船舶导航系统中雷达与AIS信息融合系统分析.pdf

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1、第30卷第6期2017年12月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．30No．6Dec．2017一’’’’’’’’’、：维修理论：～。ltI‘t‘。，船舶导航系统中雷达与AIS信息融合系统分析申其兵(中国船级社温州办事处，浙江温州325000)摘要：船舶自动识别系统(AIs)是集船舶导航、避碰、海事监管于一体的无线电系统，在水上交通运输领域里发挥着重要作用。而雷达同样是海上交通获取船舶目标信息的重要设备。二者目标信息在内容信息和数据精度上存在差异性，且具有互补性。为了获得船舶目标更精确和更可靠的信息，将其目标信息进行融合。文章提出了一种雷达与AIs信息融合的实现方法，并描述了将

2、其实现的具体过程。关键词：雷达；船舶自动识别系统；信息融合中图分类号：U672doi：10．13352／j．issn．1001—8328．2017．06．013Abstract：AutomaticIdentificationSystem(AIS)isaradiosystemintegratedwithvesselnavigation，coUi-sionavoidanceandmaritimesupen五sion，whichplaysanimportantroleinthefieldofwatertransportation．Radarisalsoakindofimponantequip

3、menttoobtainta唱etsinfo珊ationinm撕netI训墨c．Thecontentandaccumcyofthebotharedifkrent，butwitllcomplementforeachot}lerinacertainsense．Toobtainmorereliableandpreciseta卜getsinfo珊ation，info瑚ationfusionisnecessary．AninfomationfusionmethodofRadarandAISisproposed，andtheimplementationprocessisdescribedconcre

4、tely．Keywords：radar；AutomaticIdentificationSystem；info珊ationfusion目前，获取海上船舶信息通常有2种手段，一种是导航雷达，一种是船舶自动识别系统(AIS)。导航雷达，是一种主动探测设备，能够自主搜索和跟踪多批海上目标。雷达的缺点是搜索威力小(探测目标的距离小)，探测精度低，并且目前的导航雷达基本上只能提供目标的距离、方位等信息，无法做到准确的目标识别。优点是不需要在每艘船舶上加装设备。而AIs是一种新型的辅助导航设备，由岸基设备和船载设备组成。岸基设备被动接收各个船舶上的船载设备发送的信息。安装有AIS设备的船舶，能够实时

5、向外广播船舶的位置信息、当前航向、航行的速度等动态信息，并能够播发船舶的识别码、名称等静态信息。位置信息是基于船舶上的卫星导航和惯性导航设备的，因此精度高。但没有安装船载AIs设备的小型船舶，岸基AIS无法接收到船舶的信息。由此可见，AIS和导航雷达各有优缺点，在当前的情况下无法做到相互替代。因此，如何实现AIs和导航雷达的信息进行融合，以发挥二者的优势，显得越来越重要。本文根据导航雷达提供的目标信息，以及AIs提供的目标动态信息和静态信息，提出了一种信息融合的工程实现方法。该方法主要包括：时空统一(坐标变换、时间统一)、航迹关联和航迹融合。经过信息融合，能够实现雷达的目标识别，提高探

6、测能力，提高目标探测的连续性。1雷达与AIS信息融合结构根据信息融合处理方式的不同，主要有集中式作者简介：申其兵(1981．)，男，湖南常德人，工程师，大学本科，主要从事船用产品检验工作。·37·2017年第6期中国修船第30卷和分布式2种信息融合结构。1．1集中式信息融合集中式信息融合，首先是各个传感器独立地接收信息，分别进行数据预处理，然后送到融合中心。融合中心对各个传感器经过预处理后的数据进行坐标变换、数据对准(时空统一)，然后进行点迹关联，如图1所示。集中式信息融合利用了各个传感器的所有数据信息，因此信息损失小，融合后精度较高。但由于利用了全部的信息，使得融合中心的计算量很大，

7、对硬件的处理速度要求较高，因而造成可靠性相对较差。反馈信息预处理——]广传感器l坐标变换，数据对正点迹相关数据互联，门技术控制参数坐标变换／数据对正目标状态壅卜昱蓊簇蓁、图1集中式信息融合结构1．2分布式信息融合分布式信息融合，每个传感器首先采集信息，分别进行数据预处理，形成独立的航迹信息。每个传感器将处理之后的航迹信息分别送到融合中心。融合中心首先进行数据对准，然后进行航迹关联，将属于同一批目标的各个传感器的航迹信息进行航迹融合，最后输出融合