一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法技术

本发明专利技术公开一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法，其包括以下步骤：通过相机和激光雷达融合应用于障碍物检测与目标识别，并利用体素网格化的滤波方法预处理后确定原始激光点云的ROI，采用欧氏聚类的方法进行水上障碍物检测；基于水上障碍物检测结果，采用低成本的超声波探头，综合算法进行水下障碍物检测；使用Hybrid A Star规划算法选择最优路径；并对采用B样条的方法进行路径优化；根据规划出的合理破障路线，以目标障碍为圆心，投射距离为半径，生成较大的投射区域，在投射区域内完成无人船投弹区姿态控制，进入有效打击区域进行精准打击。本发明专利技术相较于传统破障方式成本低，准确度较高，可靠性与机动性更强。可靠性与机动性更强。可靠性与机动性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法


[0001]本专利技术涉及无人船精确探破障领域，尤其涉及一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法。

技术介绍

[0002]在登陆作战中，预先破除敌人设置的各种障碍物十分重要，这为登陆兵突击上陆和向纵深发展的进攻创造条件，在预先破障阶段，陆军中以工程兵为主的预先破障队通常使用三种战法：一是装备远距离打击，使用火箭破障车等破障装备在海上向预定登陆点发射破障弹药，通过弹药爆炸产生的冲击波破除敌障碍物，但是缺少精确的观测，打击目标的数量和分布都不明确的情况下，会耗费大量的物资；二是人工潜水破障，通先由水面舰艇、潜艇实施远距离输送，而后搭载小型舟艇和水下运行器近距离接近，最后使用单兵轨条砦爆破器或其他破障器材对通路内的轨条砦逐个设置轨条砦爆破器，于直前破障开始前起爆，但是人工作战最大的弊病就是将人置于险境中；三是人工强行开辟，可使用制式或应用性破障器材在水际岸滩强行破除轨条砦、反坦克三角锥和阻绝墙等障碍物，但是该方法缺少隐秘性。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法，其特征在于，包括下述步骤：a)采用小型无人侦查船，通过激光雷达所得三维点云和相机所得二维图像数据融合进行水上障碍物检测；利用体素网格化的滤波方法对原始数据预处理；通过二维图像扫描的区域确定原始激光点云的ROI；根据确定的ROI区域和经过预处理的点云数据，通过欧氏聚类的方法将数据点分割成一个个团簇，所述每个团簇代表一个单独的障碍物；b)基于所述步骤a)中的水上障碍物检测结果，采用低成本的超声波探头，综合点云积分、滤波算法进行水下障碍物检测；c)所述无人船还设有感知模块和运动规划模块，基于船体自身的动力学约束，使用Hybrid A Star规划算法快速地搜索到合理的最优路径；d)所述步骤c)中的Hybrid A Star规划算法生成的路径的平滑性和安全性不足，因此对所述路径采用B样条的方法进行优化；e)根据规划出的合理破障路线，以目标障碍为圆心，投射距离为半径，生成较大的投射区域，在投射区域内完成无人船投弹区姿态控制，进入有效打击区域进行精准打击，完成投射模拟弹药任务；f)进行目标弹药检测与视角覆盖位姿控制的破障效果检测，对所述投射模拟弹药设置目标检测功能。2.根据权利要求1所述的一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法，其特征在于，所述水上障碍物检测包括：通过从点云数据中提取符合设定障碍物要求的规格信息和运动信息，并结合Bounding box或者多边体描述障碍物进行水上低层次感知障碍物检测；基于所述障碍物检测结果，对障碍物物体进行分类，融合图像识别的结果，描述目标点云数据；采用单阶段目标检测网络YOLOv4方法作为检测模型对所述相机二维图像数据进行目标识别，然后将雷达提供的激光点云投影到二维平面，得到目标物体对应的三维点云数据。3.根据权利要求1所述的一种基于地毯式扫描方式的无人船探破障方法，其特征在于，所述水下障碍物检测中，根据水下超声波的有效探测距...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，马煜铠，薛振锋，徐晋宏，
申请(专利权)人：浙江大学湖州研究院，
类型：发明
国别省市：