[发明专利]面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法

权利要求书

1.一种面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：无人艇上安装固定航海雷达与光电吊舱，并进行参数初始化；

S2：航海雷达对环境区域进行扫描，获得航海雷达图像，对航海雷达图像进行滤波处理，并进行目标筛选及目标特性分析，形成雷达感知目标分布图；

S3：光电吊舱对环境区域进行扫描，获得光电吊舱图像，采用改进的SSD目标检测算法对光电吊舱图像进行实时目标检测，得到目标类别；同时利用光电吊舱的激光测距仪对检测到的目标进行测距，形成光电吊舱感知目标分布图；

S4：对雷达感知目标分布图和光电吊舱感知目标分布图进行融合处理，得到最终的目标分布图；

所述步骤S3，采用改进的SSD目标检测算法对光电吊舱图像进行实时目标检测，具体包括以下步骤：

S2-1：设计改进的SSD目标检测网络；

S2-2：对改进的SSD目标检测网络进行训练，得到网络模型参数；

S2-3：计算损失函数，得到损失函数最小的网络模型参数；

S2-4：利用损失函数最小的网络模型参数对光电吊舱图像进行目标检测得到目标类别；

所述S2-1中，所述改进的SSD目标检测网络包括依次相连的第一卷积层、第二卷积层、第三卷积层、第四卷积层、第五卷积层、第六卷积层、第七卷积层、第八卷积层、第九卷积层，以及第一多尺度特征融合模块、第二多尺度特征融合模块、第三多尺度特征融合模块、决策层；第一卷积层、第二卷积层分别与第一多尺度特征融合模块相连，第二卷积层、第五卷积层分别与第二多尺度特征融合模块相连，第六卷积层、第七卷积层分别与第三多尺度特征融合模块相连，第九卷积层、第一多尺度特征融合模块、第二多尺度特征融合模块、第三多尺度特征融合模块分别与决策层相连。

2.如权利要求1所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用形态学滤波方法对航海雷达图像进行滤波处理。

3.如权利要求2所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述形态学滤波方法为闭运算，卷积核参数为（50，50）。

4.如权利要求1所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述第一多尺度特征融合模块、第二多尺度特征融合模块、第三多尺度特征融合模块的网络结构相同，包括第一通道卷积层、第一ReLU层、第一BN层、第二通道卷积层、反卷积层、第二ReLU层、第二BN层、第十卷积层、第三ReLU层、第三BN层，第一通道卷积层与第一ReLU层相连，第一ReLU层与第一BN层相连；第二通道卷积层与反卷积层相连，反卷积层与第二ReLU层相连，第二ReLU层与第二BN层相连，第一ReLU层、第二ReLU层分别与第十卷积层相连，第十卷积层与第三ReLU层相连，第三ReLU层与第三BN层相连。

5.如权利要求1或4所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述步骤S4中，对雷达感知目标分布图和光电吊舱感知目标分布图进行融合处理的方法如下：

设雷达感知目标分布图中各目标点的坐标为，光电吊舱感知目标分布图中各目标点的坐标为，设定欧几里得距离阈值为z，对雷达感知目标分布图和光电吊舱感知目标分布图中的任意两个点和，若有

则将该两个点判定为一个目标点，即将在半径为z的圆中的点判定为同一个目标点。

6.如权利要求5所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：设置距离阈值z为9-11m。

7.如权利要求1或4所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述步骤S2中，航海雷达以0.785rad/s的角速度对环境区域进行扫描。

8.如权利要求1或4所述的面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法，其特征在于：所述步骤S3中，光电吊舱以0.785rad/s的角速度对环境区域进行扫描。