【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水上水下目標識別，具體涉及一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法。
技術介紹
1、基于光學和聲學的傳感器被廣泛運用于各種海洋航行器以及船舶等領域，在水上場景中，光學傳感器具有色彩信息和高細節的特點，但是單一相機等類似傳感器難以獲得準確的目標位置信息，且無法獲得水下目標信息。在水下場景中，聲吶技術可以在水下環境中提供遠距離的物體探測和測距，但受到分辨率的限制，無法獲取詳細的物體形狀和紋理信息，且也無法獲得水上目標信息。對于部分在水面以上、部分在水面以下的目標，單一的聲學或者光學設備所獲得的信息難以對目標進行準確的檢測。
2、基于光學的傳感器主要有光學相機、激光雷達等方法，可以獲得水上豐富的目標色彩和距離信息等，光學的設備具有非接觸、精度高的優點。基于聲學的傳感器主要是聲吶，能夠獲得水下目標的信息和距離信息。現有單一傳感器的檢測方法難以同時在水上和水下對目標進行有效的探測和定位。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，以解決單一傳感器的檢測方法難以同時在水上和水下對目標進行有效探測和定位的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，方法包括：
3、獲取目標水上部分的光學圖像和目標水下部分的聲吶圖像，并對光學圖像和聲吶圖像進行預處理，得到時間同步和空間對齊的聲光融合對數據；
4、將聲光融合對數據輸入預訓練的目標檢測模型，得到
5、獲取慣性制導信息，并基于慣性制導信息確定目標的水上位置信息和水下位置信息；
6、根據水上位置信息和水下位置信息的預設可信度，確定目標的位置信息。
7、本專利技術提供的基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，通過將水上光學圖像信息與水下聲吶信息相融合，結合慣性制導信息對目標進行檢測和定位，可以有效檢測和定位同時具有水上部分和水下部分的目標，提高檢測準確度和定位精度。
8、在一種可選的實施方式中，聲光融合對數據包括：光學融合數據、聲吶融合數據，將聲光融合對數據輸入預訓練的目標檢測模型，得到目標檢測結果，包括：
9、將光學融合數據、聲吶融合數據分別輸入不同的特征提取分支，得到光學圖像特征和聲吶圖像特征；
10、將光學圖像特征和聲吶圖像特征按照預設融合策略進行特征融合，得到融合特征，預設融合策略包括動態調整的光學圖像特征權重和聲吶圖像特征權重；
11、根據融合特征對目標進行分類、檢測，確定目標檢測結果。
12、本專利技術提供的基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，通過多模態輸入、雙分支的復合網絡結構對光學圖像和聲吶圖像進行處理，實現目標檢測，確保不同數據類型的兩個數據可以有效地進入網絡，增強多模態適應性，將目標的多模態特征融合后進行檢測，提高目標檢測的準確性。
13、在一種可選的實施方式中，預訓練的目標檢測模型的訓練過程包括：
14、獲取同一目標水上部分的多個光學圖像和水下部分的多個聲吶圖像；
15、將得到光學圖像和聲吶圖像按照獲取時間進行匹配，得到多個匹配數據對；
16、獲取各匹配數據對對應的目標圖像信息和目標位置信息，將多個匹配數據對、對應的目標圖像信息和目標位置信息形成樣本數據集；
17、利用樣本數據集訓練神經網絡模型，得到預訓練的目標檢測模型。
18、本專利技術提供的基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，采用復合網絡結構作為預訓練的目標檢測模型結構基礎，結合光學數據和聲吶數據，在復雜環境中能夠提供更準確的目標信息，提升檢測準確性，彌補單一模態檢測的缺陷，提升了目標檢測的魯棒性和適應性。
19、在一種可選的實施方式中，獲取慣性制導信息，并基于慣性制導信息確定目標的水上位置信息，包括：
20、獲取目標水上部分的光學圖像和雷達信息，并將光學圖像和雷達信息進行疊加，得到目標在光學相機坐標系下的水上位置信息，光學圖像利用光學相機采集得到；
21、獲取慣性制導信息，并將慣性制導信息與光學相機進行坐標轉換，得到目標在三維空間的水上位置信息。
22、在一種可選的實施方式中，獲取慣性制導信息，并基于慣性制導信息確定目標的水下位置信息，包括：
23、利用聲吶設備獲取目標在聲吶坐標系下的水下位置信息；
24、獲取慣性制導信息，并將慣性制導信息與聲吶設備的聲吶坐標系進行坐標轉換，得到目標在三維空間的水下位置信息。
25、本專利技術提供的基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，通過慣性制導設備確定光學相機和聲吶設備在世界坐標系中的三維空間位置信息，結合目標的光學圖像和聲吶圖像，進一步確定目標在三維空間的水上位置信息和水下位置信息，克服了單一傳感器在水上或水下檢測定位中存在的缺陷，實現水上水下混合環境中的目標統一檢測與定位。
