發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 11:15

  本文關(guān)鍵詞：ISAR與AIS航跡融合及基于ISAR圖像的船目標(biāo)長度估計(jì)方法研究

  更多相關(guān)文章： ISAR AIS 航跡融合 HRRP ISAR二維像 船長估計(jì)

【摘要】：逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)作為高分辨成像雷達(dá),不僅能提供目標(biāo)的方位、距離信息,而且能獲得目標(biāo)的高分辨距離像(HRRP)以及二維像,其中都包含了目標(biāo)的長度信息,極大地豐富了對(duì)目標(biāo)信息的獲取,可以用來輔助海上船舶的安全航行;船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)作為一種新型的船舶輔助航行系統(tǒng),能提供船舶的位置、海上船舶識(shí)別碼、船舶長度、吃水深度等信息,對(duì)于海上船舶的安全航行起到了很大作用。然而,這兩種輔助航行手段都有一定缺陷,因此將兩種輔助航行方式的信息進(jìn)行融合,能更好得幫助海上船舶安全航行。本文主要研究內(nèi)容有三個(gè):一是ISAR和AIS的航跡融合;二是基于ISAR一維距離像和二維像的目標(biāo)船長估計(jì),并將得出的結(jié)果與已關(guān)聯(lián)AIS中的船長信息進(jìn)行融合,給出一個(gè)定性的船舶類型的判定;三是對(duì)上述兩種算法用C++語言實(shí)現(xiàn)工程化,應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中。首先,本文介紹了AIS系統(tǒng)的工作原理、ISAR對(duì)于船舶目標(biāo)的轉(zhuǎn)臺(tái)成像原理及距離-多普勒(RD)成像算法以及ISAR像去噪等相關(guān)知識(shí)。分析了AIS以及ISAR在輔助航行中各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),ISAR對(duì)船舶目標(biāo)成像過程中圖像噪聲的產(chǎn)生原因以及抑制方法。其次,本文提出了一種ISAR和AIS的航跡融合的算法。包括航跡數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、時(shí)間統(tǒng)一、關(guān)聯(lián)判定,關(guān)聯(lián)信息融合,并用仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)在Matlab和VS2005平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證,分析融合結(jié)果。再次,本文分別研究了基于ISAR一維距離像和二維像的目標(biāo)船長估計(jì)的算法,包括圖像的預(yù)處理,長度信息提取算法以及結(jié)果的融合準(zhǔn)則,并用仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證,分析結(jié)果誤差。最后,本文用C++語言在VS2005平臺(tái)上對(duì)上述算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中,并對(duì)軟件的工程化進(jìn)行了介紹,包括設(shè)計(jì)概要、軟件模塊說明、測試細(xì)則等。
【關(guān)鍵詞】：ISAR AIS 航跡融合 HRRP ISAR二維像 船長估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況11-14
• 1.2.1 AIS與雷達(dá)信息融合研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 ISAR船舶目標(biāo)成像以及目標(biāo)長度提取研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 主要內(nèi)容14-16
• 第2章 AIS系統(tǒng)和ISAR艦船目標(biāo)成像介紹16-34
• 2.1 引言16
• 2.2 AIS系統(tǒng)介紹16-18
• 2.3 ISAR成像原理及算法18-21
• 2.3.1 ISAR的轉(zhuǎn)臺(tái)成像原理18-20
• 2.3.2 距離-多普勒算法20-21
• 2.4 艦船目標(biāo)模型及成像21-26
• 2.4.1 艦船散射點(diǎn)幾何模型21
• 2.4.2 艦船的運(yùn)動(dòng)方程21-24
• 2.4.3 仿真結(jié)果24-26
• 2.5 海雜波對(duì)ISAR成像的影響及其抑制方法26-32
• 2.5.1 海雜波統(tǒng)計(jì)模型26-27
• 2.5.2 海雜波對(duì)ISAR成像效果的影響27-29
• 2.5.3 海雜波的抑制29-32
• 2.6 ISAR像條紋噪聲產(chǎn)生原因以及消除32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第3章 ISAR與AIS航跡融合34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 多傳感器數(shù)據(jù)融合簡介34
• 3.3 航跡數(shù)據(jù)的預(yù)處理34-38
• 3.3.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換35-37
• 3.3.2 數(shù)據(jù)粗篩選37
• 3.3.3 時(shí)間配準(zhǔn)37-38
• 3.4 航跡關(guān)聯(lián)判定38-40
• 3.4.1 航跡粗關(guān)聯(lián)判定38-39
• 3.4.2 航跡細(xì)關(guān)聯(lián)判定39-40
• 3.5 航跡融合40
• 3.6 仿真驗(yàn)證40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-44
• 第4章 基于ISAR圖像信息的船長估計(jì)44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 基于一維距離像的目標(biāo)船長估計(jì)44-49
• 4.2.1 歸一化閾值法估計(jì)目標(biāo)徑向投影長度45-46
• 4.2.2 目標(biāo)真實(shí)長度估計(jì)46
• 4.2.3 仿真驗(yàn)證46-49
• 4.3 基于ISAR二維像的船長估計(jì)49-54
• 4.3.1 圖像預(yù)處理49-50
• 4.3.2 確定船體中心線50-51
• 4.3.3 目標(biāo)船長提取51-54
• 4.4 船長估計(jì)結(jié)果的融合54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 算法的軟件實(shí)現(xiàn)56-67
• 5.1 引言56
• 5.2 MFC簡介56-57
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)說明57-64
• 5.3.1 功能概述57-58
• 5.3.2 設(shè)計(jì)方案58
• 5.3.3 設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)58-64
• 5.4 軟件可靠性和軟件測試64-66
• 5.4.1 軟件可靠性64-65
• 5.4.2 軟件測試65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1088495