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一种融合雷达与AIS的船舶精确关联方法 

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申请/专利权人:中船鹏力(南京)大气海洋信息系统有限公司

摘要:本发明公开了一种融合雷达与AIS的船舶精确关联方法,利用雷达以及AIS获取船舶信息,并考虑到距离、方位、航速、航向、船首向、加速度等因素对船舶关联的影响,通过建立多因素模糊集模型,计算出双传感器船舶目标航迹的匹配度,在复杂多目标的场景下实现了船舶准确、稳定、可靠的关联。该方法首先将双传感器获取到船舶数据进行时空转换统一;然后建立多因素模糊集,进行一次船舶数据关联并找出合理关联点迹;最后,通过二次关联求出最佳关联点迹。本发明所提出的方法与传统融合雷达与AIS的关联方法相比,考虑到六个影响因素,不仅有着准确度高、容错率高等优点,而且关联算法适用性更广,可靠性更高。

主权项:1.一种融合雷达与AIS的船舶精确关联方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1、获取雷达与AIS船舶信息:采用雷达和AIS同时获取船舶信息;获取的船舶信息包括船舶位置坐标、航速、航向、船首向和加速度;步骤2、坐标转换:将步骤1中雷达获取的船舶位置坐标和步骤1中AIS获取的船舶位置坐标,均转换至平面直角坐标;步骤3、时间同步校准:将雷达数据的时间与AIS数据的时间进行校对与同步;步骤4、建立六因素模糊集模型:基于距离、方位、航速、航向、船首向和加速度,建立六因素模糊集模型η1t,η2t,η3t,η4t,η5t,η6t;六因素对应的权重系数分别为φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ6;其中:η1t表示在t时刻雷达和AIS关于距离因素的欧式距离;η2t表示在t时刻雷达和AIS关于方位因素的欧式距离;η3t表示在t时刻雷达和AIS关于航速因素的欧式距离;η4t表示在t时刻雷达和AIS关于航向因素的欧式距离;η5t表示在t时刻雷达和AIS关于船首向因素的欧式距离;η6t表示在t时刻雷达和AIS关于加速度因素的欧式距离;步骤5、计算六因素之间的门限值ε,具体计算公式为: εk=38πλk 式中,φk表示第k因素对应的权重系数;其中,k=1、2、3、4、5、6,分别对应因素为距离、方位、航速、航向、船首向和加速度;εk表示第k因素对应的预制系数;λk是表示k个不同因素欧式距离的均方根;步骤6、计算六因素的总相似度γ,具体计算公式为: 步骤7、一次航迹关联匹配:在t时刻,将步骤5计算的门限值ε和步骤6计算的总相似度γ进行比较,当γ≥ε时,则将当前的雷达目标与AIS目标航迹进行一次匹配关联;步骤8、二次航迹关联匹配:步骤7中,在t时刻,当与雷达目标一次匹配关联的AIS目标航迹的数量n>1时,需多周期地计算每个AIS目标航迹与雷达目标的总相似度,并将最大总相似度所对应的AIS目标航迹,作为最优AIS目标航迹,然后,将最优AIS目标航迹与雷达目标进行二次航迹关联匹配。

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