本發(fā)明涉及內(nèi)河航道管理及海事安全領(lǐng)域，具體涉及一種基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法及裝置。

背景技術(shù)：

船舶自動識別系統(tǒng)（ais）由艦船飛機(jī)之?dāng)澄易R別器發(fā)展而成，配合全球定位系統(tǒng)（gps）將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態(tài)結(jié)合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態(tài)資料由甚高頻（vhf）頻道向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動，對船舶安全有很大幫助。

然而對于長江水系、珠江水系、京杭運(yùn)河水系等內(nèi)河航道而言，航運(yùn)量大且航道偏窄是其主要特征。在上述內(nèi)河航道航行的絕大多數(shù)船舶為了保證航行的安全，根據(jù)相關(guān)規(guī)定都安裝了ais系統(tǒng)。與此同時，上述內(nèi)河航道中也存在著數(shù)量龐大的小型的且沒有安裝ais系統(tǒng)的船只。這些船只的存在，對航道的管理以及海事安全都是及其嚴(yán)重的威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法及裝置，能夠及時發(fā)現(xiàn)沒有安裝ais系統(tǒng)的船舶，以廣播的形式實(shí)時發(fā)往在該航道航行的安裝了ais系統(tǒng)的船舶。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法，其特征在于：它包括以下步驟：

s1、在ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)共同的監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)，ais收發(fā)裝置接收已安裝ais系統(tǒng)的船舶發(fā)送的自身ais信息，記錄各已安裝ais的船舶的gps參數(shù)；海事監(jiān)管雷達(dá)探測所轄監(jiān)管區(qū)域內(nèi)的雷達(dá)圖像，獲取航道內(nèi)靜態(tài)及動態(tài)目標(biāo)；

s2、將海事監(jiān)管雷達(dá)探測到的雷達(dá)圖像作為數(shù)據(jù)源，采用證據(jù)推理規(guī)則識別所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)所有船舶；

s3、所有船舶被識別后，以海事雷達(dá)自身gps坐標(biāo)為參考，從雷達(dá)圖像中計算出各被識別的所有船舶的gps參數(shù)；

s4、將s3得到的所有船舶的gps參數(shù)，與ais得到的已安裝ais的船舶的gps參數(shù)，相比較，篩選出未安裝ais的船舶的gps參數(shù)；

s5、將未安裝ais的船舶的gps參數(shù)，通過ais系統(tǒng)發(fā)送給所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)的已安裝ais的船舶。

按上述方法，所述的s2具體為：以雷達(dá)圖像作為數(shù)據(jù)源，利用歷史數(shù)據(jù)，獲取船舶和虛假目標(biāo)作為樣本，分析樣本在多幀圖像中的位移和方向，計算出位移、方向與目標(biāo)真實(shí)性的似然關(guān)系，利用證據(jù)推理規(guī)則做組合判斷，從而識別所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)所有船舶。

按上述方法，所述的s5中，未安裝ais的船舶的gps參數(shù)，與航向信息一起，以ais報文形式發(fā)出。

一種用于實(shí)現(xiàn)所述的基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法的裝置，其特征在于：待監(jiān)測航道依次分為若干個監(jiān)管區(qū)域范圍，每個監(jiān)管區(qū)域范圍均設(shè)有能夠全面覆蓋該監(jiān)管區(qū)域范圍的ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)；ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

本發(fā)明的有益效果為：通過雷達(dá)數(shù)據(jù)與ais系統(tǒng)數(shù)據(jù)補(bǔ)充，能夠及時發(fā)現(xiàn)沒有安裝ais系統(tǒng)的船舶，以廣播的形式實(shí)時發(fā)往在該航道航行的安裝了ais系統(tǒng)的船舶；采用普通的海事監(jiān)管雷達(dá)，對雷達(dá)性能沒有特殊要求；使用同一的ais收發(fā)裝置，不需要對設(shè)備做額外的改裝；使用基于證據(jù)推理（evidentialreasoningrule）規(guī)則做船舶識別，識別準(zhǔn)確性超過90%。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

雷達(dá)自從問世以來，一直以武器的身份存在。然而，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及雷達(dá)自身的性能特點(diǎn)，其使用的領(lǐng)域逐漸向民用滲透。尤其對于民航調(diào)度，海事監(jiān)管等職能部門，雷達(dá)扮演著不可或缺的角色。在海事監(jiān)管中，尤其對于內(nèi)河航運(yùn)，為了保證船舶航行的安全，各地海事部門都在其所管轄的航道范圍內(nèi)布設(shè)了監(jiān)視雷達(dá)。雷達(dá)可視化系統(tǒng)能幫助海事監(jiān)管、航道管理等職能部門高效地掌握航道內(nèi)的各種信息。對于雷達(dá)可視化系統(tǒng)，其本質(zhì)是基于設(shè)置在航道沿岸的監(jiān)視雷達(dá)，通過計算機(jī)接收并處理安裝在雷達(dá)上的雷達(dá)卡的輸出雷達(dá)圖像信號，達(dá)到對某一航道內(nèi)的各種情況的實(shí)時監(jiān)控。

