[發明專利]一種掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法

有效

• 申請號: 202010658528.3
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111896932B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 郭銳;蔣罕寒
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

本發明公開了一種掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法，先基于距離和反射強度對經坐標轉化后的實測一維點云數據進行預分割，基于改進kmeans算法對分割結果優化，最后通過模糊匹配的方法識別待攻擊目標。本發明能夠有效的將待攻擊目標從實測的一維點云數據中分割出來并進行有效的識別判斷，為掠飛彈的目標識別研究奠定理論研究基礎。

技術領域

本發明屬于激光探測識別，具體涉及一種掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法。

背景技術

掠飛彈載單線激光雷達對地面裝甲目標的識別往往是對目標的高度信息進行判斷，若采集的點信號符合待攻擊目標的高度特征即時引爆。當存在障礙物的高度與裝甲目標的高度特征相近時會錯誤識別，進而產生嚴重后果。且如今激光提取的算法如武軍安《末敏彈線陣激光雷達對地面裝甲目標的提取方法》及姜云《末敏彈線陣列激光雷達的距離像分割方法》等文中均僅探究了線陣列激光雷達對目標的提取，未考慮單線激光雷達對地面裝甲目標的提取方法，缺少該領域的深入研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法，解決了現有的目標提取方法識別率低，錯誤率高的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法，其特征在于，步驟如下：

步驟1、載有地磁傳感器的掠飛彈載激光雷達按照掠飛彈的運動軌跡掃描目標，獲得目標的一條掃描線數據ρ(d,θ,p)及激光雷達斜置角ψ，掠飛彈旋轉一周得到多條掃描線數據構成一維點云數據集ρ_A(d,θ,p)；其中d為反射點到單線激光雷達的距離；p為目標材質的反射強度信息；θ為單位采樣時間內掠飛彈的轉角；

所述目標包括待攻擊目標和障礙物；

轉入步驟2；

步驟2、將獲取的一維點云數據集ρ_A(d,θ,p)中的每條掃描線數據ρ(d_i,θ_i,p_i)分別轉化到xoy平面直角坐標系中，獲得ρ(d_i,θ_i,p_i)在xoy平面直角坐標系中的位置(x_i,y_i)，其中i＝1～N，N為一維點云數據集ρ_A(d,θ,p)中掃描線的條數，轉入步驟3；

步驟3、基于(x_i,y_i)及p對一維點云數據集ρ_A(d,θ,p)進行初分割，獲取初始聚類中心c以及初始聚類數目count，轉入步驟4；

步驟4、基于改進的kmeans算法對獲取初始聚類中心c以及初始聚類數目count進行優化分割，提高分割準確率，進而獲得優化待攻擊目標數據，轉入步驟5；

步驟5、基于提取的目標特征對待攻擊目標進行識別，確定待攻擊目標。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：

(1)本發明提出的基于距離和強度信息復合分割聚類的方法，比一般只基于距離聚類的分割算法精確度高。

(2)本發明提出kmeans改進方法能獲得更準確的初始聚類數和聚類中心，還可以進一步自動縮小聚類數目，從而獲取更準確的分割結果。

(3)本發明提出的特征匹配識別方法充分考慮了激光雷達采集的各種有效信息如高度、寬度、點數而不是像現有的僅依據高度信息對目標進行識別。

附圖說明

圖1為本發明掠飛彈載單線激光雷達對待攻擊目標提取算法流程圖。

圖2為本發明的掠飛彈真實穩態掃描示意圖。