船用雷达。

背景技术

船用雷达是装在船上用以航行避让、船舶定位、狭水道引行的设备，它是船长的眼睛,为驾驶员提供了必要的观察手段，辅助船舶航行，在能见度较低或在拥挤的水道时辅助避碰。它的出现是航海技术发展的重大里程碑，是国际海事组织（IMO）强制安装的船舶导航设备之一。

另外IMO强制安装的导航设备还包括罗经、卫星定位仪（GPS导航仪）、自动目标识别***（AIS）和电子海图***（ECDIS）。其中罗经（GYRO）提供本船船艏向，GPS导航仪提供本船航行的实时位置、速度、航迹和时间信息。AIS向周边广播本船的船位、船速、航向改变率、航向及本船身份等基本信息，同时接收其它船只发射的AIS信号，增强航行安全。ECDIS是数字化的海图，提供了周边静态环境的详细描述。

船用导航雷达是最重要的船舶导航设备之一，随着计算机技术、信息处理技术和数字信号处理技术的发展，现代船用雷达为上述几个主要设备的输入输出和综合处理提供了软硬件的坚实的支持。目前也有一些课题对上述的一些组合利用进行了一定的研究和开发，如雷达与AIS的目标关联，提高雷达的量测精度；还有雷达图像与电子海图的叠加显示，可以提供更形象的观测画面。但是这些组合，都是利用各自设备的最终输出，采用松耦合的叠加性融合处理方法，虽然可以在雷达显示性能上有改善，但对雷达的综合性能和智能性的提高非常有限。

船用雷达是一个相对复杂的设备，主要靠物体对无线电波的反射波进行处理分析来获得对周围环境的感知。由于反射信号非常微弱，使得雷达的噪声与杂波抑制处理尤为重要。雷达性能非常依赖于周边环境，需要根据不同情况配置许多参数才能使得综合性能最佳。当前，船用导航雷达针对不同的航海环境，不同天气情况，不同的海面状况，需要人工干预来输入增益、雨雪抑制、海浪抑制、回波信号处理以及数据处理参数，以期达到比较好的“目测”观测效果。

雷达操作是一项非常复杂而专业的工作，其性能和操作人员的熟练程度、经验和专业知识非常相关，工作强度也相当之大。因此，如何提高船用导航雷达智能，利用多传感器信息输入，根据各方面信息输入，相互验证组合，通过紧耦合方式进行信息融合，自动调整雷达中频、数字处理参数，将可以生成一部高度智能、性能优越的船用导航雷达，将具有非常高的科研意义和经济意义。

随着计算机技术、通信技术的发展，特别是军事上的迫切要求，多传感器信息融合技术得到了飞速发展。信息融合技术做为一门跨学科的综合信息处理理论，涉及***论、控制论、人工智能和计算机通信等众多的领域和学科。信息融合理论和经典的信号和信息处理有着本质的区别，多传感器融合的信息来源形式更加复杂，而且可以在数据层、特征层和决策层等不同信息层上体现。而目前市场上的雷达均是获得信息，或是组合信息，最多也只是给出一个组合后的信息表，或是给操作员相应的指示，最终只是达到一个信息分析的功能，而没有形真正义意上的智能操作。

发明内容

本实用新型的发明目的是：提供一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，它可以实现在接收AIS信息的基础上，利用该信息，从而调节雷达的相应参数，实现在一个闭合空间里完成雷达的自我调整。

为完成上述实用新型的发明目的，本专利这样实现的：一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，它是由包括雷达头装置、雷达显控装置、辅助信息处理装置；所述辅助信息处理装置接收众多辅助信息综合处理后由显控装置控制的显示器显示；同时雷达头的发射机发射无线信号，接收机将接收来的回波信息交由雷达显控装置和辅助信息处理装置共同处理后显示；所述的雷达显控装置包括键盘、鼠标（轨迹球）、显示器、主处理器单元、中频处理电路，同步触发电路，电源；其特征在于：所述的相关辅助设备包括AIS接收机，所述的AIS接收机通过输入输出设备与主处理器连接；所述的显示装置中还包括辅助信息处理模块，所述的辅助信息处理模块由主处理器控制，处理雷达自身信息与AIS接收信息的比较，并提供给主处理器相关雷达设定的参数信息，由主处理器返还给同步触发控制模块执行。