由于內(nèi)河航道可航行區(qū)域受季節(jié)性影響，不同季節(jié)可供船舶航行的區(qū)域有限。因此，對于物標(biāo)識別來說，可在雷達(dá)圖像中先劃定航線所在的區(qū)域，進(jìn)而判斷是否有物標(biāo)存在；對于雷達(dá)圖像中不合理區(qū)域所出現(xiàn)的物體，在識別處理過程中可直接摒棄，這樣能大大降低運(yùn)算量。

根據(jù)雷達(dá)圖像對航道中出現(xiàn)的物標(biāo)進(jìn)行有效識別之后需要繼續(xù)對其跟蹤，但是內(nèi)河航道有其自身的特征，航道相對較窄，沿岸干擾信號較強(qiáng)，航道遮擋較多等。這些情況對于航道內(nèi)的已被識別的目標(biāo)物的繼續(xù)跟蹤造成了一定程度的干擾。在某些特殊情況下，會出現(xiàn)物標(biāo)在雷達(dá)屏幕上消失或物標(biāo)交換等情況。在這種情況發(fā)生后再次捕捉到物標(biāo)后，識別結(jié)果是否和先期所識別的物標(biāo)相吻合顯得尤其重要。

被識別跟蹤的船舶信息與監(jiān)管航道內(nèi)所接收到的ais數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，可區(qū)分出裝有ais系統(tǒng)的船舶和沒有安裝ais系統(tǒng)的船舶。

基于以上理論分析，本發(fā)明提供一種基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法，如圖3所示，它包括以下步驟：

s1、在ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)共同的監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)，ais收發(fā)裝置接收已安裝ais系統(tǒng)的船舶發(fā)送的自身ais信息，記錄各已安裝ais的船舶的gps參數(shù)；海事監(jiān)管雷達(dá)探測所轄監(jiān)管區(qū)域內(nèi)的雷達(dá)圖像，獲取航道內(nèi)靜態(tài)及動態(tài)目標(biāo)。ais接收裝置接收被監(jiān)管航道內(nèi)已安裝ais系統(tǒng)的船舶發(fā)出的ais信息，結(jié)合被監(jiān)管航道的電子海圖，將船舶信息動態(tài)顯示于電子海圖上。海事監(jiān)管雷達(dá)對其所轄航道進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置雷達(dá)合理探測量程，利用掩膜去除航道外雷達(dá)回波，縮小目標(biāo)識別區(qū)域。

s2、將海事監(jiān)管雷達(dá)探測到的雷達(dá)圖像作為數(shù)據(jù)源，采用證據(jù)推理規(guī)則識別所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)所有船舶。具體為：以雷達(dá)圖像作為數(shù)據(jù)源，利用歷史數(shù)據(jù)，獲取船舶和虛假目標(biāo)作為樣本，分析樣本在多幀圖像中的位移和方向，計算出位移、方向與目標(biāo)真實(shí)性的似然關(guān)系，利用證據(jù)推理規(guī)則做組合判斷，從而識別所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)所有船舶。

s3、所有船舶被識別后，以海事雷達(dá)自身gps坐標(biāo)為參考，從雷達(dá)圖像中計算出各被識別的所有船舶的gps參數(shù)。

s4、將s3得到的所有船舶的gps參數(shù)，與ais得到的已安裝ais的船舶的gps參數(shù)，相比較，篩選出未安裝ais的船舶的gps參數(shù)。

s5、將未安裝ais的船舶的gps參數(shù)，通過ais系統(tǒng)發(fā)送給所監(jiān)管區(qū)域范圍內(nèi)的已安裝ais的船舶；未安裝ais的船舶的gps參數(shù)，可以與航向信息一起，以ais報文形式發(fā)出。

一種用于實(shí)現(xiàn)所述的基于雷達(dá)識別的ais目標(biāo)補(bǔ)發(fā)方法的裝置，如圖1和圖2所示，待監(jiān)測航道依次分為若干個監(jiān)管區(qū)域范圍，每個監(jiān)管區(qū)域范圍均設(shè)有能夠全面覆蓋該監(jiān)管區(qū)域范圍的ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)；ais收發(fā)裝置和海事監(jiān)管雷達(dá)分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

本實(shí)施例中，海事監(jiān)管雷達(dá)安裝于距離航道合適位置，ais信號收發(fā)裝置與海事監(jiān)管雷達(dá)安裝在同處。

本發(fā)明提供一種基于雷達(dá)目標(biāo)識別的ais補(bǔ)發(fā)方法及裝置，利用海事監(jiān)管雷達(dá)對所轄航道內(nèi)的物標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，能有效識別出航道內(nèi)靜止及移動物標(biāo)。對于疑似船舶的雷達(dá)回波做進(jìn)一步識別處理，并對其進(jìn)行跟蹤，同時結(jié)合接收到的船舶ais信號與各船舶回波信號做比對處理，進(jìn)而標(biāo)注出已安裝ais系統(tǒng)的船舶和未安裝ais系統(tǒng)的船舶，并將未安裝ais系統(tǒng)船舶的位置及航向信息以ais報文形式發(fā)出，以方便已安裝ais系統(tǒng)的船舶及時排除可能出現(xiàn)的險情。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的設(shè)計思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。