[发明专利]一种海上雷达目标航迹拼接方法

说明书

本发明公开了一种海上雷达目标航迹拼接方法。包括以下步骤：S1：获取雷达原始数据图像，对图像中的海上目标进行特征提取、海杂波剔除和数据矫正；S2：对同一海上目标航行过程中出现的航迹缺失进行轨迹关联，使航迹数据缺失段前后航迹在经过多因素欧氏和马氏距离计算后建立关联关系；S3：针对已建立关联关系的航迹，分别获取到数据缺失段最前及最后时刻点位数据，完成中间数据插值拼接，将拼接后规范、完整的航迹进行实时输出与显示。本方案从多因素采取点位关联关系确认与筛选；对雷达原始数据解析及进行特征提取、海杂波剔除和数据矫正等预处理方法，充分考虑雷达原始数据的处理过程，提高了雷达原始数据的准确率。

技术领域

本发明涉及一种轨迹拼接领域，尤其涉及一种海上雷达目标航迹拼接方法。

背景技术

海上雷达目标跟踪及航迹历史回溯为相关海事监管部门、船舶航行提供了至关重要的参考数据。在海上雷达目标跟踪过程中因传输信道拥堵、障碍物遮挡、海杂波干扰等外部条件影响，难免出现雷达目标丢失、航迹暂时性缺失等问题。

常见的海上目标航迹拼接算法存在两个方面的问题有待优化：一方面，在雷达数据出现不可避免的数据缺失情况后，对缺失数据段前后的数据没有进行较为彻底的数据预处理；另一方面，在进行雷达缺失数据段航迹拼接时没有多因素的采取点位关联关系确认与筛选。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种基于AIS轨迹操纵单元拼接的船舶轨迹规划方法”，其公告号CN110108280A，以既定船舶的AIS数据为基础，采用改进后滑动窗口压缩算法进行AIS轨迹操纵单元的分割，得到当前船舶可用的AIS轨迹操纵单元集合，再结合当前航次的要求，使用优化算法得到与当前状态可顺利拼接的AIS轨迹操纵单元，最后将这一AIS轨迹操纵单元转换为相应的操作流程并汇报给操纵人员。该方案在航迹拼接时缺少多因素的采取点位关联关系确认与筛选。

发明内容

本发明主要解决现有技术缺失数据段前后的数据没有进行较为彻底的数据预处理以及进行雷达缺失数据段航迹拼接时没有多因素的采取点位关联关系确认与筛选的问题；提供一种海上雷达目标航迹拼接方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种海上雷达目标航迹拼接方法，包括以下步骤：

S1：获取雷达原始数据图像，对图像中的海上目标进行特征提取、海杂波剔除和数据矫正；

S2：对同一海上目标航行过程中出现的航迹缺失进行轨迹关联，使航迹数据缺失段前后航迹在经过多因素欧氏和马氏距离计算后建立关联关系；

S3：针对已建立关联关系的航迹，分别获取到数据缺失段最前及最后时刻点位数据，完成中间数据插值拼接，将拼接后规范、完整的航迹进行实时输出与显示。

本方案充分考虑雷达原始数据的处理过程，提出了雷达原始数据解析及预处理方法，提高了雷达原始数据的准确率；本方案提出一种基于多因素欧氏和马氏距离机动分配关联的航迹关联算法及权重分配方法，从多因素采取点位关联关系确认与筛选；本方案实现了基于线性内插法的航迹拼接拟合方法，为相关人员提供了完整可靠的雷达目标航迹数据。

作为优选，所述的步骤S1包括以下步骤：

S101：通过雷达数据接口及通讯设备获取到雷达原始数据图像并实时输入到系统；

S102：通过坐标转换算法将雷达原始数据图像由极坐标转换成笛卡尔坐标下的雷达数据图像；

S103：识别并获取雷达数据图像中的海上目标及其特征，通过海上目标特征的转化与遍历匹配，将海上目标在图像上的坐标转换成地理坐标；

S104：海杂波剔除阶段采用基于卡尔曼滤波算法、点迹跟踪法对海杂波进行剔除；

S105：对海杂波剔除后的数据进行数据矫正，完成数据的预处理与重构。