钟 诚 蒋仲廉 初秀民 罗 翊

(武汉理工大学智能交通系统研究中心1) 武汉 430063) (国家水运安全工程技术研究中心2) 武汉 430063) (武汉理工大学物流工程学院3) 武汉 430063)

基于雷达影像的船舶转向角计算方法*

钟 诚1)蒋仲廉1, 2)初秀民1, 2)罗 翊3)

(武汉理工大学智能交通系统研究中心1)武汉 430063) (国家水运安全工程技术研究中心2)武汉 430063) (武汉理工大学物流工程学院3)武汉 430063)

航行状态信息的实时、精确感知是实现船舶姿态控制与自主航行的基础与前提.采用Otsu算法对船载雷达图像进行预处理，通过霍夫变换获取雷达图像直线分量，求解连续图像间的旋转角度差值，提出了一种基于雷达影像的船舶转角度计算新方法.经实验数据验证，由此获得的船舶转向角误差不随时间而叠加，且最大误差在4%之内.基于雷达影像的船舶转向角计算方法可为其航行制导控制、算法改进提供支撑.

雷达影像；转向角；预处理；霍夫变换

0 引 言

实时精确感知航行姿态信息，包括航向角(yaw)、横倾角(roll)和纵倾角(pitch)等，是实现船舶姿态控制与自主航行的前提.目前，国内外关于船舶航行姿态信息的感知主要通过磁传感器、惯导系统、GPS系统或者视觉成像传感器获取[1-2].高精度惯性导航传感器可实现船舶状态信息的连续测量，但由微机电系统(MEMS)陀螺仪所获取的载体角运动和线运动信息误差存在随时间累积发散的特点[3]，非平稳随机噪声一定程度上制约了信息精度[4]；GPS航行状态感知精度受制于基线长度、天线布局和信号强度等因素，多用于大中型水面舰艇[5-7]；……