基于激光雷达的无人艇海上目标检测与跟踪方法研究

作     者：陈卓 王飞 陈奕宏 周则兴 包涛 CHEN Zhuo;WANG Fei;CHEN Yihong;ZHOU Zexing;BAO Tao

作者机构：中国船舶科学研究中心深海技术科学太湖实验室无锡214082 

出 版 物：《中国造船》 (Shipbuilding of China)

年 卷 期：2022年第63卷第6期

页      面：264-272页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：装备预先研究领域基金项目(80907010601) 海洋防务技术创新中心创新基金项目(JJ-2021-702-01) 

主　　题：无人艇 激光雷达 目标检测 聚类 多假设跟踪 

摘      要：针对基于导航雷达和光电探测的传统感知方法难以对近距离障碍物进行稳定精确探测的问题,结合激光雷达的优势和水面场景的特点,提出了一种基于激光雷达的无人艇海上目标检测与跟踪方法。首先分析和建立了水面场景点云的平面栅格模型,提出了基于高度差的尾浪点滤除方法;其次采用改进的自适应DBSCAN算法对海上障碍物进行分割和聚类,优化了检测效果;最后结合多假设跟踪模型(MHT)和卡尔曼滤波器实现了对动态目标的多帧连续跟踪。试验结果表明,该方法能以每帧100 ms的处理速度实现对目标的实时探测和跟踪,对近距目标的聚类跟踪准确度达95%,航速、航向跟踪误差分别为8.10%和4.68%,能够实现对目标的实时、准确、稳定的检测和跟踪。