霍伟[1]2003年在《VTS雷达原始视频压缩编码的研究》文中研究说明船舶交通管理系统(VTS，Vessel Traffic Services)是一种旨在改善船舶交通安全、效率，保护海上环境的服务系统。它的发展适应了水上交通运输的迅速发展及船舶密度急剧增加的需要。 雷达子系统是VTS系统的重要组成部分。雷达利用电磁波反射原理收集监测海域内的物体回波信息，雷达原始视频数据实时动态地反映了海域内的真实情况，因此对于交通管制和海事取证具有极其重要的作用。但是雷达原始视频信号频谱很宽，要求传输设备有很宽的通频带，而且效率低、投资大。因此为了充分利用原始视频信息，同时满足传输带宽的要求，必须对雷达原始视频信号进行压缩。 随着信息时代的发展，以计算机为中心的多项技术在VTS系统中得到广泛的应用，使VTS系统朝向通用化、软件化和集成化的方向发展。现代VTS系统对多源信息的统一处理与表现、开放的系统结构和高效灵活的人机交互等方面的要求越来越迫切。 结合VTS系统的现实要求和发展方向，本文从VTS雷达原始视频图像数据的特点出发，从信息论中关于数据压缩的基本原理出发，从现代信号处理特别是图像信息处理领域中的压缩编码国际标准出发，提出了雷达原始视频编解码系统方案，其主体部分——编解码器是在PC机内利用压缩软件实现，阐述了系统工作流程；提出了基于JPEG压缩算法和H．263压缩算法的雷达图像编码方案，分析了编解码算法；进行了仿真试验，在实验结果的基础上分析了编码算法压缩雷达原始视频图像的可行性和有效性。
程凯[2]2014年在《VTS综合信息处理与显示系统》文中认为船舶交通管理系统(VTS,Vessel Traffic Management System)可以准确地在电子海图平台上显示船舶在水上的位置、航向、航速等船舶信息,有利于引导相关海事工作人员对到港船舶进行正确的实施以及合理的调度,提醒船舶避开危险区或者特殊避航区。VTS对管理水上船舶交通有着重要的意义,即进一步提高了海事部门的信息化、自动化、高效化。本文针对内河水域设计并实现了一个小型的单雷达站VTS系统,首先对用户需求进行分析,从VTS数据采集入手,分析系统的数据源以及其结构和功能,提出了VTS综合信息处理与显示系统的总体设计方案；然后对系统中的关键技术问题进行研究,包括VTS系统的报警功能、雷达数字视频的压缩传输、系统数据与电子海图的迭加显示；最后提出具体的解决方案,构建并完善VTS综合信息处理与显示系统。具体的研究内容如下：(1)通过采集一段时间内的雷达原始视频数据提取出的固定目标的回波,本文中称为背景数据；根据背景数据和当前采集的一帧完整的数据提取出的动态目标数据,本文中称为前景数据。针对背景数据和前景数据各自的特点采用不同的压缩方法实现雷达数字视频的压缩传输。(2)结合雷达站附近水域的实际情况,对VTS系统中报警的分类、成因进行分析,研究其实现方法和报警参数的设定,并建立了报警处理模型。(3)基于VTS系统的传输网络和电子海图显示平台的设计,在Visual Studio2010开发环境下,实现雷达数字视频、AIS目标和ARPA目标与电子海图的融合显示。本课题设计的系统已成功应用于“宜昌VTS工程枝城大桥、巴东水域VTS站(编号：2010Z942)”和“通用雷达远距离监控信号采集、传输及操作系统(编号：2013H2007)”。本论文的研究成果有助于提高监管水域的通航安全和VTS管理效能,保持VTS监管区域良好的通航环境和通航秩序,防止因船舶交通流增加而导致该水域通航环境恶化或诱发水上交通事故,进一步保障监管水域船舶航行安全。
窦路[3]2013年在《VTS雷达信号及VHF信号数据记录与回放的研究》文中认为VTS(船舶交通服务)系统中的记录与回放单元主要完成雷达原始视频、标绘、VHF音频等VTS系统中众多信息数据的记录以及对部分记录数据的重放功能。由于发生海事事故时,往往需要再现当时的雷达原始视频与VHF通话音频,而数据在时间上的重迭性,要求雷达视频与VHF音频在给定的时间段内实现同步回放。本文提出了雷达视频与VHF音频独立记录存储,同步回放的思想方法。本课题来源于辽宁省外专局项目(辽外专函【2012】26号)：基于固态雷达VTS系统的研发,研究对象为雷达原始视频与VHF音频的记录与回放。着重研究了雷达视频与VHF音频文件的压缩记录过程,分析了雷达原始视频的ZLib压缩方法及雷达视频文件结构；VHF音频文件基于PCM的采集压缩及其WAVE文件结构。