无人船遥感系统及其应用

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0049

测绘通报 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (2): 82-86,92.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0049

无人船遥感系统及其应用

雷添杰¹, 张鹏鹏^1,2, 胡连兴³, 王世东², 孙黎明¹

1. 中国水利水电科学研究院, 北京 100038;
2. 河南理工大学测绘与国土信息工程学院, 河南焦作 454000;
3. 中国长江三峡集团有限公司, 北京 100038

收稿日期:2020-03-21 出版日期:2021-02-25 发布日期:2021-03-09
通讯作者: 王世东。E-mail:wsd0908@163.com
作者简介:雷添杰(1984-),男,博士,高级工程师。主要研究方向为天空地一体化数据处理及应用研究。E-mail:leitj@iwhr.com
基金资助:
“十三五”国家重点研发计划（2017YFC0405201）；河南省科技攻关项目（192102310038）

Unmanned vessel remote sensing system and its application

LEI Tianjie¹, ZHANG Pengpeng^1,2, HU Lianxin³, WANG Shidong², SUN Liming¹

1. China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China;
2. School of Surveying and Land Information Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China;
3. China three gorges corporation, Beijing 100038, China

Received:2020-03-21 Online:2021-02-25 Published:2021-03-09

摘要/Abstract

摘要： 随着人工智能技术和计算机技术的发展，测绘遥感领域的智能化、自动化趋势愈发积极，继无人机遥感系统后，无人船遥感系统逐渐受到业内人士的关注。作为未来水上测绘的核心，无人船遥感系统发挥着重要的作用。无人船凭借其灵敏性强、隐蔽性高、运行速度快、方便快捷等优点被广泛地应用于军事和民用领域。本文介绍了国内外无人船遥感系统发展的历史及现状，总结了无人船平台搭载传感器的类型及其作用，综述了无人船遥感影像的处理方法及其应用领域，同时进一步讨论了无人船未来发展的趋势。在5G时代和大数据背景下，结合新一代卫星通信技术，使无人船遥感系统实现空天一体化，为无人船的发展带来了网络化、数字化、智能化的变革。

关键词: 无人船遥感系统, 传感器, 数据处理, 算法, 应用

Abstract: With the development of artificial intelligence technology and computer technology, the trend of intelligence and automation in the field of surveying and mapping and remote sensing has become more and more active. Following the UAV remote sensing system, the unmanned ship remote sensing system has gradually attracted the attention of the industry. As the core of future marine surveying and mapping, unmanned ship remote sensing systems will play an important role. Unmanned ships are widely used in military and civilian fields duing to the advantages of strong sensitivity, high concealment, fast running speed, and convenience. This article reviews the history and current situation of the development of remote sensing systems for unmanned ships at home and abroad, summarizes the types and functions of sensors mounted on unmanned ships platforms, reviews the processing methods of unmanned ships' remote sensing images and its application fields, further discusses the future development trend of unmanned ships. Under the background of 5G era and big data, combined with the new generation of satellite communication technology, unmanned ship remote sensing system realizes the air-space integration, which brings network, digital, Intelligent change.

Key words: unmanned ship remote sensing system, sensor, data processing, algorithm, application

中图分类号:

P237

雷添杰, 张鹏鹏, 胡连兴, 王世东, 孙黎明. 无人船遥感系统及其应用[J]. 测绘通报, 2021, 0(2): 82-86,92.

LEI Tianjie, ZHANG Pengpeng, HU Lianxin, WANG Shidong, SUN Liming. Unmanned vessel remote sensing system and its application[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2021, 0(2): 82-86,92.

