無(wú)人艇雷達(dá)數(shù)據(jù)處理及其特征提取的研究.pdf

1、隨著海洋權(quán)益爭(zhēng)奪的日益升溫，世界各國(guó)越發(fā)重視水面無(wú)人艇的研究，無(wú)人艇作為維護(hù)海洋權(quán)益的重要工具，必將向著智能化的方向發(fā)展。無(wú)人艇載航海雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人艇自主航行的重要數(shù)據(jù)來(lái)源和避碰決策控制的依據(jù)，本課題主要以高速水面無(wú)人艇載航海雷達(dá)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集與處理，構(gòu)建了一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)水面無(wú)人艇自主航行和避碰決策的海面目標(biāo)輪廓的地理坐標(biāo)信息集合。主要完成了以下幾方面研究工作:
　　本文首先介紹了水面無(wú)人艇載航海雷達(dá)的工

2、作原理及其技術(shù)參數(shù)，對(duì)雷達(dá)的工作模式進(jìn)行設(shè)置，并在海上進(jìn)行雷達(dá)性能測(cè)試;在此基礎(chǔ)上，依據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)通信協(xié)議，對(duì)水面無(wú)人艇載航海雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和預(yù)處理，從雷達(dá)原始視頻圖像數(shù)據(jù)中提取出來(lái)只有目標(biāo)回波部分的圖像，然后將極坐標(biāo)系下的雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到直角坐標(biāo)系下;接下來(lái)根據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)成像原理，獨(dú)立生成一幅只有目標(biāo)回波部分的Bitmap格式雷達(dá)圖像，通過(guò)閾值化使原有的雷達(dá)數(shù)據(jù)圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像，再利用二值圖像邊界跟蹤算法，提取目標(biāo)圖像輪廓邊

3、界的特征信息;最后將這些信息轉(zhuǎn)換為具有實(shí)際意義的地理位置坐標(biāo)信息，利用TCP/IP協(xié)議完成無(wú)人艇雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與地面站監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)地面站對(duì)水面無(wú)人艇航行區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　通過(guò)對(duì)無(wú)人艇載航海雷達(dá)數(shù)據(jù)信息的采集和處理，不僅可以實(shí)時(shí)獲取水面無(wú)人艇航行水域的環(huán)境參數(shù)，而且采用二值圖像邊界跟蹤算法提取目標(biāo)圖像的輪廓邊界特征信息，還可獲取目標(biāo)輪廓的地理位置坐標(biāo)信息，從而將海面分為可航行區(qū)域和不可航行區(qū)域，為水面無(wú)人艇的自