根据压缩记录,进一步研究了回放中文件提取整合机制及同步机制,最后利用Visual Studio2010编程实现数据同步回放,验证了设计应用到VTS项目中的可行性。文章结构大致分为叁个部分。第一部分涵盖文中第1章到第3章内容,研究了数据的压缩记录过程。采用通用的开源Zlib库函数,结合了LZ77及Huffman编码原理,实现的雷达数据无损压缩,进一步给出使用索引头单元的雷达文件结构的定义。基于VoIP的VHF音频采用ITU-T G.711标准进行语音采集压缩,进一步给出了WAVE文件格式,为实现文件回放奠定重要基础。第二部分对应文中第4章内容,研究了数据的回放过程。雷达视频数据利用索引单元提取到所需时间段的文件,VHF音频数据格式可实现文件的截取与拼接。最后只需利用文件头部时间信息,便可以实现的同步回放。视频与音频文件起始时间差控制在3s之内,因此回放时选用等待同步机制。第叁部分涉及文中第5章内容,设计实现了数据的同步回放。在Visual Studio2010下,采用多线程机制控制雷达视频与VHF音频的同步回放,分别构建了雷达视频的回放模块与VHF语音回放模块。在同步线程上利用Synchronize控制事件实现时间戳的等待同步,验证了雷达视频与VHF音频同步回放的可行性。
王保雷[4]2013年在《VTS雷达信号显示与控制系统的研究与实现》文中提出中国经济的繁荣发展,也加快了我国航运业的快速发展,由于海事管理的需要,船舶交通管理系统(Vessel Traffic Management System,简称为VTS系统)被海事部门广泛引入,以此提高船舶管理的效率。VTS是现代水上交通安全监管信息化的重要标志,被誉为“海上千里眼”。VTS系统可以准确地在电子海图平台上显示船舶在水上的位置、航向、航速等船舶信息,VTS系统的使用有利于海事人员对到港船舶实施正确的引导,合理的调度,提醒船舶避开危险区及一些特殊避航区域,对准确掌握海上船舶的航行情况大有益处,以VTS来管理水上船舶交通,对提高海事部门的信息化、自动化、高效化至关重要。VTS系统是为实现港口交通管理的监视系统。雷达显示与控制系统对雷达获取的数据需要进行高效率的处理,以便将提取的目标信息准确、有效地显示在电子海图系统上。本课题依托于辽宁省重点项目,主要对VTS工程项目开发中雷达视频信号在客户端的显示与控制模块做了研究,分析了雷达数字视频信号的数据格式及其传输中信息的组织方式,对雷达数据的串行传输及网络传输进行了深入细致的论述。针对雷达视频的显示与控制提出了两种研究方案：一种研究方案是使用WebServices实现雷达视频信息与控制信息的交互,在研读了大量文献和科技着作的基础上,对使用Web Services实现雷达视频信息交互提出了设计方案,其特性为解决VTS系统内软件的异构性及实现VTS全国联网提供了基础,目前处于研究阶段。另外一种即是非Web Services的显示方案,在显示过程中从雷达综合信息处理端获取雷达视频信息进行显示,该方案基于现有VTS网络信息平台和电子海图显示信息系统开发,以Visual Studio10为开发工具进行了大量编程工作,实现了雷达目标数据的提取及其在电子海图上的准确显示,解决了雷达数字视频的显示问题,这一定程度上解决了国外VTS厂商技术上的垄断性,实现了雷达视频在其配套设备以外的系统中显示。
李阳[5]2014年在《基于H.264的雷达数字视频压缩处理技术的研究》文中研究表明船舶交通管理系统(简称VTS)在增进船舶的航行安全以及提高船舶航运效率等方面起到了重要作用。雷达作为VTS系统的重要组成部分,起到了对所辖区域船舶航行监控以及船舶实时动态数据的收集作用。而一般雷达视频信息数据量非常庞大,这就使得雷达视频在实时传输以及本地存储等方面面临着巨大的挑战。所以,针对雷达视频的压缩与传输技术的研究对于雷达系统功能以及性能的增强和改善有着极其重要的意义。随着计算机技术和多媒体通信技术的飞速发展,近年来视频压缩技术也得到了长足的发展。针对视频压缩,国际相关组织制定了一系列标准,主要包括：H.261、H.262、H.263、H.264、MPEG-2以及MPEG-4等。这些标准有着共同的目标,即在尽可能低的码率下获取效果尽可能好的视频图像；在技术上也涉及到帧内预测和帧间预测算法。而在雷达视频图像中,大部分都是海面背景以及静态物体,相邻帧间也存在着较强的相关性,基于雷达视频图像的这些特征,可以实现更好的压缩效果。本文首先研究了H.264标准的压缩流程以及具体算法,并对各视频压缩标准进行了仿真实验。接着在Visual C++6.0环境下对雷达图像的色彩模式进行了转换,并利用H.264标准对雷达视频进行压缩编码以及算法测试；然后对雷达视频压缩后码流进行了详细分析,并利用实时传输协议对码流进行封装和实时发送,最后完成码流的接收与显示。压缩结果充分证实了H.264标准可以对雷达视频进行压缩,并且具有较高的压缩效率。另外实时传输实验结果也证明了压缩效率能满足实时传输与显示系统的各项要求。
