AIS与雷达目标信息模糊融合方法研究

摘要

AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)与雷达是海上两种重要的船舶助航设备。雷达是传统的船舶导航设备,它能自主式地探测与跟踪目标,可得到近水域的交通全景图像。然而雷达提供的信息量少,精度不高,易受地形气候影响,探测能力受到严重影响。AIS是新型的助航设备,根据IMO公约强制要求,AIS得到广泛的应用,且AIS的发展速度非常快。AIS提供的信息量大,动态信息的数据精度高,提供的信息不容易受地形、天气和海况的影响。然而AIS是被动的监测跟踪目标,非强制性履约船舶及浮标物等只能通过雷达才能监测到。考虑到AIS和雷达各有优缺点,并且能够优势互补,因此将AIS与雷达的目标动态信息融合能够提高目标信息的精度和可靠性。
　　 本文对AIS与雷达目标动态信息融合进行了研究。从串口读入AIS与雷达信息,进行电文解析。对AIS与雷达进行坐标转换后,采用TD时空粗关联算法进行粗关联判断,对满足粗关联条件的AIS目标和雷达目标进行时空统一推算。然后采用综合因素模糊评判算法进行细关联判决。最后对固定关联的AIS目标和雷达目标的动态信息采用加权合并算法进行融合。对算法模型,采用EXCEL和MATLAB软件,论文进行了大量的计算机仿真。仿真结果表明AIS与雷达目标信息模糊融合算法是正确的;融合后的目标动态信息接近于AIS目标动态信息;根据统计,融合的目标动态信息精度比AIS与雷达目标信息精度都有所提高。基于电子海图平台,采用Visual C++开发工具,初步实现了AIS与雷达目标信息模糊融合算法,在ECDIS上显示AIS、雷达及融合目标信息。实测数据和实测结果都表明了:AIS与雷达目标动态信息模糊算法可以正确地从多个AIS目标航迹中识别出与雷达目标相关的航迹;融合目标的动态信息接近AIS目标的动态信息;融合后的曲线比AIS与雷达目标动态信息的曲线平滑;融合算法模型是正确的、可行的,而且易于工程的实现,具有实用性。