基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海面溢油監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體為一種基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近岸海域是濱海城市人民利用最為頻繁的區(qū)域，但是由于海上交通碰撞事故和石油化工企業(yè)多發(fā)生在近岸海域，所以近岸海域也是海上溢油事故頻發(fā)的區(qū)域，因此近岸海域的海上溢油監(jiān)測(cè)工作十分重要。現(xiàn)有技術(shù)中的用于近岸海域的海上溢油監(jiān)測(cè)裝置通常采用固定式安裝和進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，存在如下問(wèn)題:固定式安裝的岸基溢油監(jiān)測(cè)裝置，不具備移動(dòng)的靈活性;溢油監(jiān)測(cè)裝置的用途和功能單一，僅僅適用于海上溢油監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種具有移動(dòng)監(jiān)測(cè)能力，能夠同時(shí)進(jìn)行海面溢油監(jiān)測(cè)和岸基船舶監(jiān)控的基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]—種基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置，包括:
[0006]固態(tài)雷達(dá);所述固態(tài)雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線;所述天線用于將所述發(fā)射機(jī)持續(xù)發(fā)射的電磁波向近岸海域輻射，并接收所述近岸海域反射的雷達(dá)回波信號(hào)傳送給所述接收機(jī)；
[0007]與所述接收機(jī)相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換箱，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱用于將所述接收機(jī)接收到的雷達(dá)回波信號(hào)由單路信號(hào)轉(zhuǎn)換為相同的兩路信號(hào)，并將該兩路信號(hào)分別發(fā)送給所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)；
[0008]與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接的固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)，所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)用于根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)提取出海上船舶目標(biāo)信息，并將所述海上船舶目標(biāo)信息顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上，操作人員能夠根據(jù)顯示的海上船舶目標(biāo)信息進(jìn)行船舶監(jiān)控；
[0009]與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接的工控機(jī)，所述工控機(jī)用于根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)得到溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果并輸出；
[0010]以及用于裝載所述固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)的裝載車；
[0011]進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述工控機(jī)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行圖像降噪處理，然后建立海面回波圖像灰度直方圖，根據(jù)建立的海面回波圖像灰度直方圖，來(lái)設(shè)定能夠劃分溢油區(qū)域圖像和非溢油區(qū)域圖像的灰度閾值，根據(jù)所述灰度閾值利用圖像邊緣提取技術(shù)提取出溢油區(qū)域圖像，將所述溢油區(qū)域圖像作為溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果輸出；
[0012]進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行濾波處理，去除由海面雜波和海面生物反射的雷達(dá)回波圖像，提取出由船舶反射的雷達(dá)回波圖像，然后將由船舶反射的雷達(dá)回波圖像顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上。
[0013]—種基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:
[0014]步驟1:通過(guò)裝載車將固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)裝載，并配置固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)之間的相互連接，其中，固態(tài)雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線，信號(hào)轉(zhuǎn)換箱與所述接收機(jī)相連接，固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)均與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接；
[0015]步驟2:固態(tài)雷達(dá)的天線將發(fā)射機(jī)持續(xù)發(fā)射的電磁波向近岸海域輻射，并接收所述近岸海域反射的雷達(dá)回波信號(hào)傳送給接收機(jī)；
[0016]步驟3:信號(hào)轉(zhuǎn)換箱將所述接收機(jī)接收到的雷達(dá)回波信號(hào)由單路信號(hào)轉(zhuǎn)換為相同的兩路信號(hào)，并將該兩路信號(hào)分別發(fā)送給所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)；
[0017]步驟4:固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)提取出海上船舶目標(biāo)信息，并將所述海上船舶目標(biāo)信息顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上，操作人員能夠根據(jù)顯示的海上船舶目標(biāo)信息進(jìn)行船舶監(jiān)控，工控機(jī)根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)得到溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果并輸出；
[0018]進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述工控機(jī)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行圖像降噪處理，然后建立海面回波圖像灰度直方圖，根據(jù)建立的海面回波圖像灰度直方圖，來(lái)設(shè)定能夠劃分溢油區(qū)域圖像和非溢油區(qū)域圖像的灰度閾值，根據(jù)所述灰度閾值利用圖像邊緣提取技術(shù)提取出溢油區(qū)域圖像，將所述溢油區(qū)域圖像作為溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果輸出；