26、在一種可選的實施方式中，根據水上位置信息和水下位置信息的預設可信度，確定目標的位置信息，包括：
27、若水上位置信息的預設可信度與水下位置信息的預設可信度差值大于預設閾值，則比較水上位置信息的預設可信度與水下位置信息的預設可信度大小；
28、若水上位置信息的預設可信度大于水下位置信息的預設可信度，則將水上位置信息作為目標的位置信息；
29、若水上位置信息的預設可信度小于水下位置信息的預設可信度，則將水下位置信息作為目標的位置信息。
30、在一種可選的實施方式中，若水上位置信息的預設可信度與水下位置信息的預設可信度差值不大于預設閾值，則根據水上位置信息和水下位置信息所占權重計算目標的加權位置信息，并將加權位置信息作為位置信息。
31、本專利技術提供的基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，通過基于多傳感器信息的可信度選擇，提升了目標定位的準確性，尤其是在復雜環境中，可以顯著降低誤報率和漏報率，提高目標定位的準確性。
32、第二方面，本專利技術提供了一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位裝置，裝置包括：
33、圖像數據獲取模塊，用于獲取目標水上部分的光學圖像和目標水下部分的聲吶圖像，并對光學圖像和聲吶圖像進行預處理，得到時間同步和空間對齊的聲光融合對數據；
34、目標檢測模塊，用于將聲光融合對數據輸入預訓練的目標檢測模型，得到目標檢測結果；
35、慣性制導位置確定模塊，用于獲取慣性制導信息，并基于慣性制導信息確定目標的水上位置信息和水下位置信息；
36、目標定位模塊，用于根據水上位置信息和水下位置信息的預設可信度，確定目標的位置信息。
37、第三方面，本專利技術提供了一種計算機設備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執行計算機指令，從而執行上述第一方面或其對應的任一實施方式的方法。...
【技術保護點】
1.一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聲光融合對數據包括：光學融合數據、聲吶融合數據，將所述聲光融合對數據輸入預訓練的目標檢測模型，得到目標檢測結果，包括：
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預訓練的目標檢測模型的訓練過程包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取慣性制導信息，并基于所述慣性制導信息確定目標的水上位置信息，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，獲取慣性制導信息，并基于所述慣性制導信息確定目標的水下位置信息，包括：
6.根據權利要求1或5所述的方法，其特征在于，根據所述水上位置信息和水下位置信息的預設可信度，確定目標的位置信息，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，若所述水上位置信息的預設可信度與所述水下位置信息的預設可信度差值不大于預設閾值，則根據水上位置信息和水下位置信息所占權重計算目標的加權位置信息，并將加權位置信息作為位置信息。
8.一種
9.一種計算機設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令，所述計算機指令用于使計算機執行權利要求1至7中任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于聲光融合的水上水下的目標檢測和定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述聲光融合對數據包括：光學融合數據、聲吶融合數據，將所述聲光融合對數據輸入預訓練的目標檢測模型，得到目標檢測結果，包括：
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預訓練的目標檢測模型的訓練過程包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取慣性制導信息，并基于所述慣性制導信息確定目標的水上位置信息，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，獲取慣性制導信息，并基于所述慣性制導信息確定目標的水下位置信息，包括：
6.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈人豪，陳展，劉俐訓，李丹，張政偉，
申請(專利權)人：中電科東方通信集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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