[发明专利]一种基于雷达的间断海冰区域检测方法、装置及设备

说明书

本发明实施例提供一种基于雷达的间断海冰区域检测方法、装置及设备。所述方法包括：获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得采样点向量；对所述采样点向量中各采样点对应的脉冲回波强度沿雷达径向进行累加求和后，进行分段线性拟合，获得多条直线，并根据每条直线的斜率形成上升率序列；根据所述上升率序列中的峰值进行海冰区域检测，获取一个或多个海冰区域。本发明实施例根据各采样点对应的脉冲回波序列按径向积累进行直线拟合，海冰区域对应直线斜率上升很快，海水对应的区域直线斜率上升较慢，根据直线斜率对应的上升率序列的峰值进行检测，实现对间断海冰区域的检测。

技术领域

本发明实施例涉及雷达应用领域，尤其涉及一种基于雷达的间断海冰区域检测方法、装置及设备。

背景技术

海冰是冬季影响港口作业、海上运输和船舶安全的重要因素。船舶在冬季进出冰封的港口或海湾，或在有大量浮冰、冰山的水域或冰封的极区、港口、海湾航行，船舶机动受限，若操纵不当，船体易受损，易发生冰困，造成危险。因此，需提前观察并确定海冰区域，以合理规划航线，规避航行风险。

目前，对海冰情况的掌握，主要依靠海事预报以及星载雷达等探测设备掌握海面海冰情况，但二者难以做到对海面海冰情况的实时掌握，也不能做到对海冰及移动的连续跟踪。而在此方面，船载导航/搜索等雷达具有全天时全天候的工作特点，可以做到对海冰的实时探测；但雷达一般关心的点状目标，目标一般占据一个或几个分辨单元，目标检测处理一般是确定其中心或质心的距离方位，而类似于海上浮冰这种大面积的面状目标，对其的检测一般不是确定其中心或质心的距离与方位，而是需要确定其覆盖范围。海上浮冰在随海面运动过程中，经常存在冰区断裂、不连续的情况，即不同海冰区域之间间距不同的距离(海冰区域与海冰区域之间的间隔通常为海面)，急需一种方法对海冰的间隔区域进行检测的方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于雷达的间断海冰区域检测方法、装置及设备。

第一方面，本发明实施例提供一种基于雷达的间断海冰区域检测方法，包括：

获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得采样点向量；

对所述采样点向量中各采样点对应的脉冲回波强度沿雷达径向进行累加求和后，获得多条直线，并根据每条直线的斜率形成上升率序列；

根据所述上升率序列中的峰值进行海冰区域检测，获取一个或多个海冰区域。

进一步，所述获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列获得采样点向量，具体包括：

获取雷达进行海面扫描的多个脉冲回波序列，基于所述多个脉冲回波序列形成原始向量，其中每个脉冲回波序列为所述原始向量的一个元素；

采用平滑滤波器对所述原始向量在雷达径向上进行平滑处理，得到结果向量；

从所述结果向量中选取N个元素作为采样点，从而获得采样点向量，其中N的取值等于平滑滤波器的阶数。

进一步，所述对所述采样点向量中各采样点对应的脉冲回波强度沿雷达径向进行累加求和后，进行分段线性拟合，获得多条直线，并根据每条直线的斜率形成上升率序列，具体包括：

对所述采样点向量中各采样点对应的脉冲回波强度沿雷达径向进行累加求和，获得求和序列；

根据雷达的径向采样率和距离单元大小，确定分段拟合长度；

对于所述求和序列中的所有点，以所述分段拟合长度为长度单位进行分段，对每个分段进行一次最小二乘线性拟合，获得多条直线；

分别获取每条直线的斜率，根据每条直线的斜率形成上升率序列。