【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人船艇自主定位，具体而言，尤其涉及一种利用雷达应答标的无人艇自主定位方法。
技术介绍
1、自主无人艇由于其高度的智能化以及潜在的应用价值，相关研究获得了行业内非常高的关注度。然而，自主无人艇也将可能面临极其复杂的外部航行环境，包括多种障碍物、以及具有不同类型、尺寸和速度的运动目标，且周围环境实时变化。由于无人艇用于感知外部环境的传感器，诸如航海雷达、毫米波雷达测量数据皆为相对数据，对目标实际位置的解算需要依赖于的无人船艇自身的位置、姿态以及航向等数据。目前，无人艇主要依赖于全球定位系统获取自身位置和航向。该系统在实际运行中可能存在如下问题：
2、1、在港口等大型建筑设施较多环境中，由于信号多路径传播的影响，定位精度会受到较大影响；
3、2、当无人艇低速航行时，航向估计误差较大；
4、3、无人艇容易对全球定位系统产生过度依赖，在极端情况全球定位系统出现异常时，自主航行能力变差。
5、因此，有必要在全球定位系统之外，研究使无人艇可以自主定位的其他手段。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题，而提供一种利用雷达应答标的无人艇自主定位方法。本专利技术主要利用航海雷达，根据周围环境中已有的雷达航标作为辅助物标，通过识别雷达图像上的雷达航标参考推算无人船艇自身位置，提高无人船艇的自主定位能力。
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，包括：
4、录入已
5、s2、识别获取到的雷达图像中的航标，并与s1建立的航标库中的航标进行匹配；
6、s3、将s2中的雷达航标数据转化到全局坐标系；
7、s4、根据s2中成功匹配到的雷达航标库中的航标先验信息和s3中转化后的雷达实时数据，估计无人艇位置。
8、进一步地，所述步骤s1具体包括：
9、定义无人艇在k时刻的状态：
10、
11、其中，为无人艇在直角坐标系下x轴和y轴的位置。
12、进一步地，所述步骤s2具体包括：
13、在雷达航标库中选出在k时刻处于雷达量程内的航标，记作{raconk}，从雷达回波图像中识别雷达航标的回波，并与选出的航标{raconk}匹配；
14、假设共有n对匹配成功的雷达航标，则从雷达图像上提取航标回波对应的雷达量测信息，记作为第i个航标对应的雷达回波的距离，为第i个航标对应的雷达回波的方位，i＝1,…n；第i个航标在雷达航标库中记录的实际位置为
15、进一步地，所述步骤s3具体包括：
16、基于s2中k时刻提取到的n个雷达航标产生的量测信息通过坐标转换将定义在极坐标的雷达量测信息转换到直角坐标系，将转换后的雷达量测信息表示为：
17、
18、其中，为转换后的雷达量测信息在全局坐标系中x轴方向上的分量，为转换后的雷达量测信息在全局坐标系中y轴方向上的分量；
19、通过先旋转后平移的方式将原始雷达数据转换到全局坐标系：
20、
21、其中，θk为无人艇在k时刻的艏向。
22、进一步地，所述步骤s4具体包括：
23、利用每组匹配成功的雷达航标ai和对应转换后的雷达量测信息推导得出无人艇位置；
24、转换后的雷达数据与航标库中雷达航标位置数据定义在同一坐标系，得出：
25、
26、则无人艇位置计算公式为：
27、
28、其中，表示基于第i组匹配的雷达航标与雷达数据得到的无人艇估计值；由于在k时刻共有n组成功匹配的数据，无人艇位置最终估计值为基于每个航标计算得出的估计值的加权平均值
29、
30、其中，权重wi取决于第i个航标与无人艇的距离；
31、
32、其中，di表示第i个航标与无人艇之间的距离。
33、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
34、本专利技术提供的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，解决了无人船艇自主定位问题。本专利技术使用的设备为航海雷达，主要利用周围环境中已有的雷达航标作为辅助物标，通过识别雷达图像上的雷达航标参考推算无人船艇自身位置，提高无人船艇的自主定位能力。
35、本专利技术供的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，雷达航标又称雷达应答标或雷达信标，是一种与航海雷达配合使用的无线电导航装置，一般安装在岛屿、礁石、水中建筑、灯船等物标上。本专利技术的优点在于充分利用了航海雷达图像上雷达航标的可识别和易识别特性，在全球定位系统之外研究了额外的无人船艇自主定位方法，提高了无人船艇的自主性和航行的安全性。
36、基于上述理由本专利技术可在无人船艇自主定位等领域广泛推广。
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1.一种利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
3.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
4.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
5.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：
3.根据权利要求1所述的利用雷达应答标的无人艇自主定位方法，其特...
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