[發(fā)明專利]一種基于雷達(dá)與AIS融合數(shù)據(jù)的光電聯(lián)動(dòng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811426796.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109633627B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何四海;敬彥民;王彬;涂川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都天奧信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/72
• 分類號(hào): G01S13/72
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 宋輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雷達(dá)與AIS融合數(shù)據(jù)的光電聯(lián)動(dòng)控制方法，包括：步驟一、從融合目標(biāo)信息中提取航向、航速、經(jīng)度、緯度、轉(zhuǎn)向率和目標(biāo)尺寸參數(shù)；步驟二、預(yù)測(cè)目標(biāo)的航速、航向、經(jīng)度、緯度參數(shù)；步驟三、計(jì)算目標(biāo)相對(duì)于攝像頭的水平方位角與水平距離；步驟四、計(jì)算攝像頭的俯仰角T；步驟五、計(jì)算攝像頭焦距值f；步驟六、根據(jù)計(jì)算出的水平方位角、俯仰角和焦距值控制攝像頭水平旋轉(zhuǎn)角度和俯仰旋轉(zhuǎn)角度以及焦距值。本發(fā)明利用融合目標(biāo)信息，控制光電攝像頭自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)水上船舶目標(biāo)，并能實(shí)時(shí)調(diào)整攝像頭姿態(tài)，持續(xù)保持?jǐn)z像頭對(duì)準(zhǔn)船舶目標(biāo)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水上船舶視頻聯(lián)動(dòng)跟蹤；結(jié)合了雷達(dá)跟蹤目標(biāo)與AIS目標(biāo)信息融合的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)精確定位和快速識(shí)別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)檢測(cè)方法，具體涉及一種基于雷達(dá)與AIS融合數(shù)據(jù)的光電聯(lián)動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)

在航道管控、港口監(jiān)視和海域安防領(lǐng)域，采用光電攝像頭對(duì)水域內(nèi)船舶進(jìn)行監(jiān)控成為了必備安防手段之一。通過(guò)攝像頭能夠直觀展示被關(guān)注船舶的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，確認(rèn)船舶是否違規(guī)或遇險(xiǎn)，為指揮調(diào)度提供決策輔助。

目前對(duì)水域船舶目標(biāo)的常用探測(cè)方式有AIS(Automatic IdentificationSystem，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))和雷達(dá)探測(cè)兩種方式。如圖1所示，雷達(dá)跟蹤目標(biāo)信息更新速度快，包括船舶航向、航速、經(jīng)度和緯度等動(dòng)態(tài)信息，但不具有船舶類型、航行狀態(tài)、尺寸、國(guó)籍等靜態(tài)信息，并且雷達(dá)跟蹤目標(biāo)具有容易丟失和誤關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。AIS目標(biāo)信息包括船舶航向、航速、經(jīng)度、緯度和轉(zhuǎn)向率等動(dòng)態(tài)信息和船舶類型、航行狀態(tài)、尺寸、國(guó)籍靜態(tài)信息，但信息更新速度慢。

由于AIS目標(biāo)信息更新慢的缺點(diǎn)，因此采用AIS目標(biāo)信息引導(dǎo)光電攝像頭對(duì)目標(biāo)進(jìn)行視頻跟蹤會(huì)導(dǎo)致在AIS目標(biāo)信息更新空檔期間，目標(biāo)跑出攝像頭視頻范圍之外的問(wèn)題；若采用雷達(dá)目標(biāo)信息引導(dǎo)光電攝像頭對(duì)目標(biāo)進(jìn)行視頻跟蹤則會(huì)出現(xiàn)誤跟與跟蹤丟失目標(biāo)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于雷達(dá)與AIS融合數(shù)據(jù)的光電聯(lián)動(dòng)控制方法，融合AIS和雷達(dá)兩種目標(biāo)信息，并定時(shí)預(yù)測(cè)目標(biāo)在信息更新空檔期內(nèi)的位置，根據(jù)預(yù)測(cè)位置連續(xù)引導(dǎo)光電設(shè)備指向目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的連續(xù)光電視頻聯(lián)動(dòng)跟蹤。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于雷達(dá)與AIS融合數(shù)據(jù)的光電聯(lián)動(dòng)控制方法，包括以下步驟：

步驟一、從融合目標(biāo)信息中提取航向、航速、經(jīng)度、緯度、轉(zhuǎn)向率和目標(biāo)尺寸參數(shù)；

步驟二、預(yù)測(cè)目標(biāo)的航速、航向、經(jīng)度、緯度參數(shù)；

步驟三、計(jì)算目標(biāo)相對(duì)于攝像頭的水平方位角與水平距離；

步驟四、計(jì)算攝像頭的俯仰角T

步驟五、計(jì)算攝像頭焦距值f；

步驟六、根據(jù)計(jì)算出的水平方位角、俯仰角和焦距值控制攝像頭水平旋轉(zhuǎn)角度和俯仰旋轉(zhuǎn)角度以及焦距值；

其中，步驟四與步驟五不分先后順序。

進(jìn)一步，步驟二中預(yù)測(cè)目標(biāo)的航速、航向、經(jīng)度、緯度參數(shù)具體方法為：

設(shè)定融合目標(biāo)更新頻率和參數(shù)輸出頻率，令融合目標(biāo)更新頻率大于控制參數(shù)輸出頻率；

融合目標(biāo)更新時(shí)獲得融合目標(biāo)信息，獲得融合目標(biāo)信息后需要每隔t秒預(yù)測(cè)一次融合目標(biāo)航向、經(jīng)度、緯度，直到收到下一個(gè)融合目標(biāo)信息后重新開(kāi)始預(yù)測(cè)；在每次預(yù)測(cè)中：

航速值通過(guò)公式(1)進(jìn)行預(yù)測(cè)：

S(n)＝S(0) (1)

其中S(n)為最近一次融合目標(biāo)信息更新后第n次預(yù)測(cè)的航速值，S(0)為最近一次融合目標(biāo)信息更新時(shí)的航速值；

航向值通過(guò)公式(2)預(yù)測(cè)：