本文關鍵詞：基于雷達與AIS信息質量的融合算法的研究　出處：《大連海事大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 雷達 AIS 航跡關聯 信息融合

【摘要】：AIS作為一種助航系統(tǒng),在有差分處理功能時定位精度高,并且通信手段可靠,因此在改善船舶航行安全方面發(fā)揮著巨大作用,但它只能接收船舶上裝有AIS并且設備處于正常工作狀態(tài)的船舶信息。而雷達雖然測量精度不高、在障礙物遮擋時探測能力受限,但對船舶周圍的航行環(huán)境具有自主的、比較全面的監(jiān)測能力,其功能仍是無法被替代的�？紤]到AIS和雷達具有各自的優(yōu)缺點,并且能夠優(yōu)勢互補。因此,將AIS與雷達航跡信息進行融合處理具有很高的應用價值。本文首先分析了雷達和AIS目標信息的特點以及兩者進行信息融合的必要性,并詳細研究了表征雷達和AIS航跡信息質量的因素。從而為下一步充分利用雷達和AIS的信息特點來實現高效、準確的航跡融合提供了理論基礎。其次對雷達與AIS航跡信息預處理中的時間對準方法進行了詳細研究,并通過matlab仿真實驗對幾種常用插值算法的適用情況及各自的優(yōu)缺點進行了分析。在此基礎上本文提出了距離-速度航跡段關聯算法并對算法的實用性與有效性進行了驗證。對于已經確定關聯的目標在充分考慮了影響雷達和AIS跟蹤精度和可靠性因素的前提下,確定了自適應加權融合算法的最優(yōu)加權因子,提出了基于最小均方誤差準則下的自適應加權融合算法,并利用matlab仿真驗證了該融合算法的有效性。最后在VS 2010的開發(fā)環(huán)境下,利用C#編程語言建立了雷達與AIS目標信息融合系統(tǒng),主要包括對數據庫中存儲的大量雷達與AIS數據的預處理、航跡關聯和航跡的融合等三大模塊。最終使雷達與AIS對運動目標的跟蹤軌跡在所建立的直角坐標系下顯示,并將確定關聯的雷達和AIS目標繪制融合符號。
[Abstract]:As a navigational aid system, AIS has high positioning accuracy and reliable communication means when it has differential processing function, so it plays a great role in improving ship navigation safety. However, it can only receive ship information equipped with AIS and equipment in normal working condition. Although radar has low measurement accuracy and limited detection ability when obstructing obstacles, it has independent and comprehensive monitoring ability for the surrounding environment of ships, and its function is still not able to be replaced. It is considered that AIS and radar have their own advantages and disadvantages and can be complementary to each other. Therefore, the fusion of AIS and radar track information is of high application value. This paper first analyzes the characteristics of radar and AIS target information and the necessity of information fusion between them, and studies the factors that represent the quality of radar and AIS track information in detail. It provides a theoretical basis for the next step to make full use of the information characteristics of radar and AIS to achieve efficient and accurate track fusion. Secondly, the time alignment method in radar and AIS track information preprocessing is studied in detail, and the applicability and advantages and disadvantages of several commonly used interpolation algorithms are analyzed through MATLAB simulation experiments. On this basis, a distance velocity track segment association algorithm is proposed and the practicability and effectiveness of the algorithm are verified. To have identified targets in full consideration of the premise factors of radar and AIS tracking accuracy and reliability, determine the optimal weighted factor adaptive weighted fusion algorithm, proposed an adaptive weighted least mean square error criterion fusion algorithm based on MATLAB, and use simulation to verify the validity of the fusion algorithm. Finally, in the development environment of VS 2010, we use C# programming language to establish radar and AIS target information fusion system, which mainly includes three modules, which are large amounts of radar and AIS data stored in database, track association and track fusion. Finally, the tracking trajectory of radar and AIS for moving targets is displayed in the rectangular coordinate system, and the associated radar and AIS targets are plotted to draw fusion symbols.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN95;U675.7

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本文編號：1340342