[發明專利]基于電子海圖和導航數據的雷達圖像模擬系統和方法

有效

• 申請號: 201310066816.X
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103175525A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張琳;梁明超;段芳芳;劉煥;郭聰迪
• 申請（專利權）人: 無錫挪瑞電子技術有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術領域

本發明涉及船舶導航技術領域，具體而言，涉及一種基于電子海圖和導航數據的雷達圖像模擬系統和一種基于電子海圖和導航數據的雷達圖像模擬方法。

背景技術

作為船舶綜合導航系統重要的組成設備，電子海圖和導航雷達是在船舶航行時為航海人員顯示海上安全信息的系統，對船舶導航和避碰安全發揮著極其重要的作用。但是兩者單獨使用都具有一定的局限性。隨著現代導航信息技術的應用和發展，為了更好的提高海上航行安全，實現雷達圖像與電子海圖疊加顯示已成為可能和必然。在電子海圖上疊加顯示雷達圖像，可提供本船、本船周圍的靜態目標與動態目標三者之間的位置關系，進一步完善了船舶綜合導航系統。

現有電子海圖與雷達圖像的疊加通常是采集雷達通訊數據后，對這些數據經過處理后傳于終端計算機，經過一系列疊加匹配算法后在電子海圖上疊加顯示。

此類方案首先需要采集一定數量的雷達數據，這些數據一般只針對某一特定區域某一特定船舶進行采集，采集后的數據經過信號及雜波處理后再經過坐標變換算法（由于雷達是極坐標，海圖是墨卡托投影）形成一些固定比例尺的雷達圖像。這里復雜的處理運算必然造成了與電子海圖疊加的疊加偏差，也是現有技術普遍存在的一個問題。

轉換成的雷達圖像需要按照一定的組織形式存放在計算機特定的存儲區域，因而需要占用大量的計算機存儲空間。在對雷達圖像進行特征提取、選擇并判斷是否為目標等處理后，將雷達圖像經過一定的匹配算法在電子海圖上疊加顯示。

由于在與電子海圖進行疊加之前包含了許多復雜的處理過程，因而需要投入較大的資金和人力成本，這樣就不可避免的提高了產品的成本。

因此，目前的電子海圖疊加顯示雷達圖像技術至少有以下缺點：

1.在電子海圖的顯示比例尺發生變化時，相關技術一般使用的是由錄制的雷達數據轉換成的一些固定比例尺的雷達圖像，因而很難在不同比例尺的電子海圖上進行疊加，即使能夠疊加也會存在較大的偏差。

2.在同一顯示比例尺下，由于電子海圖（墨卡托）與雷達數據（極坐標）的坐標系和顯示算法的不同，現有雷達圖像疊加到電子海圖上仍存在由坐標系不同和顯示算法不同引起的誤差，甚至對于不同的雷達圖像來源在同一系統中顯示也會存在一定的誤差。

3.由于雷達本身的技術問題，一般得到的雷達圖像經常會存在顯示盲區、顯示死地址等現象，疊加在海圖上并不能消除這個問題。

4.現有雷達圖像疊加技術一般只能做到對固定船舶固定路線的雷達圖像疊加。

5.相關技術一般使用錄制好的大量的雷達圖像，因而會占用很大的計算機存儲空間。

6.現有雷達圖像疊加技術需要的產品成本較高。要獲取產品所需要的雷達圖像，首先需要投入大量的人力物力得到固定船舶固定路線的雷達采集數據，然后需要投入大量的精力將雷達的極坐標信息轉換成和電子海圖坐標系保持一致的雷達圖像信息。整個過程需要投入較大的資金和人力成本。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，提出了一種新的雷達圖像模擬方案，可減少雷達模擬圖像疊加在電子海圖上的誤差，同時減少雷達圖像的顯示盲區和死地址等現象，實現了針對實時動態船舶的雷達圖像疊加。

有鑒于此，根據本發明的一個方面，提供了一種基于電子海圖和導航數據的雷達圖像模擬系統，包括：導航數據接收單元，用于接收并處理本船舶的實時導航數據；提取單元，用于根據所述實時導航數據從相應范圍的電子海圖中提取電子海圖矢量信息；雷達模擬圖像生成單元，用于根據所述電子海圖矢量信息和所述實時導航數據生成雷達模擬圖像；雷達模擬圖像疊加單元，將所述雷達模擬圖像疊加在所述相應范圍的電子海圖上；顯示單元，顯示疊加處理后的電子海圖。

通過上述技術方案，將電子海圖矢量信息作為生成雷達圖像的信息源之一，電子海圖的矢量信息覆蓋范圍比較完整全面，因而得到的雷達模擬圖像基本可以消除顯示盲區、顯示死地址等現象。并且使用3G導航數據作為生成的雷達模擬圖像的信息源之一，3G導航數據是實時動態的，因而可實現實時動態船舶的雷達模擬圖像疊加。在該技術方案中，由于雷達模擬圖像是實時生成的，因此大大減少了計算機的存儲空間占用率。

在上述技術方案中，優選的，所述導航數據接收單元還用于接收并處理所述本船舶之外的目標船舶的實時導航數據；所述雷達模擬圖像生成單元還用于根據所述電子海圖矢量信息以及所述目標船舶和所述本船舶的實時導航信息生成所述雷達模擬圖像。