对上述技术方案作进一步的改进，所述的辅助信息处理模块包括模数转换处理模块、显示模块、降噪处理模块和量化处理模块，所述的模数转换处理模块连接接收机，降噪处理模块将数字化的信息进行过滤，量化处理模块结合雷达自身信息与辅助信息量化后对比。

对上述技术方案作进一步改进，在接收机与模数转换处理模块之间设有一中频处理，所述的中频模块是由主处理器控制。

所述的AIS的输出端口与雷达视频图像处理、量化模块连接；所述的主处理器负责将AIS输入的信息与雷达信息进行比较，生成图像，由显示器进行显示。

所述的输入输出设备可以是雷达视频图像处理、量化模块。

所述的雷达采集卡为DSP或FPGA集成电子器件，将AIS信号统一或集成到雷达视频图像处理、量化模块上，并使用通用芯片将外接信号转换成标准的串口信号，并经处理换算成雷达的脉冲信号，由发射机执行发射。

所述的相关辅助设备还可以包括GPS导航仪、罗经、气象信息和电子海图中的一种或几种。

本实用新型的技术效果是，本实用新型融合了来AIS信息，并且利用信息得到了雷达需要调节的数据，从而再次返馈给雷达，达到在一个闭合的***中，雷达智能的自我调节。这种方法调节方式既科学，又方便，对于没有经验的操作员来说相当实用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步的描述好本实用新型的结构，下面结合附图，对本实用新型作更进一步的描述。

一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，它是由包括雷达头装置1、雷达显控装置2、辅助信息处理装置3；所述辅助信息处理装置3接收众多辅助信息综合处理后由显控装置2控制的显示器显示；同时雷达头的发射机发射无线信号，接收机将接收来的回波信息交由雷达显控装置和辅助信息处理装置共同处理后显示；所述的雷达显控装置包括键盘、鼠标（轨迹球）、显示器、主处理器单元、中频处理电路，同步触发电路，电源；所述的相关辅助设备包括AIS接收机，AIS是用来接收附近船只的航行信息，这也是目前每一艘船都要配备的设备，他们不间断的发向周边发出信息，报告自己的位置。每一艘船上同时也配有AIS接机，专门用于接收信息，以往他们与雷达之间是相互独立的，到了最代发展，也有人利用了他的图像与雷达图像相互融合在一个图像显示屏上，而这些也只不过是给人一个感观上的认识而已，对于雷达自身的功能没有任何的作用。而本专利恰恰是让AIS不再独立工作，而是成为了雷达***的一部分，或是将AIS的信息直接转给雷达，供雷达***所用。具体是将AIS接收机通过输入输出设备与主处理器连接；显示装置中还包括辅助信息处理模块，所述的辅助信息处理模块由主处理器控制，处理雷达自身信息与AIS接收信息的比较，并提供给主处理器相关雷达设定的参数信息，由主处理器返还给同步触发控制模块执行。上述操作就不再单单是让AIS单独的工作，它所收接到的信息被雷达所利用，具体是用于和雷达的发射范围接范围以及角度等参数相比较，从若干个数据进行优选，或是自我调节，产生一个雷达调节数值。从而让主处理器发出命令，由执行部分执行，这样反复多次，再加上人员的观察调整，让雷达的工作效率和准确率均有所提高。

具体实施例2

在上述技术方案的基础之上，我们加以改进，在实际航行中除了周边船只外，我们的雷达信号受到众多因素的影响，如天气，声音等，为了更加准确的操作雷达，所述的辅助信息处理模块包括模数转换处理模块、显示模块、降噪处理模块和量化处理模块，所述的模数转换处理模块连接接收机，降噪处理模块将数字化的信息进行过滤，量化处理模块结合雷达自身信息与辅助信息量化后对比。所述的AIS的输出端口与雷达视频图像处理、量化模块连接；所述的主处理器负责将AIS输入的信息与雷达信息进行比较，生成图像，由显示器进行显示。

