本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，航行技術(shù)主要應(yīng)用于通信、控制及定位等相關(guān)系統(tǒng)，可稱之為航行自動(dòng)化。航海技術(shù)的自動(dòng)化功能越完善，對(duì)航海幫助就越大。目前在航行規(guī)劃中，普遍是按照航行經(jīng)驗(yàn)而制定，若在航行中遇到天氣惡劣的突發(fā)狀況，只能根據(jù)實(shí)際航行情況來(lái)更改原定的航行路線，但會(huì)為航行帶來(lái)一定的危險(xiǎn)性，同時(shí)延長(zhǎng)了航行進(jìn)度。針對(duì)該隱患，若僅僅依靠單一的傳感器進(jìn)行信息獲取已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代航海需求。

2、目前，大型遠(yuǎn)洋船只不僅配套航海雷達(dá)，還會(huì)加裝聲納設(shè)備、無(wú)線電設(shè)備與光電設(shè)備，同時(shí)還搭載ais(automatic?identification?system，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))、ads-b信號(hào)接收機(jī)、gps接收機(jī)等多種航行保障設(shè)備及船體姿態(tài)、風(fēng)力風(fēng)向、海浪、流速、溫鹽傳感器設(shè)備，對(duì)船只內(nèi)多種傳感器的綜合應(yīng)用，可有效提高船只航行安全性。

3、多種傳感器設(shè)備在探測(cè)精度、廣度、深度、時(shí)效性等不同方面各有優(yōu)勢(shì)，結(jié)合多源信息融合技術(shù)，整合多個(gè)傳感器的測(cè)量信息，使得對(duì)目標(biāo)狀態(tài)信息的估計(jì)更加準(zhǔn)確、及時(shí)、全面，保障航行安全及信息有效性，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)傳感器的信息共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，已經(jīng)成為航海領(lǐng)域一個(gè)很重要的研究課題。

4、本發(fā)明旨在對(duì)航海雷達(dá)、船載光電設(shè)備、聲納探測(cè)設(shè)備、無(wú)線電偵測(cè)設(shè)備等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，在信息容量巨大、信息之間的關(guān)系復(fù)雜的情況下，對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行判別、信息融合、整理、存儲(chǔ)、上報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，完成雷達(dá)設(shè)備、光電、ais、聲納設(shè)備、無(wú)線電設(shè)備之間針對(duì)關(guān)鍵目標(biāo)的自動(dòng)協(xié)同作業(yè)以及配套數(shù)據(jù)融合、入庫(kù)。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

3、一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，包括雷達(dá)設(shè)備，光電設(shè)備，ais設(shè)備，雷達(dá)處理設(shè)備，聲納設(shè)備，無(wú)線電設(shè)備，聲納處理設(shè)備，無(wú)線電處理設(shè)備，協(xié)同控制服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

4、雷達(dá)設(shè)備主要產(chǎn)生原始雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)，用于支撐雷達(dá)處理設(shè)備內(nèi)部的雷達(dá)、光電、ais融合；

5、光電設(shè)備產(chǎn)生原始可見光、紅外視頻數(shù)據(jù)，用于支撐雷達(dá)處理設(shè)備內(nèi)部的雷達(dá)、光電融合；

6、ais設(shè)備接收周圍ais信息，產(chǎn)生ais數(shù)據(jù)支撐雷達(dá)處理設(shè)備內(nèi)部的雷達(dá)、ais融合；

7、雷達(dá)處理設(shè)備主要對(duì)雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、ais設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并且提供融合后的數(shù)據(jù)以支撐與聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；

8、聲納設(shè)備主要產(chǎn)生聲納數(shù)據(jù)；

9、聲納處理設(shè)備對(duì)聲納數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理，以支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；

10、無(wú)線電設(shè)備主要產(chǎn)生無(wú)線電數(shù)據(jù)；

11、無(wú)線電處理設(shè)備對(duì)無(wú)線電數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理，支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；

12、協(xié)同控制服務(wù)器完成雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的融合工作；

13、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成協(xié)同控制服務(wù)器產(chǎn)生的融合數(shù)據(jù)的入庫(kù)。

14、進(jìn)一步地，如上述的無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其中：雷達(dá)處理設(shè)備完成雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、ais設(shè)備的數(shù)據(jù)融合，具體包括：ais數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)的位置匹配；雷達(dá)數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)的方位匹配、距離評(píng)估；ais數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)的再次融合；融合結(jié)果的質(zhì)量評(píng)估。

15、進(jìn)一步地，協(xié)同控制服務(wù)器主要完成上述各設(shè)備的協(xié)調(diào)調(diào)度，該調(diào)度流程主要包括：

