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船用导航雷达场景模拟与目标关联技术研究
| 论文题名： | 船用导航雷达场景模拟与目标关联技术研究 |
| 关键词： | 船用导航雷达;场景模拟;目标关联;状态评估;轨迹相似性度量 |
| 摘要： | 目标关联是多源目标信息融合的基础，船用导航雷达场景模拟为目标关联提供了研究环境和测试平台。本论文基于智能船舶和e-航海战略对船舶多源信息的集成和处理的需求，深入研究了船用雷达场景模拟和目标关联技术，对智能船舶的研究和海上电子信息产业升级有重要意义。 能否对目标航行状况的动态数据进行多方面评估影响着雷达场景模拟的精确性，而在目标数量众多且有航行会遇的情况下，目标关联的正确率面临着巨大的挑战。本文从海上目标航行状态评估以及目标关联存在的痛点出发，首先分析目标关联所需要的研究环境，为实现多方位、实时且动态地评估海上目标航行状态，研究目标运动参数，利用航位推算、墨卡托投影以及陆标定位算法，建立目标动态数据生成模型，从而对目标航行过程中的经纬度、相对距离和相对方位等数据进行多方位的仿真，实现不同场景下的目标航行状况模拟；然后分析船用导航雷达目标和船舶自动识别系统（AutomaticIdentifictionSystem，AIS）目标信息的可关联性，建立目标关联模型，综合考虑目标航行时的航速、航向以及目标之间的相对距离和相对方位等因素，利用轨迹相似性度量，提出多维Hausdorff距离算法，结合目标历史航迹判断雷达目标与AIS目标是否关联。 随后，本文对船用导航雷达场景模拟方法进行仿真分析，设计多种不同航行状态的目标运动场景，多方位地验证目标动态数据生成模型的精确度。实验结果表明，雷达场景模拟方法可以全面地评估目标航行状态，精确地模拟多种目标运动场景，为目标关联提供了便捷的测试平台。 最后，本文对目标关联算法进行仿真分析，基于船用导航雷达场景模拟，设计目标密集且交叉的航行场景，验证目标关联算法的关联正确率。实验结果表明，基于多维Hausdorff距离的目标关联算法可以较好地解决目标密集情况下的多关联、错关联和漏关联问题，可有效提升智能船舶的多源信息融合效果，促进海上电子信息产业的数字化和智能化升级。 本论文的内容得到了交通运输部海事局科技项目“IMOe-航海战略和中国e-航海战略发展”（2016-04）项目的支持。 |
| 作者： | 王千文 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 胡青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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