所述的输入输出设备可以是雷达视频图像处理、量化模块。所述的雷达采集卡为DSP或FPGA集成电子器件，将AIS信号统一或集成到雷达视频图像处理、量化模块上，并使用通用芯片将外接信号转换成标准的串口信号，并经处理换算成雷达的脉冲信号，由发射机执行发射。

众所周知，模拟信号的比较，判断是不相复杂的，数字化的出现给判断比较提供了相当便利的条件，要想最终得到一个合适的调节参数，那么我们就要进行一系列的数字操作，只有这样才能保证其准确性；因此，本专利先交接收到的信息进行数字化，建立起数字模型，利用降噪处理模块去排除干扰，量化处理模块具体计算比较最终得到一个参数。

具体实施例3

对于船只的航行来说，不确定的因素达多，单一的信息只会更加影响人们对于外界的判断，过分注重任何一种信息，都是对信息的损耗；因此，能尽量多的参入多元化信息，对于雷达自身来说，不用讲计算会越复杂，但从整体考虑，其信息是越准确。本实施例加入了以系列的辅助信息，如GPS，罗经，海图，天气等，GPS可以在前行中准确定位，显确自己所在的位置，而海图测可以显示周边的信息，周边物体离船只有多远，当时的天气会对航船造成多大影响，把这一系列的问题均考虑进去。具体这样操作，当输入输出设备接收到信息后，进行数字化转换，首先确定船只的方位，第二步确定雷达的探测到的信息，判断其信息是否与海图上固有的物体有误差，判断是否与AIS传来的信息有误差，从众多误差中，选择或是重新确立参数。

再加上天气等其他因素，在计算时给予加权计算，排降干扰。

在封闭的常规雷达信号处理体系中引入罗经、GPS、AIS、ECDIS乃至航海气象信息，可以由其他***提供真实的客观存在的“真实图像”，而雷达***通过对回波信号处理得到“测量图像”，比较两者差异可以得到误差信号，而通过由这种误差引起的代价，可以由信息融合理论使其达到最小而得到控制量，来调整控制处理过程，使得其整体性能达到特定准则下的最优。另外，气象信息可以提供更准确的海面情况，可以加入比如雨雪、海浪抑制以及回波视频处理等各个环节。

Claims

1.一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，它是由包括雷达头装置、雷达显控装置、辅助信息处理装置；所述辅助信息处理装置接收众多辅助信息综合处理后由显控装置控制的显示器显示；同时雷达头的发射机发射无线信号，接收机将接收来的回波信息交由雷达显控装置和辅助信息处理装置共同处理后显示；所述的雷达显控装置包括键盘、鼠标、显示器、主处理器单元、中频处理电路，同步触发电路，电源；其特征在于：所述的相关辅助设备包括AIS接收机，所述的AIS接收机通过输入输出设备与主处理器连接；所述的显示装置中还包括辅助信息处理模块，所述的辅助信息处理模块由主处理器控制，处理雷达自身信息与AIS接收信息的比较，并提供给主处理器相关雷达设定的参数信息，由主处理器返还给同步触发控制模块执行。

2.根据权利要求1所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：所述的辅助信息处理模块包括模数转换处理模块、显示模块、降噪处理模块和量化处理模块，所述的模数转换处理模块连接接收机，降噪处理模块将数字化的信息进行过滤，量化处理模块结合雷达自身信息与辅助信息量化后对比。

3.根据权利要求1所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：在接收机与模数转换处理模块之间设有一中频处理，所述的中频模块是由主处理器控制。

4.根据权利要求1所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：所述的AIS的输出端口与雷达视频图像处理、量化模块连接；所述的主处理器负责将AIS输入的信息与雷达信息进行比较，生成图像，由显示器进行显示。

5.根据权利要求1所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：所述的输入输出设备可以是雷达视频图像处理、量化模块。

6.根据权利要求4所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：所述的雷达采集卡为DSP或FPGA集成电子器件，将AIS信号统一或集成到雷达视频图像处理、量化模块上，并使用通用芯片将外接信号转换成标准的串口信号，并经处理换算成雷达的脉冲信号，由发射机执行发射。

7.根据权利要求1所述的一种融合AIS信息的智能调参船用雷达***，其特征在于：所述的相关辅助设备还可以包括GPS导航仪、罗经、气象信息和电子海图中的一种或几种。