VTS多傳感跟蹤與信息處理技術(shù)的研究
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【摘要】:船舶交通管理系統(tǒng)(Vessel Traffic Services,以下簡(jiǎn)稱VTS)是集現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的多技術(shù)融合與集成的水上交通管理電子信息應(yīng)用系統(tǒng),其主要功能是對(duì)水域中的船舶提供信息服務(wù)、助航服務(wù)和交通組織服務(wù),以及協(xié)助進(jìn)行聯(lián)合服務(wù)和應(yīng)急服務(wù)等。 然而,我國(guó)所有已建VTS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)全部是國(guó)外產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)VTS設(shè)備市場(chǎng)幾乎被國(guó)外廠商所壟斷,不僅耗費(fèi)大量的外匯,且維護(hù)不便,受制于人;同時(shí),還嚴(yán)重制約了我國(guó)船舶電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并對(duì)國(guó)家信息安全造成了重大隱患。為了打破國(guó)外供應(yīng)商的壟斷地位,擺脫對(duì)國(guó)外VTS產(chǎn)品設(shè)備的依賴,保障國(guó)家信息安全,打造先進(jìn)的國(guó)產(chǎn)VTS系統(tǒng),已成為我國(guó)水上交通建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。 首先,本文針對(duì)VTS系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)之一,多傳感跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究。在對(duì)卡爾曼濾波KF和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)NN算法深入研究的基礎(chǔ)上,提出了針對(duì)多傳感器多目標(biāo)信息融合和目標(biāo)跟蹤預(yù)測(cè)濾波的“最近鄰卡爾曼濾波(NNKF)算法”,并用該算法實(shí)現(xiàn)了VTS中跟蹤目標(biāo)軌跡列表的更新功能。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了NNKF算法的預(yù)測(cè)濾波與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)具有誤差率小和計(jì)算速度快的良好性能,從而使目標(biāo)跟蹤比較穩(wěn)定連續(xù)。 然后,根據(jù)國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目的總體技術(shù)要求,對(duì)VTS綜合信息處理技術(shù)進(jìn)行了研究和原型實(shí)現(xiàn),其中包括:雷達(dá)視頻的接收與轉(zhuǎn)發(fā)、跟蹤軌跡信息的接收與發(fā)送、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)屬性修改、模擬目標(biāo)以及發(fā)送報(bào)警信息等功能。 最后,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)VTS需要進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享的現(xiàn)狀,討論了WebServices技術(shù)在不同VTS聯(lián)網(wǎng)、信息交換、資源共享方面的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】:NNKF 目標(biāo)跟蹤 Web Services 國(guó)產(chǎn)VTS
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:U692;U675.7
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-8
- 目錄8-12
- 第1章 緒論12-16
- 1.1 課題研究背景12
- 1.2 課題研究意義12-13
- 1.3 論文研究?jī)?nèi)容與重點(diǎn)13-14
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-16
- 第2章 本課題相關(guān)技術(shù)介紹16-30
- 2.1 VTS系統(tǒng)組成16-17
- 2.2 多傳感器信息融合理論概述17-24
- 2.2.1 多傳感器信息融合定義和基本原理17-19
- 2.2.2 多傳感器信息融合的分類19
- 2.2.3 信息融合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-22
- 2.2.4 多傳感器信息融合功能模型22-23
- 2.2.5 多傳感器信息融合一般方法23-24
- 2.3 多目標(biāo)跟蹤技術(shù)24-26
- 2.3.1 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)24-25
- 2.3.2 狀態(tài)估計(jì)25-26
- 2.4 Web Services技術(shù)26-29
- 2.4.1 Web Services介紹26-27
