[發明專利]一種基于雷達的間斷海冰區域檢測方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 201810725126.3
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN109061647B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 呂高煥
• 申請（專利權）人: 煙臺雷奧電子科技有限公司
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S7/41
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種基于雷達的間斷海冰區域檢測方法、裝置及設備。所述方法包括：獲取雷達進行海面掃描的多個脈沖回波序列，基于所述多個脈沖回波序列獲得采樣點向量；對所述采樣點向量中各采樣點對應的脈沖回波強度沿雷達徑向進行累加求和后，進行分段線性擬合，獲得多條直線，并根據每條直線的斜率形成上升率序列；根據所述上升率序列中的峰值進行海冰區域檢測，獲取一個或多個海冰區域。本發明實施例根據各采樣點對應的脈沖回波序列按徑向積累進行直線擬合，海冰區域對應直線斜率上升很快，海水對應的區域直線斜率上升較慢，根據直線斜率對應的上升率序列的峰值進行檢測，實現對間斷海冰區域的檢測。

技術領域

本發明實施例涉及雷達應用領域，尤其涉及一種基于雷達的間斷海冰區域檢測方法、裝置及設備。

背景技術

海冰是冬季影響港口作業、海上運輸和船舶安全的重要因素。船舶在冬季進出冰封的港口或海灣，或在有大量浮冰、冰山的水域或冰封的極區、港口、海灣航行，船舶機動受限，若操縱不當，船體易受損，易發生冰困，造成危險。因此，需提前觀察并確定海冰區域，以合理規劃航線，規避航行風險。

目前，對海冰情況的掌握，主要依靠海事預報以及星載雷達等探測設備掌握海面海冰情況，但二者難以做到對海面海冰情況的實時掌握，也不能做到對海冰及移動的連續跟蹤。而在此方面，船載導航/搜索等雷達具有全天時全天候的工作特點，可以做到對海冰的實時探測；但雷達一般關心的點狀目標，目標一般占據一個或幾個分辨單元，目標檢測處理一般是確定其中心或質心的距離方位，而類似于海上浮冰這種大面積的面狀目標，對其的檢測一般不是確定其中心或質心的距離與方位，而是需要確定其覆蓋范圍。海上浮冰在隨海面運動過程中，經常存在冰區斷裂、不連續的情況，即不同海冰區域之間間距不同的距離(海冰區域與海冰區域之間的間隔通常為海面)，急需一種方法對海冰的間隔區域進行檢測的方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種基于雷達的間斷海冰區域檢測方法、裝置及設備。

第一方面，本發明實施例提供一種基于雷達的間斷海冰區域檢測方法，包括：

獲取雷達進行海面掃描的多個脈沖回波序列，基于所述多個脈沖回波序列獲得采樣點向量；

對所述采樣點向量中各采樣點對應的脈沖回波強度沿雷達徑向進行累加求和后，獲得多條直線，并根據每條直線的斜率形成上升率序列；

根據所述上升率序列中的峰值進行海冰區域檢測，獲取一個或多個海冰區域。

進一步，所述獲取雷達進行海面掃描的多個脈沖回波序列，基于所述多個脈沖回波序列獲得采樣點向量，具體包括：

獲取雷達進行海面掃描的多個脈沖回波序列，基于所述多個脈沖回波序列形成原始向量，其中每個脈沖回波序列為所述原始向量的一個元素；

采用平滑濾波器對所述原始向量在雷達徑向上進行平滑處理，得到結果向量；

從所述結果向量中選取N個元素作為采樣點，從而獲得采樣點向量，其中N的取值等于平滑濾波器的階數。

進一步，所述對所述采樣點向量中各采樣點對應的脈沖回波強度沿雷達徑向進行累加求和后，進行分段線性擬合，獲得多條直線，并根據每條直線的斜率形成上升率序列，具體包括：

對所述采樣點向量中各采樣點對應的脈沖回波強度沿雷達徑向進行累加求和，獲得求和序列；

根據雷達的徑向采樣率和距離單元大小，確定分段擬合長度；

對于所述求和序列中的所有點，以所述分段擬合長度為長度單位進行分段，對每個分段進行一次最小二乘線性擬合，獲得多條直線；

分別獲取每條直線的斜率，根據每條直線的斜率形成上升率序列。