孔晨[6]2011年在《雷达图像综合处理与传输系统》文中研究指明雷达在船舶导航和VTS系统中有着非常重要的作用,它通过采集雷达数据、信号处理和信息显示来监视船舶的航行状态或引导船舶进出港及锚泊,保证船舶雾航、夜航安全。船用导航雷达为船舶交通管理提供了高性价比的交通信息采集手段。采用船用导航雷达代替专用的交管雷达,可以极大地降低投资额度,获得较高的效益投资比。对于一般的CRT显示器的船用雷达,图像接口多为VGA接口,输出的是模拟的雷达图像信号,可通过一个VGA分屏器将雷达显示器上的图像分屏显示到船桥尖端便于驾驶员观察的显示器或船长室。这种VGA图像不仅显示分辨率不是很高,而且在传输过程中不可避免地会受到干扰,导致图像出现失真。而DVI-D接口雷达的应用使得雷达图像处理数字化,避免了图像在传输过程中的失真。本课题从雷达中获取的数字图像可以无需进行转换而直接传输给各显示和控制终端,大大提高了图像处理的速度和精度。而且这种数字雷达图像更便于送入船舶黑匣子进行记录,或者与电子海图进行迭加。为了充分利用雷达系统提供的资源,并进行系统功能扩展,本文研究了基于DVI接口的雷达图像综合处理与传输的问题。首先论文设计了一个总体的方案,并分析了系统的功能以及各个功能模块的技术实现。其次以单幅雷达图像为基础,详细分析了雷达图像的采集、回波提取、中值处理、矢量化处理、压缩编码、传输和可视化雷达控制等模块的理论依据以及各模块具体的Visual C++实现。接着,按照系统的设计流程把各个模块进行整合,组合成一个完整的系统。该系统完成从雷达图像的提取到传输等的流水线式处理,最后详细分析了双线程的编程技巧,并用双线程的思想实现了图像的实时性提取和处理。
康岩[7]2015年在《高速实时雷达视频图像与电子海图迭加显示研究及实现》文中研究表明船舶交通管理系统VTS (Vessel Traffic System)是集多技术为一体的水上交通管理电子应用系统,在船舶交通运输领域承担着对水上交通的监督管理、突发事件的应急反应及重大险情的救助等重要任务。但是目前国内并未掌握VTS系统的核心技术,也难形成相关产业,导致所有已建水域VTS系统的关键设备全部由国外引入。这不仅制约了我国VTS行业的发展水平,而且严重威胁我国信息安全。因此,为了打破国外企业对该行业的长期垄断,VTS系统的国产化已是势在必行。本课题来源于船舶导航系统国家工程研究中心承担的“交通运输部信息化技术研究项目”(合同编号：2014364X15080),旨在推进VTS国产化进程,解决VTS系统中信息的处理和显示这两大关键技术难题。本论文主要完成雷达视频图像与电子海图迭加显示系统的设计与实现。以Visual Studio 2008为开发环境,通过大量编程实现雷达目标数据的提取及其在电子海图上准确的显示,同时完成整个人机交互界面的设计,通过控件实现对系统显示状态的控制。本文首先对系统进行整体结构设计。然后对S-57《数字海道测量数据传输标准》和S-52《电子海图内容与显示规范标准》进行深入研究,编程实现ENC数据到本地格式SENC数据的转换。通过对SENC数据的解析,结合具体的坐标转换算法、S-52符号库、GDI等关键技术完成海图背景的显示。详细介绍雷达原始视频到终端显示的实现过程。在此过程中主要完成滤波、岸线屏蔽、数据压缩等处理,通过套接字编程的方式实现雷达视频数据在网络中实时准确的传输,在终端完成解压及高速高效的坐标转换,利用双缓存绘图技术实现雷达视频图像实时、无闪烁地显示。二者迭加过程中,坐标转换起到了关键性的作用。最后,给出迭加显示系统具体软件实现过程和融合结果并对结果进行分析,对整篇论文做出总结。本论文的研究成果在一定程度上打破了国外VTS厂商的技术垄断,实现电子海图和雷达视频图像在其配套设备以外系统中的显示。
