一种具有多波段雷达视频叠加功能的电子海图显示装置的制作方法

本实用新型涉及航海设备技术领域，特别是涉及一种具有多波段雷达视频叠加功能的电子海图显示装置。

背景技术：

电子海图显示装置和导航雷达都是船舶导航的重要设备，也是国际海事组织（IMO）强制安装的导航设备。电子海图显示装置以国际标准海图为信息核心，集成GPS、计程仪、电罗经、测深仪、AIS、ARPA等外部传感器及设备的信息，综合描绘海域地理信息和航海导航信息，能够辅助驾驶员进行航路规划与监控、海图作业、日志管理等，确保了航行安全。导航雷达是装在船上用以航行避让、船舶定位、狭水道引航、沿岸及雾中等复杂环境条件下避免船只发生碰撞的设备。导航雷达作为船长的眼睛，为航海人员提供了必要的观察手段，它的出现也是航海技术发展的重大里程碑。

然而导航雷达采集的视频信号并不包括海图基本信息，例如岸线、浮标等，导航不够直观。通过将雷达图像与电子海图叠加，可以为操作人员提供本船安全航行所需的静动态组合的全部信息，使得浅滩或海底障碍物所引起的危险以及来自海上的危险目标都能清晰可见，实现了雷达视频数据共享以及综合航行态势图的实时生成和显示，提高船舶避碰能力，这对船舶航行，特别是大雾天气中的近海航行具有重要意义。

现有技术中，雷达视频与电子海图叠加大都采用的是将电子海图叠加在导航雷达上的方式，而无法将雷达视频叠加在电子海图显示装置上。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，设计出一种具有多波段雷达视频叠加功能的电子海图显示装置。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种具有多波段雷达视频叠加功能的电子海图显示装置，包括壳体，所述壳体上端设置有显示器、控制单元和开关控制面板，壳体内从上往下依次设置有计算机处理器、DVD光驱、雷达接口单元和外部设备接口面板，所述雷达接口单元的右侧设置电源模块，所述电源模块为显示器、计算机处理器和雷达接口单元供电，所述计算机处理器通过USB接口为DVD光驱和控制单元供电；所述外部设备接口面板通过串口将外部导航设备的导航信息传递给计算机处理器，通过网口将双冗余网络上的导航信息或导航雷达的数字视频信号传递给计算机处理器；导航雷达的模拟视频信号通过外部设备接口面板传递给雷达接口单元，雷达接口单元再将用户选择后的模拟视频信号传递给计算机处理器进行数据处理，计算机处理器将处理后的数据传递给显示器。

所述电源模块包括交流电源输入接口和直流电源输入接口，供电箱的220V交流电通过滤波器输入交流电源输入接口，供电箱的24V直流电直接输入直流电源输入接口，所述滤波器设置在外部设备接口面板的上端。

所述雷达接口单元上设置有F/S波段雷达信号输入接口、I/X波段雷达信号输入接口、雷达信号输出接口、雷达信号切换输入接口、24V直流电源输入接口。所述F/S波段雷达信号输入接口和I/X波段雷达信号输入接口均能输入雷达视频信号、雷达同步信号、雷达方位脉冲和艏向脉冲信号。

所述计算机处理器包括用于采集导航雷达的雷达视频信息的雷达采集卡和用于接收双冗余网络上的导航信息的双冗余网卡。

所述外部导航设备包括全球定位系统、计程仪、电罗经、测深仪、船舶自动识别系统、导航雷达显示台。

所述控制单元包括键盘和摸球。

本实用新型的积极有益效果：

1、本实用新型的电子海图显示装置能够满足IEC60945、IEC62288、IEC61174及IMO等国际标准要求，支持官方S57/S63格式ENC海图及UKHO发行的ARCS光栅海图；能够综合管理包括GPS，计程仪，电罗经，测深仪， AIS，ARPA等传感器及主流导航设备；具有海图显示、海图管理、导航信息显示、航路规划、航行监控与报警、海图作业、航迹显示、雷达视频叠加、目标管理、日志管理、海员标绘、航海资料、系统设置等功能。

2、支持两种方法获取雷达视频，多波段雷达模拟视频信号可以通过外部设备接口面板，传输给雷达接口单元，用户根据实际需要控制雷达接口单元，使模拟视频信号选择性输出。也可通过外部设备接口面板的网口直接接收导航雷达的数字视频信号。计算机处理器处理接收到的雷达视频，完成电子海图显示装置的雷达视频叠加功能。提高了设备的适用性，适用不同船只不同的雷达接线方案。

3、支持F/S波段和I/X两个波段雷达视频的叠加、切换和控制，操作人员可根据实际情况和需要进行选择。

4、支持从串口获取外部设备的导航信息，也支持从双冗余网络获取全部导航信息，以做备份，操作人员可根据实际情况如导航传感器接口故障或有培训、模拟训练的需求进行选择，能够确保电子海图显示装置所需信息的稳定、安全和可靠。

附图说明

图1为本实用新型的正视结构示意图。

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图3为本实用新型的侧视结构示意图。

图4为本实用新型的后视结构示意图。

图5为本实用新型的供电示意图 。

图6为雷达接口面板的正视结构示意图。

图7为雷达接口面板的侧视结构示意图。

图8为本实用新型的原理框图。

图中标号的具体含义为：1为壳体、2为显示器，3为控制单元，4为开关控制面板，5为计算机处理器，5-1为雷达采集卡，5-2为双冗余网卡，6为DVD光驱，7为雷达接口单元，7-1为F/S波段雷达信号输入接口，7-2为I/X波段雷达信号输入接口，7-3为雷达信号输出接口，7-4为雷达信号切换输入接口，7-5为24V直流电源输入接口，8为外部设备接口面板，9为电源模块，10为滤波器，11为供电箱。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本实用新型的具体实施方式。

