[发明专利]一种无人船水面目标检测方法、装置及无人船

说明书

本发明公开了一种无人船水面目标检测方法、装置及无人船，其中方法包括标定无人船的传感器的内外参；采集无人船航行时的实时传感器数据，并进行时间配准；实时检测无人船航行时水面目标的存在性；当检测到存在水面目标时，则对水面目标进行持续追踪；对雷达数据进行预处理；将预处理后的雷达点云投影到对应的图像上；将对水面目标进行持续追踪的跟踪结果与投影的雷达点云进行匹配；计算匹配水面目标与无人船的相对位置关系。本发明通过多传感器融合可以避免单一传感器的局限性，获取更多的信息，提高目标识别的能力，对水面目标的识别和检测更加精准。

技术领域

本发明涉及无人船，更具体地说是一种无人船水面目标检测方法、装置及无人船。

背景技术

目前，随着无人驾驶技术的日渐成熟，水面无人驾驶技术越来越受到广大学者的关注和重视。水面无人船是一种具备高扩展性的水面任务平台，其能搭载不同的设备从而实现不同的任务需求。水面无人作业环境复杂，气候多变，高鲁棒的全天候(指全天气候变化多样)全自动目标检测、识别、跟踪，是保障船只安全航行和执行任务的关键技术，其通常通过搭载的光学摄像机、毫米波雷达等传感设备实现。

不同于陆地无人驾驶，水面无人船航行过程中受波浪影响导致成像晃动，从而致使检测和跟踪失败；雨雾、光照等，也严重影响光学成像设备图像的分析和判断。同时，由于传感器自身局限性，单目相机可以获取目标的类别信息，却难以获取目标精确的距离和方位；毫米波雷达可以获取目标精确的距离方位，却难以获取目标的准确类别。因此，针对无人船搭载传感器的自身特性及应用场景需求，有必要设计一种多传感器决策级融合的无人船水面目标检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人船水面目标检测方法、装置及无人船。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，一种无人船水面目标检测方法，所述方法包括：

标定无人船的传感器的内外参；

采集无人船航行时的实时传感器数据，并进行时间配准；

实时检测无人船航行时水面目标的存在性；

当检测到存在水面目标时，则对水面目标进行持续追踪；

对雷达数据进行预处理；

将预处理后的雷达点云投影到对应的图像上；

将对水面目标进行持续追踪的跟踪结果与投影的雷达点云进行匹配；

计算匹配水面目标与无人船的相对位置关系。

其进一步技术方案为：所述的实时检测无人船航行时水面目标的存在性，具体包括：

初始化训练好的目标检测网络；

对采集到的水面图像进行等比例缩放，以将水面图像信息转化为满足目标检测网络输入数据要求的图像信息数据；

将图像信息数据输入训练好的目标检测网络中；

目标检测网络对接收到的图像信息数据进行特征提取和对接收到的图像信息数据中的水面目标的位置进行预测；

对目标检测网络预测的水面目标的位置框坐标信息进行选择性输出；

将筛选之后的目标检测网络预测的水面目标的位置框坐标信息输出并生成水面目标的图像边界框。

其进一步技术方案为：所述的初始化训练好的目标检测网络中，所述目标检测网络是通过预先采集并已经标明了水面目标的图像信息数据进行训练，观察训练过程中的损失函数Loss的值，得到适应使用场景并且能够正确提取图像数据中水面目标的模型文件。

其进一步技术方案为：所述的目标检测网络对接收到的图像信息数据进行特征提取和对接收到的图像信息数据中的水面目标的位置进行预测，根据接收到的图像信息数据中存储的权重参数的权重值对图像信息数据进行特征提取，并且得出图像中有可能是水面目标的图像区域的位置坐标以及对做出该预测的置信度。