专利名称：航海雷达溢油图像记录仪的制作方法
技术领域：
本发明属于海洋环境监测技术领域，涉及一种能够针对海上溢油进行的图像采集、 分析及处理的仪器设备。
技术背景随着海洋运输业和海洋石油开采业的迅猛发展，海上溢油事故屡见不鲜，使近海 海洋环境生态平衡遭到严重破坏，直接影响近海养殖业和海产品捕捞业的发展，海洋 环境的严重恶化引起了世界各国相关部门的关注。在海面溢油监测系统中，雷达遥感 是最重要和最有效的手段之一。近海海域溢油污染监测需要高分辨率、高数据获取率， 这就需要把多源数据结合起来，还要机动、灵活，使用经费低廉，只有这样才能提高 近海海域油污染监测的综合能力和精度。利用港口和船舶装备的雷达，研制开发船载 雷达监测溢油系统，实时监测港口和船舶漏油事件，为海洋环境监测、预报、管理、 执法等部门提供快速、高效、全天候的雷达海面溢油数字图像，为溢油清除和决策提 供科学依据。但是，多年来，雷达溢油图像的采集、显示、存储等技术，以及溢油图像的数值 化处理问题， 一直是航海雷达和岸站雷达无法实时获取海面溢油图像的难题。 发明内容本发明的目的是提供一种航海雷达溢油图像记录仪，解决雷达溢油图像的采集、显 示、存储以及溢油图像的数值化处理技术的难题，实现了采用航海雷达和岸站雷达快 速实时监视、监测海面溢油的目的。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下-航海雷达溢油图像记录仪，与计算机7连接，主要由电压可调装置l、 A/D转换器2、桢 存储器3、 D/A转换器4、逻辑控制模块5和通讯接口 6组成；电压可调装置1与A/D转换 器2连接，其用于输出0.5V稳定电压，使得雷达触发稳定；A/D转换器2与桢存储器3连接， 其用于将图像信号转变为数字信号；桢存储器3与D/A转换器4连接，其用于存储图像； D/A转换器4用于将数字信号转变为视频信号输出；逻辑控制模块5分别与A/D转换器2、 桢存储器3、 D/A转换器4连接，逻辑控制模块5由若干电子元件组成，其功能是得到不同 的重复频率和不同的采集速率；逻辑控制模块5通过通讯接口6与计算机7连接，通讯接口 6用于实现信号传输，计算机7根据输入的经过逻辑控制和数值转换的信号，进行图像识别、 处理、存储等操作。 所述的逻辑控制模块5主要由分频器8、分频器9、分频器IO、展宽输出接口 11、双通 道接收器12、脉宽选择电路13和速率选择电路14组成；分频器8、分频器9、分频器10分 别单独与展宽输出接口 11连接，分频器8对应于雷达量程为0.25 0.75海里，得到2400Hz 的脉冲重复频率，分频器9对应于雷达量程为1.5 3.0海里，得到1200Hz的脉冲重复频率， 分频器10对应于雷达量程为6 24海里，得到600Hz的脉冲重复频率；脉宽选择电路13与 展宽输出接口ll连接，其包括三个脉冲频率转换器，实现不同脉冲宽度的选择；展宽输出接 口 11、速率选择电路14同时与双通道接收器12连接，脉宽选择电路13选择的三个不同脉 冲宽度，通过展宽输出接口 11后控制雷达回波和主脉冲的分频选择，双通道接收器12分别 接收分频后的回波和主脉冲信号，A/D转换速率的选择依据不同图像的采集速率，速率选择 电路14实现不同A/D转换速率的选择。本发明的有益效果在于采用航海雷达与多媒体计算机技术相结合的技术手段，解决了 航海雷达观测海面溢油图像、实时显示、识别分类以及相应的计算处理，实现航海雷达图像 的采集、转换及其图像的数值化处理，快速实时得到溢油发生的位置、范围、溢油漂移方向、 速度等相关参数，提供PPI显、B显、A显三种图像显示方式，并实时显示、存储和打印输 出，可全天候、实时、高效、准确提供近岸海域、航线上较大范围海面溢油最新动态信息。
