基于遥感数据的内河船只目标检测与航迹形成

发布时间：2021-01-06 01:10

　　航运安全一直是我国内河航运中有待完善的重要问题。目前,在内河航运中,大部分监管船只的是传统的图像监测系统,而如何在恶劣气象环境下持续有效的监测船只是现有图像监测系统的技术局限。岸基雷达系统可以运用雷达遥感来获取河流遥感数据,通过相关信号处理算法的研究改善此种技术局限。本文以内河航道航行的船只为研究对象,基于超高频雷达获取的河流遥感数据,利用相关信号与数据处理理论算法,对遥感河段内的河流船只进行目标识别与检测研究;同时基于研究结果,尝试进行船只航迹关联与复原研究。研究结果为河道船只的雷达遥感检测技术提供了理论依据与技术支持。本文研究的主要创新点如下:1依据超高频岸基雷达获取的河流遥感数据及河流回波的多普勒频谱原理,获取目标船只的距离、速度信息。并采取两种阵列信号处理的相关算法,对船只方位进行获取,接着根据整合好的船只定位信息进行船只的航迹形成,同时将由两种船只方位确定方法形成的航迹图进行对比分析。2针对所形成的不规则航迹,提出了三种航迹矫正方法,并根据内河航运特征及相关误差数据对矫正后的航迹进行分析论证。 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超高频雷达接收机信号处理示意框图

图 2.2遥感获取目标速度3所示，目标船只的距离信息是由发射信号和接收信号的时间差td得发射信号和接收信号的时间差td对应着就是目标船只的距离，c为光速速可以忽略不计，t1为发射信号时刻，t2为接收信号时刻：的表达式为：

方向角θ即如图 2.2所示。2.3研究对象的基本简介本文是以内河航道中的在航船只为研究对象的，数据由武汉大学电波与传播实验室2016年 12月 15日下午展开的河流表面流探测试验提供，试验选择在长江中游干流的汉河段[25]。数据选择了其中两场有在航船只的表面流数据，分别来源于 2016年 12月 1日 13点 04分至 1点 05分和 15点 16分至 23分。雷达系统架设在长江二桥中的一个主桥墩上。雷达架设点位于距离桥面下的长江水大约 20m。图 2.4雷达架设示意图，发射天线采用了八木定向天线，因为发射天线会对线指向的水平垂直方向（接收天线方向）产生少量的能力辐射所以在接收天线和发射天之间设置一个连接地电的垂直金属隔离网，图 2.5介绍了实际雷达天线的架设情况。在试验中，雷达系统面向长江上游，河水流向是朝着雷达运动的。发射天线采用的八木定向天线，每隔相干累积时间 7秒向江面发出一定角度的扇形波束，将三通道接收线构成三角阵型结构，收取了来自河流表面的反射回波，图 2.6反映了整体超高频雷达测试验的具体安置示意图。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]超高频河流表面动力学参数雷达设计与实验[D]. 王思超.武汉大学 2014
[2]地波雷达表面流探测与深层流反演算法研究[D]. 李自立.武汉大学 2010
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硕士论文
[1]复杂背景条件下运动目标检测与跟踪算法的研究[D]. 陈庆磊.天津大学 2013
[2]基于红外图像的内河船舶目标检测技术研究[D]. 郭栋梁.重庆大学 2009
[3]雷达点迹预处理技术[D]. 岳三创.西安电子科技大学 2006



本文编号：2959636