苏晓宏[8]2005年在《雷达视频终端显示与传输系统》文中提出雷达数据处理子系统是船舶交通管理系统(VTS)中重要的一环,雷达视频信息的传输、记录和显示是该子系统的关键。其主要功能是将来自雷达接收机的载有目标信息的回波视频信号进行压缩、存储、传输等处理,在终端中显示或指示目标的存在、目标的坐标数据、目标的运动数据等,为VTS交管中心和海事部门提供重要信息。 本文依据目前VTS系统的实际要求和发展方向,利用目前较通用的最新发展的FPGA和DSP芯片,采用数字技术和计算机技术的最新成果,结合相关数字信号处理理论,将模拟的雷达视频回波信号数字化采集、显示和存储,主要通过软件,在计算机上完成了原始雷达视频的显示,并进行了雷达图像适用的压缩算法的研究,为今后研究基于雷达视频目标回波信号的目标检测、特征研究和模式识别等奠定了基础,适应其通用性和可扩展性发展的要求。 本文所述显示系统中,结合实际需要,解决了该系统中雷达图像数字化的一种关键技术,将雷达模拟回波数据经A/D变换和杂波抑制预处理后,从极坐标到直角坐标实时地转换,并在计算机的光栅扫描显示器中显示,能够获得分辨率较高、实时性较好的雷达图像。为便于雷达图像的存储和传输,本文还讨论了雷达图像数据的压缩方法,并对已获取的真实雷达图像数据进行了算法验证和仿真实现,对雷达图像分辨率和压缩比进行了分析,实验表明,经压缩后的雷达图像满足窄带传输的要求,得出了具有实际应用意义的结论。
舒亚海, 杨明远, 李栋[9]2012年在《一种适用于VTS系统的自适应雷达视频压缩方法》文中指出提出了一种适用于VTS系统的自适应的雷达视频压缩方法,介绍了该压缩方法的原理以及如何在VTS系统中使用该方法以提高雷达视频压缩效率。
史海南[10]2012年在《雷达图像综合处理与显示系统的研究》文中进行了进一步梳理VTS船舶交通服务是用于增进交通安全和提高交通效率以及保护环境服务的。大型的VTS设备复杂、系统功能强大、成本过高,对于一些中小型水域或港口来说,其系统维护费用昂贵,而且不能充分发挥其性能,使得系统性价比大大的降低。从海域安全和性价比来考虑,可以将船用雷达改为交管雷达,实现船用雷达的交管化。交管雷达是以计算机为核心,雷达信号经过数据处理子系统对数据进行处理,并对雷达信息进行远程显示、记录、遥控和遥测等,实现交管系统的基本功能,船用雷达的交管化系统的成本低、效益高,在中、小型水域和港口中,具有很好的应用价值。交管雷达多建在海边的山顶上或者水域附件的高地等周围自然环境不适合办公的地方,所以,要对这些雷达进行本地操作显然是难以实现的。因此,需要远程获取雷达的视频图像显示及工作状态等信息,但由于原始雷达视频图像数据量较大,不易于远程传输显示；而且,由于原始雷达视频图像的色彩分层数少,造成陆地、海岸和目标等之间层次不够鲜明,小目标分辨不清晰等问题,不能提供识别目标的最有用和最直接的信息部分,这些都是亟需解决的。所以,本课题将在Windows操作系统环境下,利用Visual C++6.0的MFC基础类,以雷达图像为基础,通过分析雷达图像的特征,可以获取到雷达图像的颜色种类,解决动态压缩的问题,实现了雷达图像的预览、采集、回波提取、动态压缩、传输与实时显示等功能,并利用图像处理的方法实现雷达图像3D效果显示。另外,从实际应用角度出发,完成构建雷达人机交互界面的设计。
参考文献：
[1]. VTS雷达原始视频压缩编码的研究[D]. 霍伟. 大连海事大学. 2003
[2]. VTS综合信息处理与显示系统[D]. 程凯. 大连海事大学. 2014
[3]. VTS雷达信号及VHF信号数据记录与回放的研究[D]. 窦路. 大连海事大学. 2013
[4]. VTS雷达信号显示与控制系统的研究与实现[D]. 王保雷. 大连海事大学. 2013
[5]. 基于H.264的雷达数字视频压缩处理技术的研究[D]. 李阳. 大连海事大学. 2014
[6]. 雷达图像综合处理与传输系统[D]. 孔晨. 大连海事大学. 2011
[7]. 高速实时雷达视频图像与电子海图迭加显示研究及实现[D]. 康岩. 大连海事大学. 2015
[8]. 雷达视频终端显示与传输系统[D]. 苏晓宏. 大连海事大学. 2005
[9]. 一种适用于VTS系统的自适应雷达视频压缩方法[J]. 舒亚海, 杨明远, 李栋. 雷达与对抗. 2012
[10]. 雷达图像综合处理与显示系统的研究[D]. 史海南. 大连海事大学. 2012
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