一種用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，關(guān)于一種雷達報警系統(tǒng)，尤其是關(guān)于一種用于海洋漁 業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 船用雷達是一種傳統(tǒng)的無線電導航設(shè)備，在船舶近海定位、引導船舶進、出港，窄 航道航行以及在避碰中發(fā)揮作用?，F(xiàn)有船舶防碰撞系統(tǒng)主要包括一般船載雷達、相控陣雷 達(APAR)、自動雷達標繪儀(ARPA)、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)和漁船監(jiān)控系統(tǒng)。1、一般船 載雷達：雷達具有全天候自動發(fā)現(xiàn)目標的特點，且具有不受霧、云和雨阻擋的穿透能力，應(yīng) 用在航海方面主要是發(fā)揮了"眼睛"的作用，雷達"看"到目標后，能顯示目標的距離和方位 等信息，為船舶提供導航和防碰撞的參考依據(jù)。但一般船載雷達不能準確分辨危險目標，不 具備主動防碰撞功能。2、APAR雷達：一種相控陣雷達，工作方式有別于機械掃描雷達，它通 過電子技術(shù)控制雷達的波束指向快速變化來實現(xiàn)掃描。其功能特點是可同時自動發(fā)現(xiàn)、跟 蹤250個以上目標，具備主動防碰撞的功能。APAR雷達是重要的軍事雷達，尚未實現(xiàn)民用。 3、ARPA雷達：一種自動雷達標繪儀，裝備這種標繪儀的雷達通常稱作"避碰雷達"，能人工 或自動發(fā)現(xiàn)目標，發(fā)現(xiàn)后能自動跟蹤并顯示目標的航向和航速。其功能特點是：可人工選定 20個以上跟蹤目標，通過設(shè)定雙方最近會遇距離（CPA)和到達最近會遇距離的時間（TCPA) 允許界限，當跟蹤目標的會遇距離或時間小于設(shè)定的界限時，會自動報警提醒本船駕駛?cè)?員采取避讓措施。其選定跟蹤目標的方位、距離、航向、航速、最近會遇距離和到達最近會 遇距離的時間等各種信息均顯示在雷達屏幕上。ARPA雷達具備主動式防碰撞的功能，但對 操作人員的要求較高，與現(xiàn)階段漁船船員的文化水平不適應(yīng)，且ARPA雷達價格昂貴，多數(shù) 漁民目前難以承受。4、AlS-A系統(tǒng)：一種新型的助航設(shè)備，由AlS-A船臺、AlS基站、AlS岸 臺和VHF、GPS網(wǎng)絡(luò)等組成。其功能特點是：安裝AIS-A船臺的船舶能自動、定時將本船的精 確動態(tài)信息和靜態(tài)信息發(fā)送給基站、岸臺和安裝AIS-A船臺的船舶；對進入設(shè)定的雙方最 近會遇距離（CPA)區(qū)域內(nèi)安裝AIS-A船臺的所有船舶都會發(fā)出報警；能發(fā)送SOS信息；能在 AIS岸臺回放所有安裝AIS-A船臺船舶的航跡，為事故處理提供參考依據(jù)。AIS-A船臺不具 備準確分辨危險目標的功能，易誤報警，對未安裝AIS船臺的船舶不具備發(fā)現(xiàn)和跟蹤能力， 操作要求高，設(shè)備價格較高。5、AIS-B船臺：是針對漁船研發(fā)的、簡化功能的AIS-A船臺，增 加了距離報警功能：對駛?cè)刖啾敬?海里范圍內(nèi)的安裝AIS船臺的所有船舶實施報警，并在 屏幕上閃爍這些目標，對本船在航行中而對方處于錨泊狀態(tài)的船舶不報警；其余功能、缺陷 基本與AIS-A船臺相似，但設(shè)備價格合理。6、漁船監(jiān)控系統(tǒng)：是運用電信、移動、CDMA、北斗 星衛(wèi)星等通信系統(tǒng)，由監(jiān)控終端、基站、岸臺和VHF、GPS網(wǎng)絡(luò)等組成，實現(xiàn)漁船與岸臺的信 息交換。