雷達聯動熱像儀在海事海域監控中的作用和地位
雷達自開始應用于商船已有六十多年,很多新的技術已陸續應用在雷達系統的各個部分。航海雷達,裝在船上用于航行避讓、船舶定位、狹水道引航的雷達,亦稱船用雷達。航海雷達在能見度不良時為航海提供了必需的觀察手段,它的出現是航海技術發展的重大里程碑。
雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備。由天線、發射機、接收機(包括信號處理機)和顯示器等部分組成。
雷達通過與可轉動云臺進行連接,在轉臺上實時進行當前角度目標的跟蹤,并實時獲取當前轉臺的角度信息。轉臺帶動雷達旋轉,于是就可以把圓形面內目標的角度信息,并可以通過不同的算法對目標進行區分,并按照相應要求上報給服務器。
雷達設備能夠進行大范圍的搜索,其探測半徑一般均可達幾十公里以上,并且基本不受光學能見度的影響,但是所獲目標信息不直觀且存在目標判斷準確性問題;無法探測運動目標的準確方位、地理信息、速度等信息。以普通民用的漁船雷達為例,其可以對周圍6海里內,超過500個目標進行識別,標定目標的位置信息(經緯度)、航行信息(航向速度)、雷達信息(回波面積)等數據,相比光學探測的方式雷達能夠進行大范圍的搜索,不受光學能見度的影響,獲取的運動目標信息準確度高,但所獲取的目標信息較為抽象。
海事高性能遠距離熱成像除了光電陀螺穩定的特有功能,該系統實現紅外熱成像連續變焦無熱化功能,適合海關,海警和搜救快速鎖定目標船只和人員,海上消防搜救,海事搜救,引航,海警執法,海洋科考,武警巡邏等公務艇用戶提供高端海事船載和熱像夜視光電取證跟蹤系統應用解決方案。
針對不同長度和不同噸位巡邏艇、海關船、消防船、海警船、破冰船、漁政船、引航船、滾裝船、無人艇、豪華游艇等各類公務船和商務船。
普通光學設備對目標的觀察具有直觀且判性準確的特點,其主要的缺點是觀察范圍有限,觀察半徑受光學能見度制約。
雷達和普通的光學設備這兩類設備所獲取的信息需要人工進行綜合,雷達所獲得的目標位置、運動方向和速度等信息無法自動傳遞給光學監測設備,在雷達發現目標后往往需要經過一段時間的人工搜索才能發現與雷達目標相匹配的目標,特別是在比較復雜的環境中這個搜索時間將會大大增加。所以也就有了基于雷達定位的海域雷達聯動球形轉臺監控攝像機。
雷達與視頻聯動控制系統其原理是:
1.首先雷達聯動運用雷達產品開放的SDK包,提取數字化后的地圖數據、目標信息等關鍵數據,通過網絡發送給終端控制服務器,服務器完成對軟件地圖進行虛擬場景像素坐標與真實坐標的對應標定(一般監視點安裝的場景較為固定,也可直接導入探測區域的GIS地圖)。雷達對海面進行搜索獲取周圍目標信息,雷達信息處理系統處理時間序列的雷達圖象,對圖象中的目標回波進行自動識別、跟蹤和運動參數解算;受雷達工作體制和工作原理的限制,數據更新速率>2.4s,方位數據精度低于距離數據精度;
2.雷達信息自動處理系統通過集成有高清攝像機、超遠距離電動變焦透霧鏡頭、高精度重型抗風光電轉臺的前端視頻探測、采集設備對目標圖像進行采集后編碼傳輸,通過后端軟件平臺的圖像分析算法處理將新進入探測范圍的目標進行識別,給出目標的類型:人、車、船,從而將目標類型對應的虛擬圖標標定在軟件地圖上,這時軟件地圖中所顯示的虛擬圖標就能顯示真實的地理信息位置。對于處于探測區域室內的目標,只要在視頻監控系統覆蓋的情況下,也能通過視頻分析的方式標注在軟件地圖上。或者通過網絡從指揮中心接收目標指示后,將目標的方位、距離等信息以數據包的形式通過串行口發送給視頻控制臺;以后,當目標有新的數據時重新發送數據包;
