面向水面救助的目標檢測與跟蹤方法研究.pdf

1、面向水面救助的目標檢測與跟蹤方法研究對實現救助船舶高效并安全的實現對水面失事目標的救援有著重要的應用及理論意義。救助船通過自身所攜帶傳感器獲得的水面失事目標相對位置的測量數據需要進行去除噪聲等處理，從而為動力定位控制系統提供更為精確的輸入量；與此同時由于發(fā)生海難地區(qū)多為海況不佳，可能會出現傳感器失效，從而失去實時的失事目標的相對位置數據。
　　本文首先通過參考坐標系及水面船舶的運動學知識，建立了救助船與水面失事目標的數學模型。并結

2、合相關知識，建立了海洋環(huán)境：風、浪、流的數學模型。通過對救助船和水面失事目標的數學模型進行仿真驗證，驗證了救助船和水面失事目標數學模型的準確性。其次，設計并給出了水面失事目標的檢測方案。建立傳感器坐標系，對測量系統進行選型，并通過實驗對Mini RadaScan相對位置測量系統的性能指標進行測試驗證，驗證了Mini RadaScan相對位置測量系統的性能可靠、測量精度高。然后又給出了水面失事目標的方位估算方案，提出了基于Mini Rad

3、aScan相對位置測量系統的極坐標法、純方位角法、純距離法水面失事目標方位估算方法。通過理論分析及驗證試驗充分驗證了這三種水面失事目標估算方案是合理、可行的。最后對水面目標測量系統可能出現的測量系統失效情況進行了分析。再次，通過小波分析的閾值法對傳感器測量數據進行去噪處理，仿真驗證小波濾波可以很好的對測量數據進行去噪。再通過粒子濾波對含有的“有色噪聲”的數據進行濾波估計，并仿真驗證了其有效性。最終通過基于Mini RadaScan相對位

4、置測量系統的實測數據的進行驗證分析，證明了算法的可行性和可靠性。最后，在傳感器組中發(fā)生部分傳感器測量數據失效的情況下，通過改進的基于置信距離的數據融合算法將失效的傳感器的測量數據剔除出去，最終實現在傳感器短時失效的情況下的水面失事目標跟蹤。在傳感器組中測量數據完全失效的情況下，提出了基于數據擬合的水面目標跟蹤算法。并通過基于Voyager IV自主移動平臺的綜合試驗進行驗證，最終得到在傳感器短時失效的情況下，分別通過改進的基于置信距離的