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原文传递雷达与AIS数据融合算法研究

论文题名：	雷达与AIS数据融合算法研究
关键词：	船舶自动识别系统;导航雷达;数据融合;时空配准;野值剔除
摘要：	随着经济全球化的发展，海洋运输行业的发展比以往任何一个时期都有显著的提高，尤其在一些重要的港口船舶的密度更大。虽然国际海事组织对船舶的航行制定了很多的航行规则，但是船舶碰撞事件屡有发生，给社会经济以及自然环境带来了很不利的影响，并且在碰撞以后很难界定主要的责任方。雷达在传统船舶导航系统中起到了重要的作用，但是雷达容易受到环境和地形的影响。因此需要新兴的舰船导航设备来弥补雷达的不足。船舶自动识别系统(简称AIS)的出现为船舶导航定位提供了新的思路。AIS所提供的信息不会受地形以及环境的影响，在海事VHF频段无需人工干预的情况下，可以自动的收发船舶之间的静态信息及动态信息，同时能够与岸基基站进行信息交互。　　雷达属于主动式探测，而AIS属于被动式探测，雷达与AIS的优势互补是船舶航运技术一个趋势。雷达与AIS之间存在着信息冗余，这些冗余信息如果不能得到很好的处理，不仅会增加相关显示设备的投入，也会使船舶操作人员对其信息感到困惑。因此本文对雷达与AIS的数据融合方法及船舶碰撞威胁度的算法进行了深入研究。　　本文首先介绍了课题的背景、研究意义、信息融合相关技术的国内外研究现状及论文主要研究内容；其次对导航雷达与船舶自动识别系统的基本理论进行了简要描述，为后续研究工作奠定了基础；接着论述了数据融合的相关理论和ER理论。　　研究了雷达与AIS数据融合算法，包括：采用时空配准及野值剔除技术进行融合数据预处理、雷达与AIS航迹的粗相关、多因素模糊综合决策的航迹关联算法，在基于加权协方差融合算法的基础上，提出了一种改进的雷达与AIS航迹融合算法，提高算法的执行效率。　　研究了船舶碰撞威胁度估计算法，分析了COLREGs规则，给出了一种改进的多指标综合评估方法，研究了利用ER理论对融合处理后的数据进行船舶碰撞威胁度的评估方法并给出了算法操作流程；最后通过仿真试验分别对本文研究的雷达与AIS航迹融合算法及船舶碰撞威胁度的评估方法进行仿真验证，验证算法的可行性。
作者：	王晨曦
专业：	控制科学与工程
导师：	周卫东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文