【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达图像处理技术，尤其涉及一种基于航海雷达的障碍物感知方法。
技术介绍
1、船舶在复杂海洋环境中航行时，准确快速地检测海上障碍物是保证安全、有效导航的关键。航海雷达能够在恶劣天气和能见度不良的条件下,稳定获取海上目标和运动对象的方位角和距离,并可实时感知周围环境信息,提供扫描范围内的动态障碍物信息和其他在电子海图上未能显示出的静态信息,对船舶安全航行发挥着十分重要的作用。
2、传统的航海雷达在障碍物检测方面发挥了重要作用，但在雷达在对移动目标探测时不仅受到目标机动特性的影响，还受杂波和噪声等干扰，在实际的复杂背景下检测难度很大。海上目标通常具有较低的反射系数，使得它们发出的回波信号弱，增加了漏检的可能。此外，在恶劣的海况下，海尖峰这类强烈的海杂波会出现，其信号强度可能与真实目标相似，从而导致虚警的发生。风力作用下的海杂波具有一定的速度，意味着其多普勒频移不为零，这进一步加大了对海面上慢速移动目标的检测难度。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于航海雷达的障碍物感知方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于航海雷达的障碍物感知方法，包括以下步骤：
3、1)实时获取航海雷达图像；
4、2)根据获取的航海雷达图像，进行图像中障碍物与背景的检测分割；
5、2.1)获取雷达ppi图像，对图像进行灰度值分析；
6、2.2)以灰度值1作为阈值，
7、2.3)采用suzuki85算法寻找前景中的每一个最大连通域作为可疑的障碍物目标；
8、3)对可疑的障碍物目标进行跟踪；
9、3.1)根据雷达ppi图像中检测到的目标，初始化目标的状态；状态包括目标的位置和速度；
10、3.2)使用卡尔曼滤波器对每个目标的运动进行建模和预测，估计每个目标在下一时刻的位置；
11、3.3)当接收到新的雷达图像时，将检测到的目标与预测的位置进行匹配，然后更新每个目标的状态；
12、3.4)重复步骤3.2)至3.3)，完成对每个目标的连续跟踪；
13、3.5)对每一个检测到的可疑目标进行跟踪并建立航迹，最终保留稳定存在3帧以上的目标作为最终的障碍物目标；
14、4)对最终的障碍物目标进行距离测量，并估计目标的航速和航向信息；
15、其中，距离测量如下：
16、4.1)根据雷达ppi量程与障碍物像素位置以及本船gps信息计算障碍物目标经纬度；
17、4.2)使用卡尔曼滤波器对每次目标的位置进行矫正，然后使用harversine公式进行障碍物到本船距离的测量；
18、估计目标的航速和航向信息如下：
19、根据障碍物目标的前后帧像素位置变化计算经纬度变化，从而得到航向和航速，然后采用移动平均滤波器maf方法进行航速与航向的估计误差优化。
20、本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种基于航海雷达的障碍物感知方法的步骤。
21、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于航海雷达的障碍物感知方法。
22、本专利技术产生的有益效果是：
23、1)本专利技术采用基于阈值的图像分割方法，可以有效地从雷达ppi图像中分离出目标和背景，并对可疑的障碍物目标进行跟踪筛选提高障碍物检测准确性；
24、2)本专利技术利用卡尔曼滤波器和移动平均滤波器，对目标的距离、航速、航向以及进行了准确估计，为船舶提供了全面的环境感知信息。
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1.一种基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，所述步骤2.3)中寻找前景的可疑的障碍物目标为采用Suzuki85算法寻找前景中的每一个最大连通域作为可疑的障碍物目标。
3.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，所述步骤4)中，距离测量如下：
4.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，所述步骤4)中，估计目标的航速和航向信息如下：
5.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述的一种基于航海雷达的障碍物感知方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述的基于航海雷达的障碍物感知方法。
【技术特征摘要】
1.一种基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，所述步骤2.3)中寻找前景的可疑的障碍物目标为采用suzuki85算法寻找前景中的每一个最大连通域作为可疑的障碍物目标。
3.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障碍物感知方法，其特征在于，所述步骤4)中，距离测量如下：
4.根据权利要求1所述的基于航海雷达的障...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗威，王鹏九，谢晓乐，董晓明，陶浩，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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