[發明專利]基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統及方法

在審

• 申請號: 201810034271.7
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108254748A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 謝磊;包竹;夏文濤
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S13/89;G01S13/88;G01S13/86;G01S17/93;G01S17/02;G01S17/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;劉琳

1.一種基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統，其特征在于：包括安裝于河岸兩邊橋梁臨界高度處的激光測距裝置、與所述激光測距裝置連接數據處理中心以及與所述數據處理中心連接的監管雷達、報警裝置；

所述激光測距裝置：用于采集激光發射端與障礙物之間的距離S；

所述監管雷達：用于采集河道的雷達圖像；

所述數據處理中心：用于根據激光發射端與障礙物之間的距離S和河道寬度W的差值判斷是否有超高船舶通過，并根據雷達圖像確定是否超高船舶通過，確定時發出報警信號；

所述報警裝置用于根據報警信號發出聲光警報。

2.根據權利要求1所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統，其特征在于：河道寬度小于500m時，所述激光測距裝置通過激光對射遮斷報警器實現，河道寬度大于500m是，所述激光測距裝置通過激光測距儀實現，激光測距儀的激光發射端和激光反射裝置設置于河岸兩邊，位于同一水平線上。

3.根據權利要求1所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統，其特征在于：還包括用于采集視頻數據的視頻監控設備。

4.一種根據權利要求1～3中任一項所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統的工作方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

1)數據處理中心將根據激光測距裝置采集的激光發射端與障礙物之間的距離S判斷是否有障礙物遮擋激光束；

2)數據處理中心將根據監管雷達采集的雷達圖像獲取河道中通航物體，判斷是否為在航船舶；

3)數據處理中心將激光發射端與障礙物之間的距離S和雷達圖像綜合判斷，確定是否有超高船舶通過，是則發出報警信號；

4)報警裝置根據報警信號發出聲光警報。

5.根據權利要求4所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統的工作方法，其特征在于：所述步驟1)中激光發射端與障礙物之間的距離S的計算方法為：

其中，c為激光在大氣中的傳播速度，t₁-t₂是激光在傳輸過程中往返的時間差，S是激光發射端到障礙物的距離。

6.根據權利要求5所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統的工作方法，其特征在于：所述步驟1)中數據控制中心對采集的激光發射端與障礙物之間的距離S用小波去噪閾值函數算法進行去噪處理。

7.根據權利要求4所述的基于激光測距和雷達圖像的內河船舶超高報警系統的工作方法，其特征在于：所述步驟2)中對雷達圖像的處理過程包括：

2.1)對雷達圖像進行灰度變換，將彩色圖像轉換為8為灰度圖像；

2.2)對雷達灰度圖像進行中值濾波處理，提取雷達監測中的背景影像；

2.3)對經過中值濾波去噪的雷達影像進行邊緣提取處理；

2.4)采用目標連通域識別算法提取雷達圖像中的船舶目標。