其功能特點是；能使管理部門全面掌握漁船分布的動態(tài)、監(jiān)控漁船安全生產(chǎn)；能發(fā) 送和接收安全生產(chǎn)相關(guān)信息；能在處理漁事糾紛、漁船發(fā)生事故后有效施救和提供事故參 考證據(jù)等方面發(fā)揮事中、事后作用。漁船監(jiān)控系統(tǒng)基本不具備防碰撞功能。綜上所述，如圖 1中的表格所示，?表示符合Λ表示有條件符合X表示不符合，雖然關(guān)于漁業(yè)船舶安全的 產(chǎn)品很多，各有各的優(yōu)勢和特點，但都不是漁業(yè)船舶真正的主動防碰撞設(shè)備，都是比較被動 的預防，這對于航行來說都無法自行的徹底消除相應(yīng)的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種通過雷達能夠主動收集，讀取航行過程 中附近船只與己方船只航行的相關(guān)數(shù)據(jù)的報警系統(tǒng)。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：一種用于海洋漁業(yè)船舶的主動防 碰撞雷達報警系統(tǒng)，其特征在于，包括下列模塊：
[0005] 電源模塊；為報警系統(tǒng)提供工作電源；將不穩(wěn)定的船電進行穩(wěn)壓、濾波、交直流轉(zhuǎn) 換；
[0006] 與主雷達的接口模塊；配不同型號雷達接口；將雷達的掃描信號導入到報警系 統(tǒng)；
[0007] 模/數(shù)變換模塊；非數(shù)字雷達的掃描信號為模擬信號，通過此模塊轉(zhuǎn)換后，以提高 報警系統(tǒng)報警的準確性，減少誤報警及便于識別目標，同時提高抗干擾性；
[0008] 數(shù)據(jù)處理與方程解算模塊；與雷達數(shù)據(jù)采集模塊連接，系統(tǒng)進行目標識別、危險目 標的篩選、抗干擾、目標未來航向解算、報警信號的發(fā)出、危險等級的判斷和取消等所有的 功能均由此模塊進行，是系統(tǒng)的核心；
[0009] 電子羅盤模塊；為系統(tǒng)提供獨立的方為基準，保證系統(tǒng)能夠獨立準確判斷本船及 他船的相對位置和未來航跡方向；
[0010] 數(shù)據(jù)與圖形顯示模塊；將系統(tǒng)內(nèi)部運算出的結(jié)果，包括本船和他船在設(shè)定量程內(nèi) 的距離、方位、未來航跡的位置信息；危險目標船的位置、方向、預計碰撞時間和航跡等信息 通過圖形、符號及表格數(shù)據(jù)的形式顯現(xiàn)在顯示器上，以便操舵人員直觀準確的判明當前形 勢，并采取相應(yīng)的避碰措施；
[0011] 報警器驅(qū)動模塊；將系統(tǒng)即時處理信號與系統(tǒng)設(shè)定的危險報警參數(shù)值進行實時比 對，當即時信號值達到危險報警參數(shù)值時，觸發(fā)報警，當危險條件消失，即時解除報警。
[0012] 在上述的用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)與圖形顯 示模塊連接有數(shù)據(jù)與圖形顯示器；報警器驅(qū)動模塊連接有聲/光報警器。
[0013] 在上述的用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理與方 程解算模塊能夠?qū)崿F(xiàn)濾除靜止地物目標算法和最大運動概率目標身份分配算法，以及海雜 波背景下的目標篩選算法。
[0014] 在上述的用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理與方 程解算模塊和電子羅盤模塊能夠?qū)崿F(xiàn)船舶自身搖擺、旋轉(zhuǎn)、航速不均等的補償算法
[0015] 在上述的用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理與方 程解算模塊還能夠?qū)崿F(xiàn)船體大小的補償算法。
