[发明专利]一种基于机载激光雷达的线缆目标检测方法

说明书

本发明提出一种基于机载激光雷达的线缆目标检测方法，在飞机飞行过程中持续采集激光雷达输出的点云数据和机载组合导航系统输出的直升机位姿信息数据，并对点云数据和位姿信息数据进行数据处理后通过直线检测算法进行检测识别并输出结果，对结果进行二次判断后得到真实线缆目标数据并对真实线缆目标数据进行跟踪。通过对实时采集的点云数据和位姿信息数据进行处理，可以保证检测的实时性和有效性，且对结果进行二次判断后得到真实线缆目标数据并对真实线缆目标数据进行跟踪，除了保证最终得到的真实线缆目标数据的准确性之外，还可以减少重复判断的过程，降低了复杂性且提升了后续识别判断的效率。

技术领域

本发明属于目标自动检测技术领域，具体来说是一种基于机载激光雷达的线缆目标检测方法。

背景技术

载人直升机在飞行过程中，为确保飞行安全，需要提前检测、识别障碍物并进行有效规避。由于城镇、农村的电线、电缆密集分布，其高度低且在空中不易辨识，加上直升飞机的飞行高度较低，稍不注意就容易和低空电线电缆发生碰撞。低空电线电缆已经成为影响直升机低空飞行安全的主要问题。

现有的线缆检测方法主要基于机载可见光传感器或机载微波雷达来实现的，但受环境光照、空域能见度、线缆目标横截面积过小等诸多因素影响，检测到线缆目标时，往往飞机与线缆已经距离过近，无法达到有效规避的目的。

激光雷达具有角分辨率高、对微小目标探测灵敏度高的特点，可以有效弥补可见光传感器、微波雷达的不足，基于多线束激光雷达的线缆目标检测方法，对保障直升机飞行安全具有重要的现实意义。

基于多线束激光雷达的线缆目标检测，目前存在两个主要问题，首先是检测方法的复杂度过高，导致检测方法的实时性不满足飞行安全需要，其次是检测方法的漏检率、误检率较高，无法在保障飞行安全和提高飞行效率间取得平衡。

经过检索：中国发明专利：一种小样本下复杂环境的目标识别方法(申请号为CN202010358400.5，申请日为20200429)，该申请案的方法包括：1)数据扩充，具体包括：S11：构建并训练GAN；S12：GAN网络训练完成后，将GAN生成的数据集进行筛选，把结果和真实数据集混合形成新的数据集，得到扩充小样本数据集；标注新数据集，并把标注之后的新数据集作为YOLOV3的输入；2)目标识别，具体包括：S21：构建并训练YOLOV3网络；S22：在对YOLOV3网络的坐标、置信度和分类训练完成后，将新数据集输入到YOLOV3网络中，对图片中最终剩下的检测框进行NMS处理，删去多余的框，输出带有检测框的图片。该申请案虽然能够解决小样本下复杂环境难清楚识别目标的问题，但是在对飞机飞行状态下的线缆目标实时检测过程中难以保证准确率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有的线缆目标检测方法存在的复杂度高、实时性差、准确率低的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于机载激光雷达的线缆目标检测方法，在飞机飞行过程中持续采集激光雷达输出的点云数据和机载组合导航系统输出的直升机位姿信息数据，并对点云数据和位姿信息数据进行数据处理后通过直线检测算法进行检测识别并输出结果，对结果进行二次判断后得到真实线缆目标数据并对真实线缆目标数据进行跟踪。

优选的，所述方法具体包括如下步骤：

S100、采集数据，所述数据包括激光雷达输出的点云数据和机载组合导航系统输出的直升机位姿信息数据；

S200、数据关联，将点云数据和位姿信息数据进行数据关联；

S300、数据变换，根据步骤S200关联的数据将多帧激光雷达点云数据，变换至当前的飞机机体三维坐标系；