基于雷达图像的水面无人艇目标检测技术

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1、第33卷第2期哈尔滨工程大学学报Vol_33No．22012年2月Journa1ofHarbinEngineeringUniversityFeb．2012．基于雷达图像的水面无人艇目标检测技术庄佳园，徐玉如，万磊，廖煜雷，孙寒冰(哈尔滨工程大学水下智能机器人技术国防科技重点实验室，黑龙江哈尔滨15001)摘要：针对水面无人艇雷达目标探测问题，进行了嵌入式雷达图像采集处理系统的研究．提出了嵌入式雷达图像采集处理系统的体系结构．在提取目标位置信息的基础上，选择目标的位置、面积、不变矩特征，完成目标在雷达图像序列中的匹配，实现目标跟踪．针对雷达图像序列中偶有目标丢失的问题，利用卡尔曼滤波预测目标位置

2、信息，帮助建立完整的目标链．最后通过海试验证了所设计的嵌入式雷达图像采集处理系统的可行性，试验表明所提出的图像处理算法、目标的特征匹配和卡尔曼滤波预测算法可以有效的完成目标的检测和跟踪．关键词：水面无人艇；嵌入式系统；雷达目标检测；目标跟踪；卡尔曼滤波doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201012029网络出版地址：http：／／www．enki．net／kems／detail／23．1390．U．20120207．0002．005．html中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1006．7043(2012)02-0129-07Targetdetectionof

3、anunmannedsurfacevehiclebasedonaradarimageZHUANGJiayuan，XUYuru，WANLei，LIAOYulei，SUNHanbing(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAutonomousUnderwaterVehicle，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Tosolvetheradartargetdetectionproblemofanunmannedsurfacevehicle(USV)，thispaperpr

4、oposedanembeddedradarimageacquisitionandprocessingsystem．First，thearchitectureoftheembeddedradarimageacquisitionandprocessingsystemwaspresented．Basedonthetargetlocationinformation，thissystemcompletedthetargetmatchingintheimagesequenceandaccomplishedtargettrackingbyselectingthelocation，area，andmoment

5、invariantofthetarget．ThenaKalmanfilterwasusedforpredictionofthetargetlocationinformationtosolvetheproblemoflosttargets，establishingacompletechainofthetargetinanimagesequence．Finally，thefea—sibilityoftheembeddedradarimageacquisitionandprocessingsystemwasverifiedbyseatria1．Theexperimentalresultsdemons

6、tratethattheproposedimageprocessingalgorithm，targetmatching，andKalmanfilterpredictional—gorithmcanefficientlycompletethetargetdetectionandtracking．Keywords：umnannedsurfacevehicle(USV)；embeddedsystem；radartargetdetection；targettracking；Kalmanfilter水面无人艇，简称无人艇或USV(unmanned大利的“Charlie”号双体型USV_4和英国的“Spr

7、ing．surfacevehicle)，它的研发晚于陆地机器人、无人机er”号双体型USV、葡萄牙的“Delfim”号双体型和水下机器人，目前已有多种无人艇应用于军事、科USV等．研等领域HJ．文献[2-3]总结了无人艇的研究历史、航海雷达在无人艇可用于测定船位、规划避碰、现状以及发展趋势．目前无人艇的典型代表主要有：目标探测等．Shi等使用雷达信息补偿人的视觉在美国的“SPARTAN”号、以色列