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多源信息融合技术在VTS中的应用

孙延东  
【摘要】:经济全球化的迅速发展,导致大量工业制成品等适箱货源的增加,使得海运的主导地位和作用仍将是其他运输方式不可替代的。为了更好的为船舶提供助航服务、交通组织服务,有效监管船舶动态,减少水上交通事故,VTS系统在我国海事部门获得广泛应用。但我国的VTS系统严重依赖进口,目前国内的市场和技术几乎被欧洲的SIGNALIS公司所垄断,因此研制具有自主知识产权的成套VTS系统就显得十分必要。 进口的VTS9760、VTS9770以及SIGNALIS公司最新推出SYTAR系统应用在我国长江这种水运环境复杂的内河航道以及大运输量港口,还是会出现目标船舶与AIS提供的船名、吃水等静态信息关联错误的现象。 为研发一整套拥有自主知识产权的国产VTS,冲破国际VTS系统研发商对我国船舶交通服务系统的技术垄断。本文从多传感器数据融合领域开展研究,从而运用到我国国产VTS系统的开发中。论文提出将雷达覆盖区域进行区域分割,采取分块关联判断的策略。使用改进的多因素模糊综合航迹关联算法对整个监控区域内接收到的AIS信息和雷达观测到的目标航迹信息,进行航迹关联判断。算法采用卡尔曼滤波减小噪声干扰并在假设以实现目标跟踪的前提下预测目标在下一时刻的状态最优值。采用模糊数学中的Z型隶属度分布作为隶属度函数对雷达和AIS信息进行隶属度计算。为考证算法的可靠、有效性,论文选择MATLAB做建模仿真并给出了最终的实验结果图。 针对多个雷达交汇区域内的目标航迹融合,本文对加权平均融合算法和交叉协方差融合算法进行了比较。并结合kalman滤波及PDA算法提出改进的航迹融合算法kalPDA算法。论文最后还提出了一些在信息融合基础之上的拓展应用,以提高国产VTS在实际船舶监管中的实用性。


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