本发明属于航海雷达图像处理、激光雷达点云处理与目标态势预测，尤其涉及一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法及系统。
背景技术：
1、无人船艇常运行于复杂水域环境，环境感知能力作为无人船艇的必要能力，用于保证无人船艇的安全行驶。无人艇避碰的先决条件是无人艇对艇周边环境感知的能力，这也是无人艇智能化与自主避碰能力的体现。目前，无人艇对目标位置的探测主要基于航海雷达、激光雷达与地图系统，多传感器数据融合是提高无人船环境感知系统性能的关键，但当前系统在不同传感器数据的融合上存在问题。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法及系统，提高探测的准确度，并可以实现对船只周围环境的全方位覆盖，提高监测范围，减少死角。
2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，包括：当目标距离本船第一预设距离范围内，采用航海雷达目标探测方法对目标进行探测得到航海雷达目标探测位置信息；当目标距离本船第二预设距离范围内，采用航海雷达目标探测方法对目标进行探测得到第二航海雷达目标探测位置信息，采用激光雷达目标探测方法对目标进行探测得到第二激光雷达目标探测位置信息，将第二航海雷达目标探测位置信息和第二激光雷达目标探测位置信息进行融合得到融合目标探测位置信息；当目标距离本船第三预设距离范围内，采用激光雷达目标探测方法对目标进行探测得到激光雷达目标探测位置信息；将航海雷达目标探测位置信息、融合目标探测位置信息和激光雷达目标探测位置信息输送至预设地图系统中，通过信息处理得到目标位置信息。
3、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，所述第一预设距离范围为120米-800米。
4、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，所述第二预设距离范围为90米-120米。
5、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，所述第三预设距离范围为0米-90米。
6、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，信息处理包括点距离关联匹配方法和线性模型与卡尔曼滤波输出结果加权方法。
7、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，所述航海雷达目标探测方法包括：对航海雷达图像通过坐标转换得到东北天坐标系下的图像，对东北天坐标系下的图像进行归一化得到中值为0至1的图像；对中值为0至1的图像进行四邻域中值滤波处理得到滤波后的图像；根据滤波后的图像得到目标占像素个数；利用目标占像素个数对滤波后的图像进行分割与标记，将标记后的区域进行目标中心提取，确定目标位置；对目标位置进行加权平滑和卡尔曼滤波得到航海雷达目标探测位置信息。
8、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法中，激光雷达目标探测方法包括：将激光雷达点云数据映射到真实世界坐标系得到映射到真实世界坐标系的点云数据；将映射到真实世界坐标系的点云数据中的点云离群点进行移除；通过k均值聚类方法对移除点云离群点的点云数据进行聚类；将聚类后的点云数据分割成1个或多个待选更新目标；对待选更新目标进行点云追踪得到激光雷达目标探测位置信息。
9、一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测系统，包括：第一模块，用于当目标距离本船第一预设距离范围内，采用航海雷达目标探测方法对目标进行探测得到航海雷达目标探测位置信息；第二模块，用于当目标距离本船第二预设距离范围内，采用航海雷达目标探测方法对目标进行探测得到第二航海雷达目标探测位置信息，采用激光雷达目标探测方法对目标进行探测得到第二激光雷达目标探测位置信息，将第二航海雷达目标探测位置信息和第二激光雷达目标探测位置信息进行融合得到融合目标探测位置信息；第三模块，用于当目标距离本船第三预设距离范围内，采用激光雷达目标探测方法对目标进行探测得到激光雷达目标探测位置信息；第四模块，用于将航海雷达目标探测位置信息、融合目标探测位置信息和激光雷达目标探测位置信息输送至预设地图系统中，通过信息处理得到目标位置信息。
10、上述基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测系统中，信息处理包括点距离关联匹配方法和线性模型与卡尔曼滤波输出结果加权方法。
11、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
12、(1)本发明的激光雷达具备高分辨率和精确性的优点，结合航海雷达的长距离探测能力，提供高度准确的船舶目标信息，包括位置、速度和方向信息；
13、(2)本发明采用基于航海雷达、激光雷达与地理信息系统融合的船用目标追踪算法用于解算障碍物的位置，通过雷达图像处理算法与激光雷达点云算法结果进行目标位置判断，并进行目标位置预测，上述方法能够保证雷达系统对目标当前位置信息的全方位读取，并通过目标状态信息对目标进行跟踪；准确计算目标下一时刻可能出现的位置，避免了目标丢失或同一目标不同id等现象的发生，防止目标测量距离突变导致的目标丢失；满足系统在水面复杂环境下对障碍物追踪的准确性和实时性，实现对船只周围环境的全方位覆盖，提高监测范围，减少死角。
1.一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：所述第一预设距离范围为120米-800米。
3.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：所述第二预设距离范围为90米-120米。
4.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：所述第三预设距离范围为0米-90米。
5.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：信息处理包括点距离关联匹配方法和线性模型与卡尔曼滤波输出结果加权方法。
6.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：所述航海雷达目标探测方法包括：
7.根据权利要求1所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测方法，其特征在于：激光雷达目标探测方法包括：
8.一种基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测系统，其特征在于包括：
9.根据权利要求8所述的基于雷达与地理信息系统融合的船用目标探测系统，其特征在于：信息处理包括点距离关联匹配方法和线性模型与卡尔曼滤波输出结果加权方法。
