[发明专利]基于多源传感器的无人船信息感知系统数据综合处理方法

说明书

本发明公开了一种基于多源传感器的无人船信息感知系统数据综合处理方法，用于解决现有无人船信息感知系统数据处理方法实用性差的技术问题。技术方案是首先采集多源传感器的数据，根据各传感器数据格式进行坐标变换与时间对准，实现各数据在时空上的统一，然后再将雷达、AIS和ESM数据分别与声纳信息进行航迹关联，消除监视区域内的重复跟踪目标，并重点标定无身份的非合作水下目标，并通过惯导数据和风速信息反推海况等级，以获得监视海域内目标和环境的真实场景。由于采用了雷达、AIS、和ESM等数据分别与声纳信息进行航迹关联，可从不同探测范围、精度和不同目标属性描述等多层次多维度来消除监视区域内的重复跟踪目标，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种无人船信息感知系统数据处理方法，特别涉及一种基于多源传感器的无人船信息感知系统数据综合处理方法。

背景技术

我国是一个海洋资源丰富、海上争端频发的发展中大国，无人船技术的研究，对于保护我国的海上权益具有重要的军事和经济意义。

无人船信息感知综合系统是无人船的核心电子装备，是无人船自主完成环境感知、目标探测等任务的信息基础，也是完成自主航行与控制的基本保障。根据使命任务的不同，信息感知综合系统可采用不同解决方案，并搭载多种不同的传感器——雷达，声呐，ESM系统，红外探测系统，AIS，惯导系统等。其中单独一种传感器并不能提供指挥和控制系统所需要的全部关键信息用以完成其探测和感知功能，而且每种传感器又具有各自的优势及缺陷，需要进行多传感器的融合。

文献1“舰载多传感器数据综合分析[J].航天电子对抗,1998(1):46-50”提出了多种可以进行舰载的传感器，如：ESM系统，雷达，声呐，红外探测系统，敌我识别(IFF)，光学跟踪系统等，讨论的是舰载多传感器数据综合的必要性。

文献2“基于模糊双门限的高频地波雷达与AIS目标航迹关联方法”提出了一种基于模糊双门限的地波雷达与船只身份自动识别系统(Automatic Identification System:AIS)目标航迹关联方法，主要利用模糊隶属度来描述两条航迹间的关联程度，并通过双门限检测来确定关联的航迹对。可以看到：通过数据融合和航迹关联，一方面可以解决监视区域内的重复跟踪问题，提高跟踪效率；另一方面可以通过排除关联的合作目标而重点关注无身份的非合作目标。但是这两篇文献均未提出如何探测和标定非合作的水下目标，即如何将水下目标与水上目标的声呐信息进行剥离，而这正是进行反潜任务的关键，也是无人船最重要和最经常执行的一个任务。

文献3“多声呐雷达数据融合系统实现[J].网络新媒体技术,2014,3(4):57-59”介绍了一套多声呐雷达数据融合系统，拟实现对水上水下目标的感知与探测，并对目标进行分类管理以及显示。但该论文只给出了简单的系统构成和数据时问、配准方法，并未给出具体的传感器形式、融合算法等关键技术的描述，更未考虑海洋本身的环境变化对传感器的影响以及实际海况信息的获得方法。

发明内容

为了克服现有无人船信息感知系统数据处理方法实用性差的不足，本发明提供一种基于多源传感器的无人船信息感知系统数据综合处理方法。该方法首先采集多源传感器的数据，根据各传感器数据格式进行坐标变换与时间对准，实现各数据在时空上的统一，然后再将雷达、AIS和ESM数据分别与声纳信息进行航迹关联，消除监视区域内的重复跟踪目标，并重点标定无身份的非合作水下目标，并通过惯导数据和风速信息反推海况等级，以获得监视海域内目标和环境的真实场景。由于采用了雷达、AIS、和ESM等数据分别与声纳信息进行航迹关联，可从不同探测范围、精度和不同目标属性描述等多层次多维度来消除监视区域内的重复跟踪目标，并可对无身份的非合作水下目标进行重点标定，同时兼顾现场海况信息，以获得监视海域内目标和环境的真实场景，为实现无人船自主环境感知和水下目标探测，完成反潜等任务提供信息支持，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种基于多源传感器的无人船信息感知系统数据综合处理方法，其特点是包括以下步骤：