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专利号: 2018114655098
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种船舶轨迹点提取方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)读取雷达和AIS的航迹数据并进行数据融合处理,其中所述航迹数据包括:AIS和雷达两种航迹目标与本船的距离、坐标、航速、航向;

(2)根据融合后的航迹数据D中航速,计算所述船舶任意相邻两点之间的航速变化率,设置所有轨迹点的航速变化率的平均值为航速变化率阈值,比较航速变化率与阈值之间的大小,确立特征轨迹点集;

(3)根据所述的特征轨迹点集,对相邻特征轨迹点之间的距离求和,得到提取后特征点后的船舶特征轨迹长度;

(4)根据所述的特征轨迹点集,计算每个特征轨迹点的Vote值,具体内容和方法,包括:Vote值物理意义上为一个特征轨迹点被其他特征轨迹点连接的概率,每个特征轨迹点的Vote初值均为 N为特征轨迹点总个数,通过各个特征轨迹点之间的相互关系不断迭代,船舶特征轨迹点中第α点的Vote值公式为:其中,N为轨迹的特征轨迹点总个数,Bα是所有连接到特征点α的点集合,特征点β是属于集合Bβ的一个点,L(β)则是特征点β的对外连接数;

(5)根据所述的船舶轨迹段长度、每个特征轨迹点的Vote值和MDL准则,计算假设集合h条件的数据开销和基于假设集合h条件下的航迹数据D的数据开销;

(6)根据所述的假设集合h条件下的数据开销和基于假设集合h条件下的航迹数据D的数据开销,计算两者之和的最小值,最优解即为船舶特征轨迹点的最优点迹段。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述的读取雷达和AIS的航迹数据并进行数据融合处理的具体内容和方法,包括:

1)分别取AIS和雷达两种航迹目标与本船的距离、坐标、航速、航向间的欧式距离组成单因素评判集;

2)将AIS与雷达目标航迹关联的结果分为两个等级,建立关联隶属度函数;

3)采用双门限法判断AIS与雷达目标航迹是否关联,若关联,将判为关联的目标编号记录下来,等待融合处理即可。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述的根据所述融合后的航迹数据D中航速,计算所述船舶任意相邻两点之间的航速变化率,设置所有轨迹点的航速变化率的平均值为航速变化率阈值,比较航速变化率与阈值之间的大小,确立特征轨迹点集的具体内容和方法,包括:A、根据融合后的航迹数据D中航速,计算所述船舶任意相邻两点之间的航速变化率,设置所有轨迹点的航速变化率的平均值为航速变化率阈值;

B、比较所述的航速变化率与所述航速变化率阈值大小;

若所述航速变化率大于该阈值,则轨迹点选入特征轨迹点集;

若所述航速变化率小于该阈值,则轨迹点舍去。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述的特征轨迹点集,对相邻特征轨迹点之间的距离求和,得到提取后特征点后的船舶特征轨迹长度的具体内容和方法,包括:所述船舶特征轨迹点集为 特征点集合中相邻特征

轨迹点之间的特征轨迹段为:

其中 为船舶相邻轨迹的特征轨迹点之间的轨迹段长度,将所有相邻特征轨迹点之间的长度叠加,得到船舶特征轨迹的长度:

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)中所述的船舶轨迹段长度、每个特征轨迹点的Vote值和MDL准则,计算假设集合h条件的数据开销和基于假设集合h条件下的航迹数据D的数据开销的具体内容和方法,包括:基于船舶航迹数据D来获得候选假设集合h的点估计,则最大的假设集合h为极大后验假设hMAP,且满足:即:

L(h|D)=L(D|h)L(h)

其中,L(D|h)为在假设集合h下的给定航迹数据D的开销,L(h)为假设集合h的开销,L(h|D)为在给定航迹数据D下假设集合h的开销;在最后一步,去掉了L(D),因此hMAP不依赖于h;

根据MDL准则,从信息传递的角度对第i条船舶的轨迹长度和假设条件下的数据进行编码压缩,则假设集合h条件的数据开销和基于假设集合h条件下的航迹数据D的数据开销为:其中 为特征点 的逃脱因子。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(6)中所述的假设集合h条件下的数据开销和基于假设集合h条件下的航迹数据D的数据开销,计算两者之和的最小值,最优解即为船舶特征轨迹点的最优点迹段的具体内容和方法,包括:其中L(h)越大表示选取的特征点越多,与原轨迹拟合度越大,但L(D|h)越小;反之,L(h)越小,选取的特征点越少,但L(D|h)越大,当且仅当L(h)+L(D|h)之和最小时,得到船舶轨迹点的最优点迹段为