参考文献

[1] 高艳.无人船在水下地形测量中的应用与探讨[J].城市勘测,2019(4):173-175,179.
[2] 陈映彬.无人船发展现状及其关键技术综述[J].科学技术创新,2019(2):60-61.
[3] 曹娟,王雪松.国内外无人船发展现状及未来前景[J].中国船检,2018(5):94-97.
[4] 于洪涛. 无人船在航道测量及维护中的应用与展望[J].船舶物资与市场,2019(7):63-64.
[5] 金久才,张杰,邵峰,等.一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用[J].海岸工程,2015,34(3):87-92.
[6] 王皓冉,汪双,陈永灿,等.无人测量系统在消力池水下地形测量中的应用[J].水力发电学报,2019,38(12):11-18.
[7] 韩杰,吴荣华,张小路,等.智能无人船测流在黄浦江上游水文调查中探索与实践[J].上海水务,2019,35(1):51-52,56.
[8] 黄倚天,朱晓辉,王杰华,等. 基于双目视觉的无人船障碍物探测与地图构建[J].计算机测量与控制,2019,27(8):193-197.
[9] 张锡越,朱照荣,齐永良,等.结合无人测量船的什刹海西海水下地形测绘[J].测绘通报,2018(S1):121-123.
[10] 王智明,张文峰,白艳超.无人船在水库库容监测中的应用[J].城市勘测,2019(1):126-128.
[11] 林欢,钟平安,刘冠华,等.水库汛限水位动态控制回蓄时机的确定方法研究[J].中国农村水利水电,2019(9):157-161.
[12] 宋帅,周勇,张坤鹏,等.高精度和高分辨率水下地形地貌探测技术综述[J].海洋开发与管理,2019(6):74-79.
[13] 赵薛强.无人船水下地形测量系统的开发与应用[J].人民长江,2018,49(15):54-57.
[14] 刘德庆,张杰,金久才.基于三维激光雷达的无人船障碍物自适应栅格表达方法[J].中国激光,2020,47(1):273-278.
[15] 宋树军,侯雪,唐秋华.基于互信息和相关比算法的声呐图像配准[J].海岸工程,2015,34(4):69-76.
[16] 詹庆明,梁玉斌.激光雷达数据处理、信息提取与应用[J].地理信息世界,2011,9(2):38-39,52.
[17] 夏平,伍呈呈,刘小妹,等.声呐图像背景区域灰度统计特性分析与拟合[J].声学技术,2017,36(4):315-319.
[18] HE K M,ZHANG X Y,REN S Q, et al.Spatial pyramid pooling in deep convolutional networks for visual recognition[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2015, 37(9):1904-1916.
[19] 李曙光. 声呐图像的特征提取技术研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2014.
[20] 罗深荣. 侧扫声呐和多波束测深系统在海洋调查中的综合应用[J]. 海洋测绘, 2003, 23(1):22-24.
[21] 柳晨光, 初秀民, 吴青, 等. USV发展现状及展望[J]. 中国造船, 2014(4):194-205.
[22] LEE S J,MOON Y S, KO N Y, et al. A method for object detection using point cloud measurement in the sea environment[C]//Underwater Technology (UT). Busan:IEEE, 2017.
[23] YANG S J,ZHANG K S,SHAO Y S. DEM interpolation algorithm of data from spiral scanning lidar[J]. Chinese Journal of Lasers,2018, 45(11):284-296.
[24] 杨书娟,张珂殊,邵永社. 螺旋式扫描激光雷达数据的DEM内插算法[J]. 中国激光, 2018, 45(11):289-296.
[25] THOMPSON D,COYLE E,BROWN J. Efficient LiDAR-based object segmentation and mapping for maritime environments[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineering,2019,44(2):352-362.
[26] LI X M,ZHANG X, WANG W T,et al. 3D LiDAR-based marine object detection for USV[J]. Journal of shanghai University (Natural Science Edition), 2017, 23(1):27-36.
[27] 高宗江,张英俊,孙培廷,等. 无人驾驶船舶研究综述[J]. 大连海事大学学报,2017, 43(2):1-7.
[28] EXCELL J. Rolls-royce and VTT join forces on autonomous ship development[J]. Engineer, 2016, 11(1):1-3.
[29] 周华. 无人商船通信架构构建方法研究[J]. 舰船科学技术, 2016,38(14):76-78.
[30] 李文然,曹文胜. 基于物联网的智能化船舶签证系统[J]. 交通建设与管理, 2014(12):184-187.
[31] 宫宇,王旭东,庞福文. 无线Ad hoc船舶通信系统设计与实现[J]. 舰船科学技术, 2010, 32(4):69-72.
[32] 廖煜雷,庞永杰, 庄佳园. 无人水面艇嵌入式基础运动控制系统研究[J]. 计算机科学, 2010, 37(9):214-217.
[33] 金久才,张杰,邵峰,等. 一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用[J]. 海岸工程, 2015, 34(3):87-92.
[34] 赖俊委,岑佳潼. 基于物联网通信技术的水质检测无人船[J]. 通信电源技术, 2018, 35(2):188-189.
[35] 孟祥宝,黄家怿,谢秋波,等. 基于自动巡航无人驾驶船的水产养殖在线监控技术[J]. 农业机械学报, 2015, 46(3):276-281,260.
[36] OLIKER N,OSTFELD A. Network hydraulics inclusion in water quality event detection using multiple sensor stations data[J]. Water Research, 2015, 80:47-58.
[37] 李家良. 水面无人艇发展与应用[J]. 火力与指挥控制,2012,37(6):203-207.
[38] 马天宇,杨松林,王涛涛,等. 多USV协同系统研究现状与发展概述[J]. 舰船科学技术, 2014, 36(6):7-13.
[39] 柳晨光,初秀民,吴青,等. USV发展现状及展望[J]. 中国造船, 2014,55(4):194-205.
[40] 陈质二,俞建成,张艾群. 面向海洋观测的长续航力移动自主观测平台发展现状与展望[J]. 海洋技术学报,2016,35(1):122-130.
[41] SMOLENSKA H, LABANOWSKI J, KONCZEWICZ W. Regeneration of marine engine valves using laser surfacing[J]. Welding International, 2016, 30(2):103-106.
[42] RIQUELME A,RODRIGUEZMDE, RODRIGO P, et al. Laser cladding of in situ al-aln composite on light alloys substrate[J]. Key Engineering Materials, 2016, 724:66-70.
[43] 蔡树群,张文静,王盛安. 海洋环境观测技术研究进展[J]. 热带海洋学报, 2007, 26(3):76-81.
[44] 刘岩,王昭正. 海洋环境监测技术综述[J]. 山东科学,2001,14(3):30-35.
[45] 齐文启,陈光,孙宗光. 水质环境监测技术和仪器的发展[J]. 现代科学仪器, 2003(6):8-12.
[46] WANG S X, SUN X T, WANG Y H, et al. Dynamic modeling and motion simulation for a winged hybrid-driven underwater glider[J]. China Ocean Engineering, 2011, 25(1):97-112.
[47] 李安龙,曹立华,李广雪,等.旁侧声呐在海底探测中的应用和工作船动态定位施工技术[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版),2006,36(2):331-335.