16、雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備觸發(fā)協(xié)同模式；

17、協(xié)同控制服務(wù)器響應(yīng)協(xié)同并請(qǐng)求雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備反饋數(shù)據(jù)；

18、協(xié)同控制服務(wù)器接收反饋數(shù)據(jù)后進(jìn)行初步融合；

19、對(duì)融合后的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，剔除冗余、無(wú)效、異常數(shù)據(jù)，保留高質(zhì)量數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

20、入庫(kù)過(guò)程中，根據(jù)預(yù)定義格式，產(chǎn)生本地?cái)?shù)據(jù)集。

21、一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)方法，包括以下步驟：

22、雷達(dá)設(shè)備產(chǎn)生原始雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)，光電設(shè)備產(chǎn)生原始可見光、紅外視頻數(shù)據(jù)，ais設(shè)備接收周圍ais信息并產(chǎn)生ais數(shù)據(jù)；

23、雷達(dá)處理設(shè)備對(duì)雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、ais設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；

24、聲納設(shè)備產(chǎn)生聲納數(shù)據(jù)，聲納處理設(shè)備對(duì)聲納數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理，以支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；

25、無(wú)線電設(shè)備產(chǎn)生無(wú)線電數(shù)據(jù)，無(wú)線電處理設(shè)備對(duì)無(wú)線電數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理，以支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；

26、協(xié)同控制服務(wù)器對(duì)雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；

27、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成協(xié)同控制服務(wù)器產(chǎn)生的融合數(shù)據(jù)的入庫(kù)。

28、本發(fā)明的有益效果是：

29、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，能夠在無(wú)人員干預(yù)情況下，由傳感器自發(fā)完成周邊態(tài)勢(shì)關(guān)鍵目標(biāo)的多源數(shù)據(jù)收集融合入庫(kù)。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，包括雷達(dá)設(shè)備，光電設(shè)備，ais設(shè)備，雷達(dá)處理設(shè)備，聲納設(shè)備，無(wú)線電設(shè)備，聲納處理設(shè)備，無(wú)線電處理設(shè)備，協(xié)同控制服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，所述雷達(dá)處理設(shè)備對(duì)雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、ais設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，包括：將ais數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；將雷達(dá)數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；對(duì)ais數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)進(jìn)行再次融合；對(duì)融合結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，所述將ais數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，包括ais數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)的位置匹配；所述將雷達(dá)數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，包括雷達(dá)數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)的方位匹配、距離評(píng)估。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于：所述協(xié)同控制服務(wù)器完成雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的協(xié)調(diào)調(diào)度，調(diào)度流程包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述協(xié)同控制服務(wù)器接收反饋數(shù)據(jù)后進(jìn)行融合，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于：協(xié)同控制服務(wù)器產(chǎn)生的融合數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)支持多類型數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)支持多類型數(shù)據(jù)格式的信息導(dǎo)出。

7.一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述雷達(dá)處理設(shè)備對(duì)雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、ais設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，包括：將ais數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；將雷達(dá)數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行融合；對(duì)ais數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)與光電視頻數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合數(shù)據(jù)進(jìn)行再次融合；對(duì)融合結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述協(xié)同控制服務(wù)器完成雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的協(xié)調(diào)調(diào)度，調(diào)度流程包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述協(xié)同控制服務(wù)器接收反饋數(shù)據(jù)后進(jìn)行融合，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)人值守的多傳感器協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)主要包含十個(gè)硬件模塊，其中，雷達(dá)處理設(shè)備模塊主要對(duì)雷達(dá)設(shè)備、光電設(shè)備、AIS設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并且提供融合后的數(shù)據(jù)與聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；聲納設(shè)備模塊主要產(chǎn)生聲納數(shù)據(jù)；聲納處理設(shè)備對(duì)聲納數(shù)據(jù)接收、處理，支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；無(wú)線電設(shè)備模塊主要產(chǎn)生無(wú)線電數(shù)據(jù)；無(wú)線電處理設(shè)備對(duì)無(wú)線電數(shù)據(jù)接收、處理，支撐與雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備的數(shù)據(jù)融合；協(xié)同控制服務(wù)器完成雷達(dá)處理設(shè)備、聲納處理設(shè)備、無(wú)線電處理設(shè)備產(chǎn)生數(shù)據(jù)的融合工作；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成協(xié)同控制服務(wù)器產(chǎn)生融合數(shù)據(jù)的入庫(kù)。

技術(shù)研發(fā)人員：司凌宇,王維珅,翟文龍,劉美琴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院軟件研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19