3.接收到目標數據后,對目標的方位數據進行濾波和預測,使得指向平臺能夠在水平方向上平滑地跟蹤目標;同時,根據目標的距離數據和鏡頭焦距參數進行調焦數據計算并發送給海域雷達聯動球形轉臺監控攝像機的焦距調整部件執行焦距調整以獲得清晰的目標圖象;此外,系統根據鏡頭的安裝高度數據和距離數據進行俯仰角計算,其結果同樣發送給全向平臺;根據上述計算結果,全向平臺就能夠為視頻系統獲取目標清晰、穩定的圖象提供準確的指向保障。
在森林防火、邊防、海防、港口、油田等廣域視頻監控領域中,遠距離、超遠距離視頻監控產品的應用越來越廣泛,既集成了可見光和熱成像觀測攝像機,具備透霧功能,在夜間也能借助輔助光源或熱成像進行目標探測,圖像信息既具有空間分辨能力,又具有時間分辨能力;既有探測對象的信息,又包括景物空間環境的信息;既含有觀察目標靜態的信息,又有觀察目標動態的信息。
先進的640x512傳感器在完全黑暗和低光條件下提供清晰的成像效果。集成了高清彩色可見相機增加目標識別使航行更加安全。
1.制冷紅外探測器和連續光學變焦助航功能,輕松識別遠處船只。
2.陀螺穩定功能可在波濤洶涌的大海上提供穩定的圖像
3.優異的紅外技術,使船長能夠快速識別附近的浮標和探測關鍵地標, 如島嶼或碼頭
4.雷達聯動允許自動跟蹤所選雷達目標
5.消防模式的目標溫度計和等溫線顯示,提高了對第一反應的感知和認識。增強清晰度
6.高性能的熱成像和可見相機有效載荷進行探測 和可見識別
7.熱成像14×光學變焦和2°和28°之間的視場實現遠距離目標探測
雷達聯動熱像儀具體功能如下:
1.目標探測
目標探測的目的是為了識別防范區域內的目標類型,從而采取不同方案的防范手段。雷達所探測的目標不具備直觀性,采用視頻分析的方式對視頻場景中的運動目標進行分割,與目標模型進行比對后對目標進行區分,從而顯示在地圖上就相對直觀。
目標探測的目的是為了對監視目標的運動軌跡進行記錄、跟蹤,對目標類型進行復核,對目標進行連續監視和細節辨識。由于視頻畫面中可能涉及多個運動目標,因此對視頻分析算法要求較高,要求連續不間斷地跟蹤雷達鎖定的目標。
2.目標跟蹤
目標探測的目的是為了對監視目標的運動軌跡進行記錄、跟蹤,對目標類型進行復核,對目標進行連續監視和細節辨識。由于視頻畫面中可能涉及多個運動目標,因此對視頻分析算法要求較高,要求連續不間斷地跟蹤雷達鎖定的目標。為載體設備對空中目標及對掠海飛行的低空目標、地面目標進行探測、識別,特別是由于目標所處???、地面背景的復雜性,以及由于載體運動及目標運動導致變換、模糊和遮擋,使得成像目標識別與跟蹤技術是一個復雜的過程。在這種環境下僅僅依靠一種或少數幾種識別手段很難準確地進行目標識別,必須盡可能利用多種目標屬性信息、多種識別方法,綜合出準確的目標屬性,進行目標綜合識別。
在森林防火、邊防、海防、港口、油田等廣域視頻監控領域中,遠距離、超遠距離視頻監控產品的應用越來越廣泛,既集成了可見光和熱成像觀測攝像機,具備透霧功能,在夜間也能借助輔助光源或熱成像進行目標探測,圖像信息既具有空間分辨能力,又具有時間分辨能力;既有探測對象的信息,又包括景物空間環境的信息;既含有觀察目標靜態的信息,又有觀察目標動態的信息。
3.硬件技術
視頻圖像嚴重依賴光學條件,針對防范地區的氣象、地理條件,要因地制宜的配套相應的設備。由于系統采用高清攝像機,長焦鏡頭的工藝要求較高,其次在長達10Km的遠距離監視過程中,云臺運行的平穩性、云臺運行的精準度均有很高的要求,行業標準中的0.5°的精度對應近88米的距離偏差,因此對硬件的工藝要求比較高;所用的設備如用于海邊、高山等地區,低氣壓、高海拔、高熱潮濕、鹽堿腐蝕等環境,要求硬件要具備良好的環境適應性。