无人船遥感系统及其应用

Unmanned vessel remote sensing system and its application

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	陶肖静. 基于TEA算法的地理信息数据安全保护技术及验证分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 154-157,167.
[2]	周烨, 刘云波, 郑丽波, 龙泱君. 多平台点云数据的单木参数提取精度分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(7): 168-172.
[3]	段博凯. 基于Sentinel-3 OLCI卫星数据的海冰反照率研究[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 66-70.
[4]	李旭. 三维激光扫描技术在地铁隧道竣工测量中的应用[J]. 测绘通报, 2022, 0(6): 166-169.
[5]	陈竹安, 邹梓龙, 徐志芳, 彭嘉琪, 施陈敬, 洪志强. 复杂背景下航拍图像的电力线自动提取算法[J]. 测绘通报, 2022, 0(4): 37-43.
[6]	许志华, 逯行政, 彭远航, 杨可明, 王宇敏. 依托航空模拟平台的激光雷达技术课程实践教学装备[J]. 测绘通报, 2022, 0(4): 162-166.
[7]	李景文, 韦晶闪, 周俊芬, 毛佳影, 陆妍玲. 融合UWB+PDR的室内定位方法改进[J]. 测绘通报, 2022, 0(3): 36-40.
[8]	冯俊俊, 周立, 欧阳犬平, 周珍. 优化短期余水位组合预测模型[J]. 测绘通报, 2022, 0(3): 96-100.
[9]	毛斌, 韩文泉, 谢宏全, 吕海扬. 基于北京二号影像辅助nDSM的建筑物自动提取[J]. 测绘通报, 2022, 0(3): 132-137.
[10]	高超, 高永明, 冮宏军, 王程佳, 王磊. 区域土地灌溉环境评价与决策分析[J]. 测绘通报, 2022, 0(2): 154-158,163.
[11]	王明甲, 陈浩翔. 基于多传感器的民航客机定位[J]. 测绘通报, 2022, 0(1): 21-25.
[12]	杨勇, 崔丽珍, 郭倩倩, 薛中浩. 煤矿井下基于Attention机制的LSTM地磁定位算法[J]. 测绘通报, 2022, 0(1): 72-78.
[13]	赵亚红, 王伟娜, 江培华, 李佳慧. 马尔可夫链改进的MMF沉降预测模型及应用[J]. 测绘通报, 2022, 0(1): 79-83.
[14]	程瑞, 高建, 邢强, 孙中昶. 一种优化的Faster R-CNN小目标检测方法[J]. 测绘通报, 2021, 0(9): 21-27.
[15]	陈优良, 陈洋, 肖钢, 陶剑辉. 改进蝙蝠算法优化极限学习机的大坝变形预测模型分析[J]. 测绘通报, 2021, 0(9): 68-73.