[发明专利]一种水域监视多元联合感知系统的感知方法

摘要

本发明属于水域监视技术领域，特别涉及一种水域监视多元联合感知系统的感知方法。本水域监视多元联合感知系统包括AIS数据处理模块、雷达数据处理模块、光电引导模块、综合处理模块、多目标融合管理模块、目标综合显示模块以及供电模块，本感知方法能够实现雷达数据和AIS数据的融合，并将雷达设备、AIS设备和摄像机设备三者数据关联。本感知方法解决了在复杂海情下的目标探测和跟踪，提高了目标提取能力；采用了先进的多源数据融合算法提供高精度的目标参数，在雷达显示目标回波的同时，采集其他传感器数据进行综合分析与处理，实现雷达目标信息、AIS目标信息在系统中的同时同步显示。

主权项

一种水域监视多元联合感知系统的感知方法，其特征在于：本水域监视多元联合感知系统包括AIS数据处理模块(10)、雷达数据处理模块(20)、光电引导模块(30)、综合处理模块(40)、多目标融合管理模块(50)、目标综合显示模块(60)以及供电模块，其中，AIS数据处理模块(10)，用于接收来自AIS设备的AIS信号，并将所述AIS信号发送至综合处理模块(40)的输入端；雷达数据处理模块(20)，其与雷达终端之间双向通信连接，雷达数据处理模块(20)用于接收雷达目标信号，所述雷达目标信号包括原始视频回波信号、触发脉冲信号、方位信号以及零点信号，并输出雷达目标信号至综合处理模块(40)的输入端；雷达数据处理模块(20)的输入端接收来自综合处理模块(40)的控制信号；光电引导模块(30)，用于通过多目标融合管理模块(50)接收来自目标综合显示模块(60)的目标位置信息，并调度光电责任区域内的摄像头对目标进行自动跟踪，光电引导模块(30)的输出端输出光学视频信号至多目标融合管理模块(50)的输入端；综合处理模块(40)，用于接收分别来自AIS数据处理模块(10)、雷达数据处理模块(20)的AIS信号、雷达目标信号，并输出AIS信号、雷达目标信号至多目标融合管理模块(50)的输入端；综合处理模块(40)分别与雷达数据处理模块(20)、多目标融合管理模块(50)之间双向通信连接；多目标融合管理模块(50)，用于对AIS信号、雷达目标信号通过多源数据融合算法进行数据融合处理，得到融合处理后的目标信号，并将融合处理后的目标信号发送至目标综合显示模块(60)；多目标融合管理模块(50)与外部数据接口之间双向通信连接；目标综合显示模块(60)，用于同步显示雷达目标信号、AIS信号以及融合处理后的目标信号；所述目标综合显示模块(60)与多目标融合管理模块(50)之间双向通信连接；供电模块，用于为各个模块进行供电；所述AIS数据处理模块(10)包括VHF天线(11)和AIS接收机(12)，所述VHF天线(11)的输入端用于接收来自AIS设备的AIS信号，VHF天线(11)的输出端连接AIS接收机(12)的输入端，所述AIS接收机(12)的输出端连接综合处理模块(40)的输入端；所述雷达数据处理模块(20)包括雷达天线及伺服单元(21)以及雷达信号选择器单元(22)，所述雷达天线及伺服单元(21)的输入端用于接收雷达目标信号，雷达天线及伺服单元(21)的输出端输出控制信号以及雷达目标信号至雷达信号选择器单元(22)的输入端，所述雷达目标信号包括原始视频回波信号、触发脉冲信号、方位信号以及零点信号，所述雷达信号选择器单元(22)输出雷达目标信号至综合处理模块(40)的输入端，雷达信号选择器单元(22)分别与雷达天线及伺服单元(21)和雷达终端之间双向通信连接；所述综合处理模块(40)包括环控单元(41)、串口服务器单元(42)以及雷达信号采集单元(43)，其中，环控单元(41)，与串口服务器单元(42)之间双向通信连接；串口服务器单元(42)，用于接收来自AIS接收机(12)的AIS信号，并输出控制信号至雷达信号选择器单元(22)的输入端，串口服务器单元(42)分别与环控单元(41)、雷达信号选择器单元(22)、多目标融合管理模块(50)之间双向通信连接；雷达信号采集单元(43)，用于接收来自雷达信号选择器单元(22)的雷达目标信号，雷达信号采集单元(43)与多目标融合管理模块(50)之间双向通信连接；所述环控单元(41)、串口服务器单元(42)、雷达信号采集单元(43)的电源输入端均连接12V直流电源；所述多目标融合管理模块(50)包括网络交换机(51)和数据处理服务器(52)，其中，网络交换机(51)，用于接收分别来自串口服务器单元(42)、雷达信号采集单元(43)的AIS信号、雷达目标信号，并输出所述AIS信号和雷达目标信号至数据处理服务器(52)的输入端，网络交换机(51)用于将来自目标综合显示模块(60)的目标位置信息发送至光电引导模块(30)，并接收来自光电引导模块(30)的光学视频信号；所述网络交换机(51)分别与串口服务器单元(42)、雷达信号采集单元(43)、光电设备一体机、数据处理服务器(52)、目标综合显示模块(60)、外部数据接口之间双向通信连接；数据处理服务器(52)，用于对AIS信号、雷达目标信号通过多源数据融合算法进行数据融合处理，并将融合处理后的目标信号通过网络交换机(51)发送至目标综合显示模块(60)；所述网络交换机(51)、数据处理服务器(52)的电源输入端均连接220V交流电源；本水域监视多元联合感知系统的感知方法包括以下步骤：所述VHF天线(11)接收来自AIS设备的AIS信号，并将所述AIS信号发送到AIS接收机(12)，AIS接收机(12)将所述AIS信号依次通过串口服务器单元(42)、网络交换机(51)发送至数据处理服务器(52)；同步的，雷达天线及伺服单元(21)接收雷达目标信号，并输出控制信号以及雷达目标信号包括原始视频回波信号、触发脉冲信号、方位信号以及零点信号至雷达信号选择器单元(22)的输入端，所述信号选择器单元(22)在控制信号的作用下，输出雷达目标信号至雷达信号采集单元(43)的输入端，所述雷达信号采集单元(43)将雷达目标信号通过网络交换机(51)发送至数据处理服务器(52)；所述数据处理服务器(52)通过多源数据融合算法对AIS信号、雷达目标信号进行数据融合处理，并将融合处理后的目标信号通过网络交换机(51)发送至目标综合显示模块(60)；所述目标综合显示模块(60)同步显示雷达目标信号、AIS信号以及融合处理后的目标信号；目标综合显示模块(60)中预先设置有报警项目，当雷达目标信号、AIS信号以及融合处理后的目标信号中有目标触发警报时，目标综合显示模块(60)将目标位置信息通过网络交换机(51)发送至光电引导模块(30)，所述光电引导模块(30)调度对应的光电责任区域内的摄像头对目标进行自动跟踪，当光电引导模块(30)实现稳定跟踪后，抓拍目标照片，同时，目标综合显示模块(60)将出现报警的目标信息通过短信发送至手机终端。