随着科学技术的高速发展,无人船智能化程度逐渐提高,对无人船岸端一体化助航系统需求迫切,因此设计并实现一种无人船岸端辅助领航态势显示系统来提高无人船的航行安全度是非常有意义的。作为领航态势显示系统不但需要为岸端操纵人员提供可靠的、直观的显示方式,同时还需减少多传感器界面所带来的复杂性,以此来减少岸端使用者的工作,提高使用者的注意力来保障无人船安全航行。基于以上实际需求本文设计了一种基于虚实融合的无人船辅助领航态势显示系统,此系统主要包括电子海图子系统、虚拟视景子系统、引导增强子系统三部分。电子海图作为基础的助航显示系统,实现了状态集成显示模块、航线调整模块、AIS叠加模块等。虚拟视景子系统作为三维态势显示系统,通过构建三维模型库、场景库,实现感知目标的实例化,同时以三维图像方式实现了船舶碰撞危险度的动态展示,并基于虚拟现实技术实现了天气系统等功能,最后设计并实现多视角观测以及雷达小地图等功能模块,通过虚拟视景的三维态势展示使岸端操纵者更加直观的感受无人船的航行态势。引导增强子系统作为无人船视觉增强系统,通过虚实交互的方式实现了引导航线及引导船的叠加,同时对船载视频流的图像信息进行目标识别,将视角范围内的目标船框出并高亮显示,以此来达到辅助航行视觉增强的效果。综上所述,实现此系统主要涉及的核心技术包括海上目标探测技术、船舶碰撞危险度的计算、海上船舶识别。无人船的辅助领航态势显示系统需要将目标船舶在电子海图子系统及虚拟视景子系统中完成实例化渲染,因此需要获取准确可靠的目标船舶位置信息以实现态势显示。对于无人船来说,其获取目标船舶信息的探测设备主要依靠雷达和AIS,本文通过分析雷达和AIS感知设备的优缺点,采用了在工程上易于实现且时间复杂度较低的航迹关联及融合算法将雷达数据和AIS数据进行融合来提高目标位置信息的准确度,为辅助领航态势显示系统提供了更加可靠的目标船信息。态势显示系统的另一特点是可以将无人船的航行态势以图形化的方式呈现,在虚拟视景子系统内可将目标船舶相对本船的碰撞危险度以三维模型的方式动态表述。本文基于模糊集合理论设计了船舶碰撞危险度的计算模型,通过计算目标船舶相对本船的危险程度来增加岸端使用者对于无人船航行危险度的直观判断力,便于操纵者及时对无人船航行作出调整以保障航行安全。无人船的辅助领航态势显示系统其价值核心为保障无人船的安全航行,引导增强子系统是对船载摄像头采集的图像信息进行处理,将虚拟的引导信息实时叠加到真实的图像空间,并在视频流上实时对视角范围内的目标船舶进行识别,实现视觉增强效果完成辅助引导的功能。本文选用YOLOv5作为船舶识别算法,分析其存在的问题并相应的引入多种注意力机制模块进行改进对比,根据实验结果的分析选用SENet模块作为引入模块完成对目标船舶的识别,最后采用增强现实技术完成虚拟引导信息的渲染。