發(fā)布時間：2017-11-02 17:32

  本文關(guān)鍵詞：近海監(jiān)控系統(tǒng)中的多源信息融合算法研究

  更多相關(guān)文章： 近海監(jiān)控系統(tǒng) AIS 航跡關(guān)聯(lián) 航跡融合

【摘要】：近海監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)視海岸線安全、維護海上交通秩序、識別和攔截海域內(nèi)的危險目標、預防港口偷襲等,是維護國家主權(quán)、安全和海洋權(quán)益的必備力量。然而隨著我國進出口貿(mào)易量日益增多,國內(nèi)各港口、碼頭航運密度大幅增加,近海海事監(jiān)管不得不面對環(huán)境復雜化、目標密集化、需求高端化的新形勢,靠單一傳感器獨立工作的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)難以適應當代近海海事監(jiān)管需求,利用多源信息融合技術(shù)整合多個同、異類監(jiān)控系統(tǒng),已然成為現(xiàn)在近海監(jiān)控系統(tǒng)的重要研究方向和發(fā)展趨勢。此外,值得一提的是現(xiàn)在國內(nèi)常見近海監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵設備和技術(shù)大多都來自發(fā)達國家,其發(fā)展和建設都受到壟斷和制約,站在長遠角度思考,研究和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的近海監(jiān)控系統(tǒng),具有十分重要的意義。本文圍繞上述問題,對近海監(jiān)控系統(tǒng)的核心多源信息融合算法進行了研究,并利用實測數(shù)據(jù)對相關(guān)算法進行驗證,同時結(jié)合項目的具體需求,完成了近海監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)。主要工作和貢獻如下:1、數(shù)據(jù)預處理階段,采用基于非合作目標的多傳感器系統(tǒng)誤差配準算法對多部雷達間的系統(tǒng)誤差進行校準,通過高斯-克呂格投影將船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)與雷達航跡統(tǒng)一到公共直角坐標系中,并利用線性外推解決各傳感器航跡信息更新異步問題;2、航跡關(guān)聯(lián)階段,提出了修正的MK-NN航跡關(guān)聯(lián)算法,在原來MK-NN算法基礎(chǔ)上增加航跡關(guān)聯(lián)評價指標,有效解決了密集多目標環(huán)境下的關(guān)聯(lián)多義性問題;研究了雙門限模糊綜合決策航跡關(guān)聯(lián)算法,采用雙門限邏輯準則來管理航跡級別的升降,有效地實現(xiàn)了復雜多目標環(huán)境下的多雷達航跡快速關(guān)聯(lián);3、航跡融合階段,提出了基于修正的卡爾曼濾波的航跡融合算法,有效地實現(xiàn)協(xié)方差信息不可靠或不可獲得時的多雷達航跡異步融合,并具備平滑濾波功能;4、在目標識別階段,提出了基于AIS信息的合作目標關(guān)聯(lián)識別算法,通過ID分配概率實現(xiàn)雷達航跡與AIS目標的一一匹配,完成雷達航跡中的合作目標識別,輔助態(tài)勢形成;5、在Visual Studio 2010環(huán)境下采用C++編程,結(jié)合實際項目需求,設計并實現(xiàn)了近海監(jiān)控系統(tǒng)軟件。以上提出的算法以及系統(tǒng)軟件,已通過仿真實驗以及雷達、AIS實測數(shù)據(jù)測試,并完成了算法與各系統(tǒng)模塊的功能與性能驗證。證明本文所研究的多源信息融合算法具有有效性、實用性和工程可實現(xiàn)性。
【關(guān)鍵詞】：近海監(jiān)控系統(tǒng) AIS 航跡關(guān)聯(lián) 航跡融合
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)11-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第二章 近海監(jiān)控系統(tǒng)概述15-23
• 2.1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2 多傳感器數(shù)據(jù)源簡介16-20
• 2.2.1 船舶自動識別系統(tǒng)概述16-17
• 2.2.2 多雷達組網(wǎng)系統(tǒng)概述17-19
• 2.2.3 船舶自動識別系統(tǒng)與雷達系統(tǒng)信息融合的必要性19-20
• 2.3 多源信息融合技術(shù)20-22
• 2.3.1 多源信息融合的定義和級別20-21
• 2.3.2 近海監(jiān)控系統(tǒng)中的多源信息融合模型21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 近海監(jiān)控系統(tǒng)中的多源信息融合算法23-40
• 3.1 數(shù)據(jù)預處理23-28
• 3.1.1 系統(tǒng)誤差校準23-25
• 3.1.2 坐標轉(zhuǎn)換25-27
• 3.1.3 時間對準27-28
• 3.2 多源信息航跡關(guān)聯(lián)28-33
• 3.2.1 修正的MK-NN航跡關(guān)聯(lián)算法29-31
• 3.2.2 雙門限模糊綜合評判航跡關(guān)聯(lián)算法31-33
• 3.3 多源信息航跡融合33-38
• 3.3.1 CI（協(xié)方差交叉）融合算法34-35
• 3.3.2 基于修正的卡爾曼濾波的航跡融合算法35-38
• 3.4 基于AIS信息的合作目標關(guān)聯(lián)識別算法38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 實測報文數(shù)據(jù)算法驗證40-60
• 4.1 實測數(shù)據(jù)說明40-48
• 4.1.1 通信報文格式40-46
• 4.1.2 航跡提取46-47
• 4.1.3 信號處理流程47-48
• 4.2 數(shù)據(jù)預處理算法驗證48-50
• 4.2.1 系統(tǒng)誤差校準48-49
• 4.2.2 坐標轉(zhuǎn)換49-50
• 4.3 航跡關(guān)聯(lián)算法驗證50-56
• 4.3.1 改進的MK-NN航跡關(guān)聯(lián)算法驗證51-53
• 4.3.2 雙門限模糊綜合決策航跡關(guān)聯(lián)算法驗證53-56
• 4.4 航跡融合算法驗證56-57
• 4.5 基于AIS信息的合作目標關(guān)聯(lián)識別算法驗證57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 近海監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)60-70
• 5.1 開發(fā)平臺60-61
• 5.1.1 MFC框架技術(shù)60
• 5.1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)60-61
• 5.1.3 GIS開發(fā)技術(shù)61
• 5.2 軟件概述61
• 5.3 軟件功能模塊方案設計61-66
• 5.3.1 數(shù)據(jù)通信功能模塊62-63
• 5.3.2 數(shù)據(jù)處理功能模塊63-64
• 5.3.3 顯示與控制功能模塊64-65
• 5.3.4 數(shù)據(jù)庫功能模塊65-66
• 5.4 外部接口關(guān)系66-67
• 5.5 內(nèi)部接口關(guān)系67-69
• 5.6 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)結(jié)果69
• 5.7 本章小結(jié)69-70
• 第六章 結(jié)束語70-72
• 6.1 全文總結(jié)70
• 6.2 工作展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果77-78

【參考文獻】

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本文編號：1132504