- 2.4.2 簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議SOAP27
- 2.4.3 Web服務(wù)描述語言WSDL27-28
- 2.4.4 統(tǒng)一描述,發(fā)現(xiàn)和集成UDDI28
- 2.4.5 Web Services體系架構(gòu)28-29
- 2.5 本章小結(jié)29-30
- 第3章 多傳感跟蹤技術(shù)研究30-55
- 3.1 多目標(biāo)跟蹤30-33
- 3.1.1 多目標(biāo)跟蹤原理30-31
- 3.1.2 多目標(biāo)跟蹤要素31-32
- 3.1.3 多目標(biāo)跟蹤處理流程32-33
- 3.1.4 同一鄰域多目標(biāo)解決過程33
- 3.2 卡爾曼濾波33-36
- 3.2.1 濾波的本質(zhì)33-34
- 3.2.2 卡爾曼濾波及相關(guān)原理34-36
- 3.3 最近鄰(NN)算法36-38
- 3.4 NNKF算法38-42
- 3.4.1 選擇NNKF算法的原因38-39
- 3.4.2 NNKF算法描述39-41
- 3.4.3 NNKF算法信息流41-42
- 3.5 多雷達(dá)傳感器多目標(biāo)跟蹤與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)過程42-48
- 3.5.1 多雷達(dá)傳感器多目標(biāo)跟蹤信息流42-43
- 3.5.2 傳感器參數(shù)43-44
- 3.5.3 數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換44
- 3.5.4 跟蹤門44-45
- 3.5.5 測(cè)量軌跡關(guān)聯(lián)和軌跡更新45-46
- 3.5.6 軌跡初始化46
- 3.5.7 推斷軌跡到下一傳感器的FOV(視場(chǎng))46-47
- 3.5.8 推斷軌跡到下一圈掃描47
- 3.5.9 軌跡管理47-48
- 3.6 NNKF與PDAF實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較48-54
- 3.6.1 PDAF算法48-49
- 3.6.2 性能評(píng)估49-50
- 3.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-54
- 3.6.4 結(jié)果與討論54
- 3.7 本章小結(jié)54-55
- 第4章 VTS綜合信息處理功能詳細(xì)設(shè)計(jì)與原型實(shí)現(xiàn)55-83
- 4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)55-56
- 4.2 視頻接收與轉(zhuǎn)發(fā)56-60
- 4.2.1 視頻接收與轉(zhuǎn)發(fā)功能設(shè)計(jì)56-57
- 4.2.2 視頻接收與轉(zhuǎn)發(fā)具體實(shí)現(xiàn)57-60
- 4.3 目標(biāo)信息接收與發(fā)送60-63
- 4.3.1 目標(biāo)信息接收與發(fā)送功能設(shè)計(jì)60-61
- 4.3.2 目標(biāo)信息接收與發(fā)送功能具體實(shí)現(xiàn)61-63
- 4.4 目標(biāo)識(shí)別功能63-64
- 4.4.1 目標(biāo)識(shí)別功能設(shè)計(jì)63
- 4.4.2 目標(biāo)識(shí)別功能具體實(shí)現(xiàn)63-64
- 4.5 目標(biāo)屬性修改功能64-66
- 4.5.1 目標(biāo)屬性修改功能設(shè)計(jì)64-65
- 4.5.2 目標(biāo)屬性修改功能具體實(shí)現(xiàn)65-66
- 4.6 模擬目標(biāo)功能66-68
- 4.6.1 模擬目標(biāo)功能設(shè)計(jì)66-67
- 4.6.2 模擬目標(biāo)功能具體實(shí)現(xiàn)67-68
- 4.7 發(fā)送報(bào)警信息68-70
- 4.7.1 發(fā)送報(bào)警信息功能設(shè)計(jì)68
- 4.7.2 計(jì)算CPA/ETA68
- 4.7.3 報(bào)警類型與報(bào)警規(guī)則68-70
- 4.8 原型實(shí)現(xiàn)70-82
- 4.8.1 軟硬件環(huán)境70-71
- 4.8.2 系統(tǒng)源文件71-73
- 4.8.3 系統(tǒng)UML類圖73-78
- 4.8.4 系統(tǒng)主要代碼78-82
- 4.9 本章小結(jié)82-83
- 第5章 Web Services技術(shù)在VTS中的應(yīng)用83-88
- 5.1 Web Serv-es技術(shù)在VTS中的應(yīng)用83-84
- 5.2 Web Services開發(fā)平臺(tái)選擇84-85
- 5.3 Web Services技術(shù)在VTS中的應(yīng)用意義85-86
- 5.4 警報(bào)信息Web Services封裝86-87
- 5.5 本章總結(jié)87-88
- 第6章 總結(jié)與展望88-90
- 6.1 論文工作總結(jié)88
- 6.2 下一步研究工作88-90
- 參考文獻(xiàn)90-93
- 致謝93
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:VTS多傳感跟蹤與信息處理技術(shù)的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):287858
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