参见图1、图2、图3，本实用新型的具有多波段雷达视频叠加功能的电子海图显示装置，包括壳体1，所述壳体1上端设置有显示器2、控制单元3和开关控制面板4，显示器2倾斜嵌装在壳体1的上端，控制单元3水平设置嵌装在一个弧形支架上；控制单元3包括键盘和摸球；开关控制面板4嵌装在弧形支架的下方。

所述壳体1内从上往下依次设置有计算机处理器5、DVD光驱6、雷达接口单元7和外部设备接口面板8，所述雷达接口单元7的右侧设置电源模块9。所述计算机处理器5上设置有雷达采集卡5-1和双冗余网卡5-2。本实用新型的计算机处理器5为海事专用计算机，可以采用多种型号，但其接口和性能需要满足相关国际标准的性能要求，例如可采用摩莎科技（上海）有限公司（简称“Moxa”）生产的MOXA5157系列的海事计算机。显示器2也可采用多种型号，例如可采用摩莎科技（上海）有限公司（简称“Moxa”）生产的MOXA MD-124系列的海事专用显示器。电源模块要采用具有自动“零秒”切换主备供电功能的电源模块，如可采用QJ-1824C电源。

参见图4、图5，所述电源模块9包括交流电源输入接口和直流电源输入接口，供电箱11的220V交流电通过滤波器10输入交流电源输入接口，供电箱11的24V直流电直接输入直流电源输入接口，所述滤波器10设置在外部设备接口面板8的上端。开关控制面板4上的开关按钮打开后，供电箱11可以为本申请的电子海图显示装置提供220V的交流电源和24V的直流电源。供电箱11为电子海图显示装置提供220V的交流电源时，交流电经滤波器10滤波后输入电源模块9，电源模块9将220V交流电转换为24V的直流电。供电箱11可为电子海图显示装置提供24V的直流电源，正常情况下供电箱11的24V直流电源输入不工作，如果供电箱提供的220V交流电突然断电或发生故障，电源模块9可以“零秒”自动切换至24V直流供电模式，能够确保不会因220V交流电的故障而影响电子海图显示装置的正常工作。

参见图8，在本实用新型中，电源模块9为显示器2、计算机处理器5和雷达接口单元7提供24V直流电源，计算机处理器5通过USB接口为DVD光驱6和控制单元3供电。开关控制面板4上的开关按钮按下后，计算机处理器5会自动开机并运行其系统软件，软件通过解析S-57/S-63/ARCS格式海图数据，完成海图显示及管理。同时，工作人员可使用控制单元3进行设备的交互操作。海图数据、航海资料、文件的交换更新通过DVD光驱完成。

外部设备接口面板8能够将外部导航设备的导航信息、双冗余网络上的导航信息以及导航雷达的视频信号引入到计算机处理器5中。外部导航设备的导航信息主要包括全球定位系统（GPS）的位置、方位、对地速度、时间等，计程仪（LOG）的对水速度，电罗经（GYRO）的艏向信息，测深仪（DEPTH）的水深信息，船舶自动识别系统（AIS）的船舶目标及避碰信息，导航雷达显示台的目标及避碰（ARPA）信息。外部设备接口面板8通过串口将外部导航设备的导航信息传递给计算机处理器5，通过网口将双冗余网络上的导航信息或导航雷达的数字视频信号传递给计算机处理器5。

参见图6、图7，导航雷达系统的视频信号包括F/S波段和I/X波段的模拟视频信号，模拟视频信号通过外部设备接口面板8传递给雷达接口单元7。所述雷达接口单元7上设置有F/S波段雷达信号输入接口7-1、I/X波段雷达信号输入接口7-2、雷达信号输出接口7-3、雷达信号切换输入接口7-4、24V直流电源输入接口7-5。所述F/S波段雷达信号输入接口7-1包括F/S波段雷达视频信号输入接口、F/S波段雷达同步信号输入接口、F/S波段雷达方位脉冲和艏向脉冲信号输入接口；I/X波段雷达信号输入接口7-2包括I/X波段雷达视频信号输入接口、I/X波段雷达同步信号输入接口、I/X波段雷达方位脉冲和艏向脉冲信号输入接口。视频信号从雷达接口单元7的相应接口输入，用户可以对输入的视频信号进行选择，用户选择的视频信号从雷达信号输出接口7-3输出，输出的模拟视频信号传输到计算机处理器5中，计算机处理器5对接收到的数据进行解析、计算、处理，然后将处理后的数据传递给显示器2进行显示，完成雷达视频叠加功能。此外本申请还包括导航信息显示、航路规划、航行监控与报警、海图作业、航迹显示、目标管理、日志管理、海员标绘、航海资料、系统设置等功能。

本实用新型的电子海图显示装置能够满足IEC60945、IEC62288、IEC61174及IMO等国际标准要求，支持官方S57/S63格式ENC海图及UKHO发行的ARCS光栅海图；能够综合管理包括GPS，北斗，计程仪，电罗经，测深仪， AIS，ARPA等外部传感器及主流导航设备；具有海图显示、海图管理、导航信息显示、航路规划、航行监控与报警、海图作业、航迹显示、雷达视频叠加、目标管理、日志管理、海员标绘、航海资料、系统设置等功能。且支持两种来源的F/S波段和I/X波段两个波段雷达视频的叠加、切换和控制，操作人员可根据实际情况和需要进行选择。还支持从双冗余网络获取全部导航信息，以做备份，操作人员可根据实际情况和需要可以进行选择，能够确保电子海图显示与信息系统所需信息的稳定、安全和可靠。

尽管上述实施例已对本实用新型作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本实用新型的精神以及范围之内基于本实用新型公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本实用新型的精神以及范围之内。