[0019]進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行濾波處理，去除由海面雜波和海面生物反射的雷達(dá)回波圖像，提取出由船舶反射的雷達(dá)回波圖像，然后將由船舶反射的雷達(dá)回波圖像顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上。
[0020]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，所述裝置的各組成部分安裝于裝載車中，整個(gè)裝置具備近岸海域的移動(dòng)監(jiān)測(cè)能力，同時(shí)也提高了多套裝置進(jìn)行組網(wǎng)監(jiān)測(cè)的可行性;本發(fā)明所述裝置在不改變對(duì)近岸船舶的監(jiān)控功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了海上溢油監(jiān)測(cè)，屬于固態(tài)雷達(dá)設(shè)備的升級(jí)改造，節(jié)省了溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備的購(gòu)置成本。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是本發(fā)明所述方法的流程圖；
[0023]圖3是本發(fā)明所述裝載車的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1、裝載車，2、裝載車廂，3、天線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1和圖3所示的一種基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)裝置，包括:固態(tài)雷達(dá);所述固態(tài)雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線3;所述天線3用于將所述發(fā)射機(jī)持續(xù)發(fā)射的電磁波向近岸海域輻射，并接收所述近岸海域反射的雷達(dá)回波信號(hào)傳送給所述接收機(jī);與所述接收機(jī)相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換箱，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱用于將所述接收機(jī)接收到的雷達(dá)回波信號(hào)由單路信號(hào)轉(zhuǎn)換為相同的兩路信號(hào)，并將該兩路信號(hào)分別發(fā)送給所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)；與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接的固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)，所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)用于根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)提取出海上船舶目標(biāo)信息，并將所述海上船舶目標(biāo)信息顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上，操作人員能夠根據(jù)顯示的海上船舶目標(biāo)信息進(jìn)行船舶監(jiān)控;與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接的工控機(jī)，所述工控機(jī)用于根據(jù)所述雷達(dá)回波信號(hào)得到溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果并輸出；以及用于裝載所述固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)的裝載車1;進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述工控機(jī)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行圖像降噪處理，然后建立海面回波圖像灰度直方圖，根據(jù)建立的海面回波圖像灰度直方圖，來(lái)設(shè)定能夠劃分溢油區(qū)域圖像和非溢油區(qū)域圖像的灰度閾值，根據(jù)所述灰度閾值利用圖像邊緣提取技術(shù)提取出溢油區(qū)域圖像，將所述溢油區(qū)域圖像作為溢油監(jiān)測(cè)結(jié)果輸出；進(jìn)一步地，在接收到所述雷達(dá)回波信號(hào)之后，所述固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)首先對(duì)所述雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再根據(jù)數(shù)字雷達(dá)回波信號(hào)生成雷達(dá)回波圖像，然后對(duì)所述雷達(dá)回波圖像進(jìn)行海面回波圖像和陸地回波圖像分離，之后對(duì)分離后得到的海面回波圖像進(jìn)行濾波處理，去除由海面雜波和海面生物反射的雷達(dá)回波圖像，提取出由船舶反射的雷達(dá)回波圖像，然后將由船舶反射的雷達(dá)回波圖像顯示在固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)的顯示屏幕上;所述工控機(jī)安裝有溢油監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)軟件；固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)與固態(tài)雷達(dá)相連接，操作人員能夠通過(guò)固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)控制所述固態(tài)雷達(dá);進(jìn)一步地，所述裝載車1具有裝載車廂2，所述天線3置于所述裝載車廂2頂部;所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱具有信號(hào)隔離器;所述裝置通過(guò)車載電源供電；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)、工控機(jī)和車載電源均置于所述裝載車廂2內(nèi)。
[0026]如圖2所示的一種基于固態(tài)雷達(dá)的海面溢油監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟:
[0027]步驟1:通過(guò)裝載車1將固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)裝載，并配置固態(tài)雷達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)之間的相互連接，其中，固態(tài)雷達(dá)包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和天線3，信號(hào)轉(zhuǎn)換箱與所述接收機(jī)相連接，固態(tài)雷達(dá)控制臺(tái)和工控機(jī)均與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換箱相連接；
[0028]步驟2:固態(tài)雷達(dá)的天線3將發(fā)射機(jī)持續(xù)發(fā)