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基于信息融合技术的无人驾驶船舶信息模块设计
| 论文题名： | 基于信息融合技术的无人驾驶船舶信息模块设计 |
| 关键词： | 无人驾驶船舶;信息模块设计;信息融合;定位技术;跟踪雷达 |
| 摘要： | 伴随着海运事业的快速发展，运输船舶数量的不断增加，船舶碰撞事故发生率也越来越高，搜救问题日趋严峻。无人驾驶船舶能够在极端恶劣的海域环境中执行救援任务，具有极大的应用前景。 为了进一步提高无人驾驶船舶的功能性，需要对船载多传感器进行信息融合处理，为船舶操纵控制决策提供更准确可靠的数据来源。本文以交通运输部海事局科技项目为依托，重点对信息融合技术在无人驾驶船舶平台中的应用进行研究。 首先，对无人驾驶船舶的信息采集与融合子系统进行设计，并对其所承载的信息采集和融合处理功能进行分析，确定功能实现方案。 其次，依据信息采集方案，对信息采集板进行设计，最终确定以工业控制计算机为核心、STM32-F103C8T6为信息采集板主芯片、CAN总线为传输通道的一对一信息采集模式。 再次，依据信息融合方案，对雷达跟踪算法进行研究，并对船舶跟踪中所常用的滤波算法进行仿真效果对比，最终选择滤波效果更好的变系数α-β滤波算法作为本文雷达跟踪滤波算法。根据雷达跟踪理论和船舶航行特点，制定雷达跟踪算法实现方案，并对其跟踪效果进行仿真。 最后，根据信息融合理论，对无人驾驶船舶中AIS和雷达的信息融合预处理和数据融合方法进行研究，对其中所涉及的算法依据船舶航行特点进行选择，确定了基于目标位置数据的航迹相关算法和加权数据融合算法，并对加权数据融合算法中AIS和雷达的权值系数进行推导，最后通过仿真实验验证该算法。 本文以无人驾驶船舶控制平台中的信息采集与融合处理子系统设计为导向，针对控制平台中AIS与雷达的信息融合问题展开研究，以信息采集与融合子系统为基础，设计完成了AIS与雷达的信息融合算法，并通过仿真验证该算法相对单一传感器，能够提高数据精度，减小数据波动。 |
| 作者： | 张兰鹏 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 郭建明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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