水域长程大视角激光雷达的研制

受益于国内自动驾驶用多线激光雷达的快速落地，目前128线以上多线激光雷达价格呈数量级降低，使得多线激光雷达应用于桥梁主动防船撞系统跨越性价比鸿沟，该技术开发成为可能。但市面上已有商用产品暂时还没有一款兼具长程和大FOV探测能力。采用成熟长程探测多线激光器，构建往复运动云台，通过惯性元件获取云台角度实现点云的实时同步配准，使得雷达具备大FOV探测能力。

三维点云的无监督分类算法及滤波

激光雷达以每秒24万点的频率对空间进行扫描，需要对点云进行滤波和聚类，实现环境、水面与船舶目标点云的实时检测。采用开源PCL+VTK框架实现跨平台应用，由于点云数据量巨大，为保证实时性需要对核心KD-tree聚类算法进行优化和加速部署。

激光点云的多目标跟踪算法

重点解决点云目标船舶BOX的运动估计，ID频繁变换以及跟踪框和检测框的匹配问题。采用kalman滤波实现目标的运动估计，匈牙利贪心算法实现ID的大概率匹配。

船舶超高检测技术

目前已有超高量测方法多数基于主动激光探测方式，由于光学聚焦和扩散，发射出的光斑存在光束角，该角度典型值在0.1度左右。因此在1000m出会形成高达2m直径的光斑，光斑大小决定了该距离下测量的理论分辨率。该物理原理决定了所有主动激光探测方案在满足高度探测精度为1m的前提下其测量距离不能大于500米。

11km处光斑的大小：d=1000*2*pi*0.12/360= 2.09m