T/FSTI 0015-2025 无人船水面目标识别传感器接口

ICS33.040.50

L78

团体标准

T/FSTI0015—2025

无人船水面目标识别传感器接口

SensorInterfaceforUnmannedSurfaceVesselTargetIdentification

2025-11-27发布2025-12-01实施

佛山市南海区九江科技创新协会发布

T/FSTI0015-2025

目次

前言.......................................................................................................................................................................1

引言.......................................................................................................................................................................2

1范围...................................................................................................................................................................3

1.1核心技术边界...............................................................................................................................................3

2规范性引用文件...............................................................................................................................................3

3术语和定义.......................................................................................................................................................4

3.1无人船（UnmannedSurfaceVehicle,USV）........................................................................................4

3.2水面目标识别（WaterSurfaceTargetRecognition）......................................................................4

3.34D毫米波雷达（4DMillimeterWaveRadar）.....................................................................................4

3.4激光雷达（LiDAR）.....................................................................................................................................4

3.5数据融合（DataFusion）.........................................................................................................................4

3.6NMEA2000协议............................................................................................................................................4

3.7UDP协议（UserDatagramProtocol）....................................................................................................4

3.8环境感知（EnvironmentalPerception）..............................................................................................4

3.9数据接口（DataInterface）...................................................................................................................4

3.10网络时间协议（NetworkTimeProtocol,NTP）................................................................................4

3.11船舶自动识别系统（AutomaticIdentificationSystem,AIS）....................................................5

3.12点云数据（PointCloudData）.............................................................................................................5

3.13时间戳（TimeStamp）.............................................................................................................................5

3.14Protobuf（GoogleProtocolBuffers）..............................................................................................5

3.15ROS（RobotOperatingSystem）...........................................................................................................5

4技术要求...........................................................................................................................................................5

4.1传感器类型...................................................................................................................................................5

4.1.1毫米波雷达...............................................................................................................................................5

4.1.2激光雷达（LiDAR）.................................................................................................................................5

4.1.3光学传感器...............................................................................................................................................5

4.2数据格式.......................................................................................................................................................6

4.2.1目标识别数据...........................................................................................................................................6

4.2.2传感器接口数据.......................................................................................................................................6

4.2.3激光雷达数据...........................................................................................................................................6

4.2.4毫米波雷达数据.......................................................................................................................................7

4.2.5摄像头数据...............................................................................................................................................7

4.3通信协议.......................................................................................................................................................7

4.3.1物理接口...................................................................................................................................................7

4.3.2传输协议...................................................................................................................................................8

4.3.3时间同步...................................................................................................................................................8

4.4测试方法.......................................................................................................................................................8

4.4.1性能测试...................................................................................................................................................8

4.4.2环境适应性测试.......................................................................................................................................8

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4.4.3接口兼容性测试.......................................................................................................................................9

附录A术语缩写对照表....................................................................................................................................10

附录B传感器数据格式示例............................................................................................................................12

B.1毫米波雷达数据帧格式.............................................................................................................................12

B.2激光雷达点云数据格式.............................................................................................................................12

B.3目标识别数据Protobuf定义...................................................................................................................12

B.4辅助定位数据格式示例.............................................................................................................................13

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本

文件由淘点链（广州）信息科技有限公司提出。

本文件由佛山市南海区九江科技创新协会归口。

本文件起草单位：淘点链（广州）信息科技有限公司、广州蓝旗网络科技有限公司、广州工业智能研

究院、广州亿浩智能信息有限公司、小淘机器人智能科技（广州)有限公司、湾趣（广州）数字信息科

技有限公司、广州乐多数字信息技术有限公司、广州百枝科技信息有限公司、广州坚石智能信息科技有限公

司、湾聚时代（广州）数字信息技术有限公司、东莞市金泰吉科技有限公司、超数列（广州）科技有限责

任公司、广东中科臻恒信息技术有限公司。

本文件主要起草人：樊立波、黄智、李然、肖金超、樊兆昌、顾壮壮、苏泳思、李柳敏、樊少丽、

胡娜、卢越秀、曹汉龙、张烨、杨敬锋。

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引言

无人船（UnmannedSurfaceVehicles,USV）作为智能型海洋装备的典型代表，其自主导航与避障功

能高度依赖水面目标识别的准确性，而这一过程面临着复杂水面环境与传感器接口碎片化的双重挑战。在

国家大力发展海洋装备和建设海洋强国的背景下，无人船在海洋资源开发、环境监测、安防巡逻等领域的

应用日益广泛，其环境感知系统的可靠性已成为制约技术落地的核心瓶颈。

水面环境的多动态干扰特性显著影响传感器性能：风浪导致的船体颠簸会造成图像抖动，光照变化

（如晨昏逆光、云层遮挡）直接削弱视觉传感器的对比度，而水面反射与波纹则易引发传统视觉识别系统

的误判。例如，单一摄像头在强光条件下可能将波浪阴影误识别为障碍物，而激光雷达（LiDAR）虽能提供

精确三维空间信息，却受限于恶劣天气下的探测距离衰减。这种单一传感器局限性在复杂场景中尤为突出，

如环卫无人船在城市内湖作业时，需同时应对桥梁阴影、漂浮物反光与突发船只干扰，多传感器融合技术因此

成为必然选择。通过视觉与LiDAR数据的特征级融合，可将目标检测精度提升30%以上，有效弥补单一模

态缺陷。

当前无人船传感器集成面临协议碎片化困境：不同厂商的摄像头、雷达、声呐等设备采用专有API

与数据格式，导致集成时需为每个传感器开发定制化驱动，开发周期延长40%以上.例如，某USV项目集成

3类视觉传感器与2类激光雷达时，因通信协议差异（如TCP/UDP并存、数据帧结构不统一），数据同步延迟

高达200ms，严重影响实时决策。现有国际标准如ASAMOSI侧重自动驾驶模拟框架的接口兼容，而ISO

87966虽涉及传感器数据融合逻辑接口，却未针对水面目标识别场景定义具体技术要求。本标准的独特

性在于聚焦目标识别全链路接口规范，涵盖传感器类型选型（如可见光/红外摄像头、固态激光雷

达）、数据格式（如点云数据的LAS标准、图像数据的JPEG2000压缩）、通信协议（如DDS实时传输）及测试

验证方法，填补行业空白。

随着深度学习目标检测算法（如YOLOv8、Transformer模型）在水面场景的适配优化，以及低功耗

传感器（如微机电系统LiDAR）的普及，无人船感知系统正朝着“智能感知-高效传输-实时决策”一体

化方向发展。在此背景下，接口标准化成为技术创新的“催化剂”：一方面，统一的数据交互规范可降低

多传感器融合算法的开发门槛，使研究人员聚焦特征提取与模型优化而非格式转换；另一方面，标准化接口

支持“即插即用”的传感器升级，如将传统机械扫描雷达替换为固态雷达时，无需重构通信链路。