本文關(guān)鍵詞：雷達(dá)與AIS信息融合技術(shù)的研究

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【摘要】：目前,海上船舶的數(shù)量日益增加,導(dǎo)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(guān)注。通常,船舶安全導(dǎo)航是通過使用雷達(dá)和船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System, AIS)實(shí)時(shí)地獲得并處理海上交通信息來實(shí)現(xiàn)的。對獲取的雷達(dá)和AIS信息進(jìn)行融合處理,可以實(shí)現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補(bǔ),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(xiàng)目(合同標(biāo)號：20102942)”進(jìn)行了課題研究并得到這些項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。課題對雷達(dá)和AIS的信息融合技術(shù)進(jìn)行了研究,在船舶航行中有重要的實(shí)際意義。課題的主要研究工作包括以下幾個(gè)部分。首先,在理論上對雷達(dá)與AIS的信息進(jìn)行了描述,敘述了雷達(dá)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(shí),為下一步信息融合處理提供了必要的理論基礎(chǔ)。其次,研究了雷達(dá)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(jìn)行了分析,并且對其優(yōu)缺點(diǎn)以及使用場合進(jìn)行分析比較。在此基礎(chǔ)上分析了雷達(dá)和AIS的分布式信息融合的結(jié)構(gòu)模型。同時(shí),對雷達(dá)和AIS信息融合的基本步驟如坐標(biāo)變換、時(shí)間配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、信息融合中通常采取的方法以及實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了分析。最后,對融合后的誤差分析進(jìn)行仿真驗(yàn)證。然后,對雷達(dá)和AIS信息融合的各個(gè)步驟的C#實(shí)現(xiàn)技術(shù)和過程進(jìn)行詳細(xì)的研究。首先是雷達(dá)和AIS信息的解碼與數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。其次是對解碼后的雷達(dá)和AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括坐標(biāo)變換和時(shí)間校準(zhǔn)兩個(gè)方面。然后是數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),包括對時(shí)間和距離進(jìn)行關(guān)聯(lián)、初關(guān)聯(lián)質(zhì)量因子判決。最后對關(guān)聯(lián)的信息采用基于最小方差原則的統(tǒng)計(jì)加權(quán)平均算法進(jìn)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(dǎo)航服務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：雷達(dá) AIS 航跡關(guān)聯(lián) 信息融合 ECDIS
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(dá)和AIS目標(biāo)信息16-22
• 2.1 雷達(dá)目標(biāo)信息16-17
• 2.1.1 雷達(dá)目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)格式16-17
• 2.1.2 雷達(dá)目標(biāo)信息更新率17
• 2.1.3 雷達(dá)目標(biāo)的測量精度17
• 2.2 AIS目標(biāo)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(dá)與AIS信息融合算法22-37
• 3.1 雷達(dá)與AIS信息融合的目的22
• 3.2 雷達(dá)與AIS信息融合結(jié)構(gòu)模型的選擇22-25
• 3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理25-29
• 3.3.1 雷達(dá)與AIS的坐標(biāo)統(tǒng)一25-28
• 3.3.2 時(shí)間對準(zhǔn)算法28-29
• 3.4 信息關(guān)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(dá)與AIS信息融合算法研究平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)37-56
• 4.1 開發(fā)環(huán)境37
• 4.2 信息融合的設(shè)計(jì)框圖37-39
• 4.3 功能模塊的實(shí)現(xiàn)39-52
• 4.3.1 雷達(dá)信息的解碼40-41
• 4.3.2 AIS信息的解碼41-45
• 4.3.3 雷達(dá)信息和AIS信息的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)45-48
• 4.3.4 時(shí)間配準(zhǔn)48-49
• 4.3.5 關(guān)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(biāo)系轉(zhuǎn)為平面坐標(biāo)系52-54
• 4.4.2 投影坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為屏幕坐標(biāo)系54
• 4.4.3 極坐標(biāo)到地理坐標(biāo)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(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)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(xiàn)】

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本文編號：535933