[发明专利]一种基于智能船舶多传感设备的航迹关联判断方法

权利要求书

1.一种基于智能船舶多传感器的航迹关联判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在智能船舶航行过程中基于多种类型的船舶传感设备采集而获取多个目标航迹数据；

S2、对多个所述目标航迹数据分别进行预处理，得到多个目标列表；

S3、针对所述多个目标列表进行初步关联判断，得到初步关联表；

S4、对初步关联表中目标航迹数据进行再次关联判断，确定不同类型的船舶传感设备采集的目标航迹数据是否来源于同一目标，得到最终关联目标数据表和航迹关联判断结果；

对初步关联表中目标航迹数据进行关联判断，包括：

导航雷达的航迹s和来自其他船舶传感设备的航迹t在k时刻的状态估计差为：

其中，x_2t(k|k),x_3t(k|k),...,x_mt(k|k)分别表示导航雷达的航迹s和来自其他船舶传感设备的航迹t在k时刻分别在目标位置、船速、航向的状态差；

设阈值矢量为ε＝[ε₂,ε₃,...,ε_m]^T，表示导航雷达与其他船舶传感设备航迹关联的阈值矢量，则确定航迹s与航迹t为来自同一目标的航迹的判断条件如下：

(|x_2t(k|k)|≤ε₂)∩(|x_3t(k|k)|≤ε₃)∩...∩(|x_mt(k|k)|≤ε_m)。

2.如权利要求1所述的航迹关联判断方法，其特征在于，还包括：

S5、基于所述初步关联表以及目标列表，得到无关联数据表，将最终关联目标数据表和无关联数据表进行存储；

其中，最终关联目标数据表的数据在进行数据融合后用于数据分析，无关联数据表的数据直接用于数据分析。

3.如权利要求1所述的航迹关联判断方法，其特征在于，多种类型的所述船舶传感设备包括导航雷达、AIS和监控定位装置中的至少两种；

对应地，所述多个目标列表包括导航雷达目标列表、AIS目标列表和监控定位装置目标列表中的至少两种。

4.如权利要求2所述的航迹关联判断方法，其特征在于，所述步骤S2中，对目标航迹数据进行预处理包括空间校准和时间校准。

5.如权利要求4所述的航迹关联判断方法，其特征在于，所述空间校准包括将船舶传感设备采集到的目标航迹数据统一到同一直角坐标系上，具体包括：

将导航雷达采集的极坐标数据转换到直角坐标系中，满足以下公式：

其中，R为距离，θ为方位角，(x,y)为导航雷达采集的目标在某一时刻的位置信息；

将AIS采集的经纬度数据转换到直角坐标系中，满足以下公式：

其中，L₁为经度坐标，L₂为纬度坐标，(x',y')为AIS采集的目标在某一时刻的位置信息；

将监控定位装置采集的视频图像数据通过计算监控定位位置与目标船舶像素位置进行转换后得到目标经纬度坐标，然后将目标经纬度坐标转换到直角坐标系中，满足以下公式：

其中，L₃为经度坐标，L₄为纬度坐标，(x,y)为监控定位装置采集的目标在某一时刻的位置信息。

6.如权利要求5所述的航迹关联判断方法，其特征在于，所述时间校准包括：

通过最邻近规则算法得到多个聚类数据采集时间序列集合，然后计算每个聚类数据采集时间序列的集合中心值，得到聚类统一后的目标航迹数据采集时间序列。

7.如权利要求6所述的航迹关联判断方法，其特征在于，所述步骤S3中，以导航雷达采集的目标航迹数据为基础，对导航雷达目标列表中的每个目标依次遍历AIS目标列表和监控定位装置目标列表中的所有目标，基于初步关联判断方法得到与该导航雷达目标航迹关联的AIS、监控定位装置采集到的目标航迹数据，然后将其存入初步关联表中。