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基于AIS/雷达融合信息的船舶避碰终端设计与实现
| 论文题名： | 基于AIS/雷达融合信息的船舶避碰终端设计与实现 |
| 关键词： | 船舶;AIS系统;航海雷达;信息融合;避碰原理;终端设计;人机交互界面 |
| 摘要： | 经济的全球化和世界贸易量的大幅增加推动了国际航海业的迅猛发展,船舶的速度、数量、吨位与水域交通密度都在不断增加,导致航海事故频繁发生,这给航行安全和海洋环境造成了巨大的威胁。随着智能科技和信息产业化技术在航海领域的发展及应用,海上通信导航设备的种类和性能都在不断增加、提高,新兴助航设备船舶自动识别系统AIS和传统航海雷达是当下船上配备最多的两类安全助航设备,它们各有技术上的优、缺点,而且它们提供的信息存在互补性和冗余性,将两者结合起来,则可实现各自技术缺陷的互补。研发基于AIS与雷达融合信息的船舶安全助航系统,可以有效的解决单一导航设备目标识别不准确与目标信息不丰富的问题,从而提高目标识别的准确性和目标跟踪的精度,进而实现船舶航行安全自动化,减轻船员的劳作强度及心理负担,确保海上人、船、货物安全。 本文首先分析了AIS和雷达的电文格式,并完成了相关的数据处理工作,包括AIS和雷达数据电文的提取、数据的正确性与完整性检验、数据解码以及数据融合;其次根据相关的航海知识和海员的通常做法,通过对船舶避碰原理和船舶避碰规则的研究,对船舶避碰的过程、船舶避碰的阶段以及本船和目标船的会遇态势进行了详细划分,并给出了不同会遇局面下,让路船应采取的避碰行动策略及避碰行动幅度;然后基于融合后的数据,运用改进的模糊数学理论,建立了船舶避碰模型和船舶碰撞危险度评价模型;最后在所建立的模型基础上,设计并实现了一个基于AIS/雷达融合信息的船舶避碰终端系统。 本设计选用PC/104总线SCM/SPT2C模块构建系统的硬件开发环境,并运用软件工程理论的相关知识,采用面向对象的程序设计思想,对系统的软件进行了模块化设计,用C++高级语言完成了应用程序的编写,然后利用图形界面开发工具Tilcon设计了船舶避碰终端的人机交互界面,最后基于VxWorks操作平台对船舶避碰终端系统进行了实现。运行结果表明,该终端系统不但能够在屏幕上实时的对本船信息、目标船信息以及会遇两船的相对运动信息以图形化的方式进行显示,而且能够及时的响应用户对本船及会遇目标船航行信息的查询、插入和删除等操作,实现了高效的人机交互功能,同时使用Tilcon开发的用户界面具有操作方便、视觉美观等特点,本文研究的内容具有一定的工程应用价值。 |
| 作者： | 吴红双 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 刘鹰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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