[0016] 在上述的用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)中，所述的數(shù)據(jù)處理與方 程解算模塊和電子羅盤模塊還能夠?qū)崿F(xiàn)雷達測距、測向精度的補償算法。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)主動計算相關(guān)數(shù)據(jù)，從 而便于船只避開有安全隱患的行駛航線，主動避免船只、島塊或漂浮物的撞擊，具備主動式 防碰撞功能；通過系統(tǒng)的顯示儀能夠?qū)缶值燃?，準確度高。另外，它還具備以下特點； 1)連續(xù)自動跟蹤目標不少于30個；2)識別危險目標并自動評估、判斷其危險程度；3)對危 險目標按三個危險等級及時啟動相應(yīng)的報警；4)以圖形和數(shù)據(jù)形式直觀顯示危險目標的方 位、距離等信息；5)對非危險目標不誤報警，對危險目標不漏報警，誤警率低于10%。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1為現(xiàn)有產(chǎn)品實際功能評價表；
[0020] 圖2目標船的相對運動模型圖；
[0021] 圖3危險等級區(qū)域劃分；
[0022] 圖4坐標的旋轉(zhuǎn)考慮和雷達測量與計算關(guān)系圖；
[0023] 圖5分析船舶碰撞的實際模型； 圖6本系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025] 如圖6所示，一種用于海洋漁業(yè)船舶的主動防碰撞雷達報警系統(tǒng)，其特征在于，包 括下列模塊：
[0026] 電源模塊1 ;為報警系統(tǒng)提供工作電源；將不穩(wěn)定的船電進行穩(wěn)壓、濾波、交直流 轉(zhuǎn)換；
[0027] 與主雷達的接口模塊2 ;配不同型號雷達接口；將雷達的掃描信號導入到報警系 統(tǒng)；
[0028] 模/數(shù)變換模塊3 ;非數(shù)字雷達的掃描信號為模擬信號，通過此模塊轉(zhuǎn)換后，以提 高報警系統(tǒng)報警的準確性，減少誤報警及便于識別目標，同時提高抗干擾性；
[0029] 數(shù)據(jù)處理與方程解算模塊4 ;與雷達數(shù)據(jù)采集模塊連接10,系統(tǒng)進行目標識別、危 險目標的篩選、抗干擾、目標未來航向解算、報警信號的發(fā)出、危險等級的判斷和取消等所 有的功能均由此模塊進行，是系統(tǒng)的核心；它能夠?qū)崿F(xiàn)濾除靜止地物目標算法和最大運動 概率目標身份分配算法，以及海雜波背景下的目標篩選算法；以及船體大小的補償算法；
[0030] 電子羅盤模塊5 ;為系統(tǒng)提供獨立的方為基準，保證系統(tǒng)能夠獨立準確判斷本船 及他船的相對位置和未來航跡方向；通過與數(shù)據(jù)處理與方程解算模塊的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)船舶 自身搖擺、旋轉(zhuǎn)、航速不均等的補償算法；以及雷達測距、測向精度的補償算法。
[0031] 數(shù)據(jù)與圖形顯示模塊6;將系統(tǒng)內(nèi)部運算出的結(jié)果，包括本船和他船在設(shè)定量程 內(nèi)的距離、方位、未來航跡的位置信息；危險目標船的位置、方向、預計碰撞時間和航跡等信 息通過圖形、符號及表格數(shù)據(jù)的形式顯現(xiàn)在顯示器上，以便操舵人員直觀準確的判明當前 形勢，并采取相應(yīng)的避碰措施；
[0032] 報警器驅(qū)動模塊7 ;將系統(tǒng)即時處理信號與系統(tǒng)設(shè)定的危險報警參數(shù)值進行實時 比對，當即時