本文關鍵詞：雷達與AIS信息融合技術的研究

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【摘要】：目前,海上船舶的數(shù)量日益增加,導致海上交通也越來越繁忙,隨之引起海上交通事故的頻繁發(fā)生,因此船舶航行的安全性問題引起越來越多的關注。通常,船舶安全導航是通過使用雷達和船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System, AIS)實時地獲得并處理海上交通信息來實現(xiàn)的。對獲取的雷達和AIS信息進行融合處理,可以實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補,從而為船舶航行的安全提供了保證。本課題結(jié)合“宜昌VTS工程枝城大橋和巴東水域VTS站項目(合同標號：20102942)”進行了課題研究并得到這些項目的經(jīng)費支持。課題對雷達和AIS的信息融合技術進行了研究,在船舶航行中有重要的實際意義。課題的主要研究工作包括以下幾個部分。首先,在理論上對雷達與AIS的信息進行了描述,敘述了雷達數(shù)據(jù)的格式、更新率和測量精度以及AIS信息的分類、AIS信息的更新率以及數(shù)據(jù)格式等基本理論知識,為下一步信息融合處理提供了必要的理論基礎。其次,研究了雷達和AIS信息融合的算法。對融合的目的、多傳感器融合的三種結(jié)構(gòu)模型進行了分析,并且對其優(yōu)缺點以及使用場合進行分析比較。在此基礎上分析了雷達和AIS的分布式信息融合的結(jié)構(gòu)模型。同時,對雷達和AIS信息融合的基本步驟如坐標變換、時間配準、數(shù)據(jù)關聯(lián)、信息融合中通常采取的方法以及實現(xiàn)原理進行了分析。最后,對融合后的誤差分析進行仿真驗證。然后,對雷達和AIS信息融合的各個步驟的C#實現(xiàn)技術和過程進行詳細的研究。首先是雷達和AIS信息的解碼與數(shù)據(jù)庫存儲。其次是對解碼后的雷達和AIS數(shù)據(jù)進行預處理,包括坐標變換和時間校準兩個方面。然后是數(shù)據(jù)關聯(lián),包括對時間和距離進行關聯(lián)、初關聯(lián)質(zhì)量因子判決。最后對關聯(lián)的信息采用基于最小方差原則的統(tǒng)計加權(quán)平均算法進行合并處理。最后,基于Visual Studio 2010開發(fā)軟件的C#語言編程開發(fā)環(huán)境,把融合算法加載到ECDIS(：電子海圖顯示與信息系統(tǒng))上顯示,在海圖上顯示具體船舶信息以及融合結(jié)果,可以更好的為船舶航行安全提供導航服務。
【關鍵詞】：雷達 AIS 航跡關聯(lián) 信息融合 ECDIS
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U675.7;TN959.7
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景及研究意義10-13
• 1.1.1 研究背景10-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 雷達和AIS目標信息16-22
• 2.1 雷達目標信息16-17
• 2.1.1 雷達目標航跡數(shù)據(jù)格式16-17
• 2.1.2 雷達目標信息更新率17
• 2.1.3 雷達目標的測量精度17
• 2.2 AIS目標信息17-20
• 2.2.1 AIS的信息分類17-18
• 2.2.2 AIS信息更新率18-19
• 2.2.3 AIS數(shù)據(jù)格式19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-22
• 第3章 雷達與AIS信息融合算法22-37
• 3.1 雷達與AIS信息融合的目的22
• 3.2 雷達與AIS信息融合結(jié)構(gòu)模型的選擇22-25
• 3.3 數(shù)據(jù)預處理25-29
• 3.3.1 雷達與AIS的坐標統(tǒng)一25-28
• 3.3.2 時間對準算法28-29
• 3.4 信息關聯(lián)算法29-32
• 3.5 信息融合算法與誤差分析32-36
• 3.5.1 信息融合算法32-34
• 3.5.2 誤差分析34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 雷達與AIS信息融合算法研究平臺的設計與實現(xiàn)37-56
• 4.1 開發(fā)環(huán)境37
• 4.2 信息融合的設計框圖37-39
• 4.3 功能模塊的實現(xiàn)39-52
• 4.3.1 雷達信息的解碼40-41
• 4.3.2 AIS信息的解碼41-45
• 4.3.3 雷達信息和AIS信息的數(shù)據(jù)庫存儲45-48
• 4.3.4 時間配準48-49
• 4.3.5 關聯(lián)判斷49-50
• 4.3.6 信息融合50-52
• 4.4 ECDIS顯示52-55
• 4.4.1 地理坐標系轉(zhuǎn)為平面坐標系52-54
• 4.4.2 投影坐標系轉(zhuǎn)為屏幕坐標系54
• 4.4.3 極坐標到地理坐標的轉(zhuǎn)換54
• 4.4.4 融合顯示界面54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文60-61
• 致謝61-62
• 作者簡介62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：535933