A Novel Ship Speed and Heading Estimation Approach Using Radar Sequential Images

航向(导航) 雷达 卡尔曼滤波器 计算机科学 计算机视觉 弹道 雷达跟踪器 人工智能 传感器融合 雷达成像 遥感 大地测量学 地理 电信 物理 天文
作者
Xueqian Xu,Bing Wu,Lei Xie,A.P. Teixeira,Xinping Yan
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:24 (10): 11107-11120 被引量:23
标识
DOI:10.1109/tits.2023.3281547
摘要

This paper proposes an approach to estimate ship dynamic features (i.e., speed and heading) using radar sequential images, which can be used to assess the ship-ship collision risk in vessel traffic service (VTS) center. The proposed approach estimates the ship speed and heading in three steps, including ship detection, tracking, and data fusion. First, the ship target, together with its center coordinate, is detected by introducing the background subtraction detector in each radar image. Second, the ship position in one frame is mapped to the consecutive frame, and ship trajectory distribution is established using the Kalman filter and Hungarian algorithms. Third, fuzzy logic is introduced to fuse data from radar and AIS. Specifically, input variables include two parameters, which are the ship speed/heading difference in consecutive frames using radar and AIS, respectively. The variance of ship speed distribution is 1.30 at 10s sampling frequency, and the variance of ship heading distribution is 26.53, the experimental results indicate that the proposed approach can accurately estimate ship speed and heading in the radar sequential images of the Yangtze River. The strength of the proposed approach is its capability to estimate the ship speed and heading quantitatively from radar sequential images, which is interactive and interpretable for VTS operators.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汉堡包应助单纯的柚子采纳,获得10
1秒前
4秒前
洋了个洋完成签到,获得积分10
5秒前
迷路的阿七完成签到 ,获得积分10
6秒前
单纯的柚子完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Dr_zhangkai发布了新的文献求助10
8秒前
Jasper应助活力元珊采纳,获得10
8秒前
过时的沛白完成签到 ,获得积分10
8秒前
充电宝应助加加采纳,获得10
8秒前
10秒前
10秒前
11秒前
55完成签到,获得积分0
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
15秒前
大模型应助东十八采纳,获得10
15秒前
子凯完成签到,获得积分10
16秒前
乐观鑫鹏发布了新的文献求助10
17秒前
酷酷紫蓝发布了新的文献求助10
17秒前
DXM发布了新的文献求助10
17秒前
ddli发布了新的文献求助10
18秒前
何某人发布了新的文献求助10
18秒前
YZY完成签到 ,获得积分10
19秒前
ysca发布了新的文献求助10
20秒前
马骁完成签到,获得积分10
21秒前
机灵静槐完成签到 ,获得积分10
21秒前
jane完成签到,获得积分10
25秒前
和谐的寻凝完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
欧阳小枫完成签到 ,获得积分10
26秒前
CipherSage应助SXW采纳,获得10
26秒前
小二郎应助乐观鑫鹏采纳,获得10
27秒前
27秒前
29秒前
仲滋滋完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de guyane 2500
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Driving under the influence: Epidemiology, etiology, prevention, policy, and treatment 500
生活在欺瞒的年代:傅树介政治斗争回忆录 260
A History of Rice in China 200
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5874722
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6509437
关于积分的说明 15674900
捐赠科研通 4992262
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2691034
邀请新用户注册赠送积分活动 1633469
关于科研通互助平台的介绍 1591148