基于激光雷达的船舶边界探测技术研究

富玲峰,廖正勇,吴富民

(1.中电科(宁波)海洋电子研究院有限公司,浙江 宁波 315040;2.嘉关市港航管理服务中心,浙江 嘉关 314001)

0 引言

随着全球经济一体化的不断深入,航运产业迅猛发展,船舶数据急剧增加。 在海上交通环境日益复杂的情况下,船舶自身周围情况的探测难度越来越大。雷达作为船舶的主要助航仪器,从出现至今一直发挥着重要作用。 目前航海雷达的探测距离可达10～20 mile,精度达到30 m 左右。 同时雷达也有很多缺点:相同频率的雷达在距离较近时会产生同频干扰杂波;雷达存在30～50 m 的固定盲区;雷达的方位角精度差;一般方位角误差在1°左右,且随量程变化而变化。 船用AIS 自动识别系统是继雷达之后最重要的避碰助航设备,该系统无须人工维护和参与,能够自动发射和接收船舶识别和航行相关信息,通信可靠性高,不受气象海况影响,不会因杂波干扰而丢失小目标。 AIS 作用距离在15～30 mile,精度稳定在10～30 m。 但AIS 也存在一些局限性:如一些大的障碍会使AIS 行程信号盲区,在航行实践中也会产生目标丢失等现象;并非所有船舶都安装AIS 设备,这就使得一些未安装AIS 设备的小船无法被探测到。 在上述的传统技术下,船舶很难探测到自身周围近距离的未安装AIS 设备的小船或浮标之类的障碍物;或在夜晚视线不好情况下,船舶的停泊或拖轮的助泊作业时,无法精确地测量出船舶周围障碍物的距离和方位角。 因此有必要在船舶航行中提供一种精确的边界探测技术,在船舶即将发生碰撞的时候及时发出声光预警,避免发生不必要的碰撞[1]。……