VTS多传感跟踪与信息处理技术的研究

发布时间：2017-04-05 23:12

  本文关键词：VTS多传感跟踪与信息处理技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services,以下简称VTS)是集现代雷达技术、通信技术、计算机网络技术、信息处理技术于一体的多技术融合与集成的水上交通管理电子信息应用系统,其主要功能是对水域中的船舶提供信息服务、助航服务和交通组织服务,以及协助进行联合服务和应急服务等。 然而,我国所有已建VTS系统的关键技术全部是国外产品,国内VTS设备市场几乎被国外厂商所垄断,不仅耗费大量的外汇,且维护不便,受制于人；同时,还严重制约了我国船舶电子产业的发展并对国家信息安全造成了重大隐患。为了打破国外供应商的垄断地位,摆脱对国外VTS产品设备的依赖,保障国家信息安全,打造先进的国产VTS系统,已成为我国水上交通建设的当务之急。 首先,本文针对VTS系统国产化的关键技术之一,多传感跟踪技术进行了研究。在对卡尔曼滤波KF和数据关联NN算法深入研究的基础上,提出了针对多传感器多目标信息融合和目标跟踪预测滤波的“最近邻卡尔曼滤波(NNKF)算法”,并用该算法实现了VTS中跟踪目标轨迹列表的更新功能。通过实验验证了NNKF算法的预测滤波与数据关联具有误差率小和计算速度快的良好性能,从而使目标跟踪比较稳定连续。 然后,根据国产化项目的总体技术要求,对VTS综合信息处理技术进行了研究和原型实现,其中包括：雷达视频的接收与转发、跟踪轨迹信息的接收与发送、目标识别、目标属性修改、模拟目标以及发送报警信息等功能。 最后,针对目前国内VTS需要进行联网和数据共享的现状,讨论了WebServices技术在不同VTS联网、信息交换、资源共享方面的应用。
【关键词】：NNKF 目标跟踪 Web Services 国产VTS
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U692;U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题研究背景12
• 1.2 课题研究意义12-13
• 1.3 论文研究内容与重点13-14
• 1.4 论文组织结构14-16
• 第2章 本课题相关技术介绍16-30
• 2.1 VTS系统组成16-17
• 2.2 多传感器信息融合理论概述17-24
• 2.2.1 多传感器信息融合定义和基本原理17-19
• 2.2.2 多传感器信息融合的分类19
• 2.2.3 信息融合的系统结构19-22
• 2.2.4 多传感器信息融合功能模型22-23
• 2.2.5 多传感器信息融合一般方法23-24
• 2.3 多目标跟踪技术24-26
• 2.3.1 数据关联24-25
• 2.3.2 状态估计25-26
• 2.4 Web Services技术26-29
• 2.4.1 Web Services介绍26-27
• 2.4.2 简单对象访问协议SOAP27
• 2.4.3 Web服务描述语言WSDL27-28
• 2.4.4 统一描述,发现和集成UDDI28
• 2.4.5 Web Services体系架构28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 多传感跟踪技术研究30-55
• 3.1 多目标跟踪30-33
• 3.1.1 多目标跟踪原理30-31
• 3.1.2 多目标跟踪要素31-32
• 3.1.3 多目标跟踪处理流程32-33
• 3.1.4 同一邻域多目标解决过程33
• 3.2 卡尔曼滤波33-36
• 3.2.1 滤波的本质33-34
• 3.2.2 卡尔曼滤波及相关原理34-36
• 3.3 最近邻(NN)算法36-38
• 3.4 NNKF算法38-42
• 3.4.1 选择NNKF算法的原因38-39
• 3.4.2 NNKF算法描述39-41
• 3.4.3 NNKF算法信息流41-42
• 3.5 多雷达传感器多目标跟踪与数据关联过程42-48
• 3.5.1 多雷达传感器多目标跟踪信息流42-43
• 3.5.2 传感器参数43-44
• 3.5.3 数据集转换44
• 3.5.4 跟踪门44-45
• 3.5.5 测量轨迹关联和轨迹更新45-46
• 3.5.6 轨迹初始化46
• 3.5.7 推断轨迹到下一传感器的FOV(视场)46-47
• 3.5.8 推断轨迹到下一圈扫描47
• 3.5.9 轨迹管理47-48
• 3.6 NNKF与PDAF实验结果的比较48-54
• 3.6.1 PDAF算法48-49
• 3.6.2 性能评估49-50
• 3.6.3 实验结果50-54
• 3.6.4 结果与讨论54
• 3.7 本章小结54-55
• 第4章 VTS综合信息处理功能详细设计与原型实现55-83
• 4.1 系统设计55-56
• 4.2 视频接收与转发56-60
• 4.2.1 视频接收与转发功能设计56-57
• 4.2.2 视频接收与转发具体实现57-60
• 4.3 目标信息接收与发送60-63
• 4.3.1 目标信息接收与发送功能设计60-61
• 4.3.2 目标信息接收与发送功能具体实现61-63
• 4.4 目标识别功能63-64
• 4.4.1 目标识别功能设计63
• 4.4.2 目标识别功能具体实现63-64
• 4.5 目标属性修改功能64-66
• 4.5.1 目标属性修改功能设计64-65
• 4.5.2 目标属性修改功能具体实现65-66
• 4.6 模拟目标功能66-68
• 4.6.1 模拟目标功能设计66-67
• 4.6.2 模拟目标功能具体实现67-68
• 4.7 发送报警信息68-70
• 4.7.1 发送报警信息功能设计68
• 4.7.2 计算CPA/ETA68
• 4.7.3 报警类型与报警规则68-70
• 4.8 原型实现70-82
• 4.8.1 软硬件环境70-71
• 4.8.2 系统源文件71-73
• 4.8.3 系统UML类图73-78
• 4.8.4 系统主要代码78-82
• 4.9 本章小结82-83
• 第5章 Web Services技术在VTS中的应用83-88
• 5.1 Web Serv-es技术在VTS中的应用83-84
• 5.2 Web Services开发平台选择84-85
• 5.3 Web Services技术在VTS中的应用意义85-86
• 5.4 警报信息Web Services封装86-87
• 5.5 本章总结87-88
• 第6章 总结与展望88-90
• 6.1 论文工作总结88
• 6.2 下一步研究工作88-90
• 参考文献90-93
• 致谢93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 何友 ,谭庆海;多传感器系统分类研究[J];火力与指挥控制;1988年02期

2 宁葵,滕金芳;新一代的分布式计算技术——Web服务[J];计算机工程;2003年03期

3 王耀南,李树涛;多传感器信息融合及其应用综述[J];控制与决策;2001年05期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 袁克非;组合导航系统多源信息融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

3 张鹤冰;概率假设密度滤波算法及其在多目标跟踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 杨展;单传感器多目标多模型跟踪算法研究[D];南京理工大学;2010年

2 陈春阳;VTS信息采集与雷达视频显示技术的研究[D];大连海事大学;2008年

3 白东炜;多传感器数据融合系统中的目标跟踪技术研究[D];西安电子科技大学;2006年

  本文关键词：VTS多传感跟踪与信息处理技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：287858