[发明专利]一种单双向功能可选择的船用自动识别仪

权利要求书

1.一种单双向功能可选择的船用自动识别方法，其特征在于，所述方法包括：

利用天线单元接收射频信号，并利用信号降噪算法对射频信号进行降噪抗干扰处理，得到降噪后的射频信号，并将降噪后的射频信号发送到数据处理单元；

数据处理单元对降噪后的射频信号进行A/D采样处理，并对采样后的AIS数据进行异常值处理；

利用AIS数据压缩算法对异常值处理后的AIS数据进行压缩处理，对压缩后的AIS数据进行行驶轨迹提取；

将目标船舶的行驶轨迹显示在显控单元，并实时判断与目标船舶航行距离。

2.如权利要求1所述的一种单双向功能可选择的船用自动识别方法，其特征在于，所述利用信号降噪算法对射频信号进行降噪抗干扰处理，包括：

1)将含噪的射频信号z分割为信号片段x_i，建立信号片段的稀疏表示模型为：

其中：

x表示任意的x_i；

D表示稀疏字典，在本发明一个具体实施例中，通过含噪射频信号z求解下式范数得到稀疏字典的值：

ε表示测量偏差，若存在一个稀疏字典D，使得存在上述含噪射频信号z的的稀疏表示x，则通过对范数进行求解即可求得字典D；

2)将所有信号片段进行泛化处理：

其中：

Y表示降噪后的射频信号，Y′表示其更新值；

λ表示拉格朗日乘子；

a_i为信号片段x_i的位置因子，保证对于任意信号片段x_i，都有

3)对每个信号片段进行稀疏分解，初始化Y＝z，求解最优的稀疏表示x′_i：

其中：

y_i表示降噪后射频信号的信号片段；

4)对每个信号的最优稀疏表示结果x′_i进行平均：

对上式进行求解，得：

判断此时Y′是否小于Y，若Y′＜Y，则将Y更新为Y；

重复迭代上述步骤2)～4)，直到找到最小的Y′作为降噪后的射频信号；

将降噪后的射频信号发送到数据处理单元。

3.如权利要求2所述的一种单双向功能可选择的船用自动识别方法，其特征在于，所述数据处理单元对降噪后的射频信号进行A/D采样处理，包括：

对于降噪后射频信号x(t)，设置信号的采样周期为T，则AD采样得到的采样信号为：

其中：

x(nT)表示采样信号；

t表示信号的接收时间；

w表示采样频率的1/2，

4.如权利要求3所述的一种单双向功能可选择的船用自动识别方法，其特征在于，所述对采样后的AIS数据进行异常值处理，包括：

将目标船舶i的航迹信号表示为s＝{s₁,s₂,…,s_k,…,s_n}，其中s_k表示目标船舶在t_k时刻的航迹信号，其中k表示时间索引，n表示采集到目标船舶航迹的时刻总数；表示目标船舶i在t_k时刻的经纬坐标，表示目标船舶i在t_k时刻的行驶速度，T表示矩阵的转置；

将目标船舶i的第j段航迹表示为：

其中：

表示第j段航迹起始时刻p的航迹信号，表示第j段航迹的终点时刻q的航迹信号；

设置扫描半径为r，从之间任意经纬坐标开始进行扫描，找出与坐标的欧氏距离在r之内的邻近点，若邻近点数目的大于N，则将该经纬坐标与邻近点形成一个簇，并将该经纬坐标标记为正常值；若该经纬坐标的邻近点数目小于N，则将该经纬坐标与邻近点形成一个簇，并将该经纬坐标标记为异常值；

删除标记为异常值的经纬坐标所对应的航迹信号，得到异常值处理后的AIS数据。