图1是本发明航海雷达溢油图像记录仪的结构框图。图2是本发明航海雷达溢油图像记录仪的逻辑控制模块示意图。图中1、电压可调装置，2、 A/D转换器，3、桢存储器，4、 D/A转换器，5、逻辑控 制模块，6、通讯接口， 7、计算机，8、分频器，9、分频器，10、分频器，11、展宽输出接 口， 12、双通道接收器，13、脉宽选择电路，14、速率选择电路，A、主脉冲信号，B、雷达 回波信号。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细地描述如图1所示，雷达回波信号B和主脉冲信号A经过电压调解装置1调节，使雷达触发稳 定，主脉冲信号A通过A/D转换器2转变为数值信号，同时输入的图像信号即雷达回波信号 B也通过A/D转换器2转变为数值信号，即转变为数值化的图像格式(date)、图像数值化的 显示格式(Bmp或Jpg)，输入桢存储器3进行存储，逻辑控制模块5将回波信号B与基准参 数电压进行比较，通过通讯接口 6从计算机7接受指令，进行写作、读取等操作，控制A/D 转换器2按波门来记录雷达回波信号B并控制桢存储器3，此处的波门是指在雷达显示器上 要详细观测雷达图像任一位置的雷达回波状态时，所取的移动的300米范围的观测窗；A/D 转换器2将雷达回波信号B转换为数字信号，与具体的地面视标即雷达监测海域周围具有代 表性的稳定物体相对应顺序存入桢存储器3，并由逻辑控制模块5反复读出来，经D/A转换 器4转换为视频信号输出单点目标图像的显示即A显示。如图2所示，逻辑控制模块5的控制原理如下以船首线为采集起始点，对不同的目标 方位，控制不同的脉冲宽度，需要不同的重复频率和不同的采集速率，故雷达主脉冲由分频 器8、分频器9、分频器10进行分频，再经过脉宽选择电路13中的三个脉冲频率转换器，即 2400Hz脉冲频率转换器、1200Hz脉冲频率转换器和600Hz脉冲频率转换器，选择脉冲宽度， 通过展宽输出接口 11输出控制回波和主脉冲的分频选择；依据采集速率决定的不同A/D转换 速率，由速率选择电路14选择。分频后的回波和主脉冲信号经过双通道接收器12由已选择 的A/D转换速率控制，输出数值图像信号。本发明的航海雷达溢油图像记录仪的操作流程如下l)采样参数设置a.雷达正北方位 调整，b.采样参数设置；2)选择计算机7的显示方式即PPI显示、B显示和A显示；3)选 择采集频率，如100MHz、 40MHz、 20MHz、 10MHz、 5MHz; 4)选择脉冲重复频率，如2400Hz、 1200Hz、 600Hz; 5)航海雷达溢油图像记录仪开始采集溢油图像信号，显示器显示图像结果； 6)保存图像文件；7)进行图像处理。本发明的航海雷达溢油图像记录仪的技术指标如下采速100 MHz、 20 MHz、 10 MHz、 5 MHz;幅度分层12 bit; 精度15 m;全自动图像采速l幅/min。
权利要求
1、 航海雷达溢油图像记录仪，与计算机(7)连接，其特征在于，该记录仪由电压可调 装置(1)、 A/D转换器(2)、桢存储器(3)、 D/A转换器(4)、逻辑控制模块(5)和通讯接 口 (6)组成，电压可调装置(1)与A/D转换器(2)连接，A/D转换器(2)与桢存储器(3) 连接，桢存储器(3)与D/A转换器(4)连接，逻辑控制模块(5)分别与A/D转换器(2)、 桢存储器G)、 D/A转换器(4)连接，逻辑控制模块(5)通过通讯接口 (6)与计算机(7) 连接。
2、 如权利要求1所述的航海雷达溢油图像记录仪，其特征在于，所述的逻辑控制模块(5) 主要由分频器(8)、分频器(9)、分频器(10)、展宽输出接口 (11)、双通道接收器(12)、 脉宽选择电路(13)和速率选择电路(14)组成，分频器(8)、分频器(9)、分频器(10) 分别单独与展宽输出接口 (11)连接，脉宽选择电路(13)与展宽输出接口 (11)连接，展 宽输出接口 (11)、速率选择电路(14)同时与双通道接收器(12)连接。
全文摘要
本发明的雷达溢油图像记录仪属于海洋环境监测技术领域，该雷达溢油图像记录仪是一种新颖的雷达溢油图像采集、分析及处理设备，与计算机连接，其主要由电压可调装置、A/D转换器、帧存储器、D/A转换器、逻辑控制模块和通讯接口组成。本发明的有益效果在于，雷达溢油图像记录仪对雷达溢油回波信号进行预处理、雷达图像数值化处理、识别分类以及相应的计算处理，以得到溢油发生的位置、范围、溢油漂移方向、速度等相关参数，并同时提供PPI显、B显、A显三种图像显示方式，为溢油监测和溢油事故应急反应提供技术支持。
文档编号G08C17/00GK101122638SQ20071001235
公开日2008年2月13日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者孙延维, 赵宝刚, 邵秘华, 平 陶 申请人:大连海事大学