[发明专利]一种船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统

权利要求书

1.一种船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，所述系统包括激光感知模块、模拟船舶运动平台、平台运动控制模块、虚拟场景模拟模块、数据采集模块、数据处理模块和比对结果显示模块，其中，

所述激光感知模块安装在所述模拟船舶运动平台上，用于感知所述虚拟场景模拟模块中的各种障碍物的模型，从而形成感知数据；

所述模拟船舶运动平台用于模拟真实船舶运动情况；

所述平台运动控制模块用于对所述模拟船舶运动平台的运动情况进行控制使得所述模拟船舶运动平台的运动情况与船舶在真实海况下的运动情况相同；

所述虚拟场景模拟模块是在仿真室范围内搭建的船舶在真实航行过程中遇到的各种障碍物的模型；

所述数据采集模块用于采集所述激光感知模块的感知数据；

所述数据处理模块用于对所述感知数据进行处理并将处理结果与障碍物信息进行比对；

所述比对结果显示模块用于对所述比对所得到的结果进行显示。

2.根据权利要求1所述的船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，所述数据处理模块包括初步分类子模块、聚类子模块、剔除子模块、特征向量表示子模块和分类与绘制子模块，其中，

所述初步分类子模块用于基于滤波算法去除掉所述感知数据中的噪点；

所述聚类子模块用于对去除噪点后的所述感知数据进行聚类；

所述剔除子模块用于剔除聚类后的含有孤立点的类；

所述特征向量表示子模块用于用特征向量表示剔除了含有孤立点的类之后的类；

所述分类与绘制子模块用于将所述类的特征向量与障碍物信息的特征向量进行比对从而获得所述感知数据感知到的障碍物类型。

3.根据权利要求2所述的船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，所述聚类子模块对去除噪点后的所述感知数据进行聚类具体为：判断所述感知数据中的某个数据点与其相邻的上一个数据点之间的距离是否大于阈值，如果不大于阈值，则将某个数据点与其相邻的上一个数据点归为同一个类；如果大于阈值，则将某个数据点归为与其相邻的上一个数据点所归的类不同的另一个类。

4.根据权利要求3所述的船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，设所述感知数据由n个数据点组成，在极坐标下的数据点由集合D＝{(r_i,θ_i)|i＝1,2,...,n}表示，定义为第i个数据点与其相邻的上一个数据点之间的距离，d_max为阈值，则有

其中，

式中，r_i指的是极坐标下第i个数据点的距离值；r_i-1为极坐标下与第i个数据点相邻的上一个数据点的距离值；θ_i是极坐标下第i个数据点的角度值；θ_i-1为极坐标下与第i个数据点相邻的上一个数据点的角度值；Δφ为激光雷达的角分辨率；τ为阈值常数；σ_r为激光雷达实际测量的精度；Δθ为r_i与r_i-1之间的夹角值，Δθ＝θ_i-θ_i-1。

5.根据权利要求4所述的船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，所述阈值常数τ＝5。

6.根据权利要求5所述的船舶搭载激光感知模块的仿真测试系统，其特征在于，所述激光雷达实际测量的精度σ_r＝5.4cm。