專利名稱：一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)對穿越橋梁狀態(tài)下的船舶跟蹤實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)對穿越橋梁狀態(tài)下的船舶跟蹤實(shí)現(xiàn)方法，屬于雷達(dá)目標(biāo)處理領(lǐng)域，尤其是指用于船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)(Vessel Traffic System,簡稱VTS)中目標(biāo)穿越橋梁以及拋錨、起錨狀態(tài)下的跟蹤技術(shù)。
二
背景技術(shù)：
在VTS中，當(dāng)目標(biāo)在穿越橫跨在長江上的橋梁時(shí)，由于橋梁回波的影響，會出現(xiàn)目 標(biāo)點(diǎn)跡丟失的情況，這樣會導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤的失?。淮藭r(shí)，若該目標(biāo)穿越橋梁之后，其點(diǎn)跡又會再次出現(xiàn)在雷達(dá)探測范圍之中，雷達(dá)需要繼續(xù)對其進(jìn)行跟蹤。這樣從監(jiān)控整體考慮，有必要對目標(biāo)過橋的時(shí)候，對其進(jìn)行特殊處理，保證跟蹤的連續(xù)性與準(zhǔn)確性。在雷達(dá)監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，江面或海面的情況往往非常復(fù)雜，有導(dǎo)航設(shè)備和沒有導(dǎo)航設(shè)備的船只、有AIS (Automatic Identification System,船舶自動(dòng)識別系統(tǒng))設(shè)備和沒有AIS設(shè)備的船只、大中小目標(biāo)同時(shí)存在，并且目標(biāo)經(jīng)常比較密集。這些不利的因素，都給目標(biāo)的過橋帶來了非常大的困難。如果過橋失敗，會導(dǎo)致目標(biāo)丟失或者目標(biāo)跟蹤錯(cuò)誤，有可能帶來重大事故，如碰撞等。因此，目標(biāo)的準(zhǔn)確跟蹤對于整體導(dǎo)航、管理來說都具有十分重要的意義，本案即是基于這樣考慮而產(chǎn)生。
三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中目標(biāo)在特殊情況下跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法，其可減少關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤的可能性，降低跟蹤失敗的可能性。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中目標(biāo)穿越橋梁的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟目標(biāo)穿越橋梁(I)將不同信息源的橋梁目標(biāo)的位置以一定的格式存儲在配置文件中；(2)以江面上目標(biāo)在統(tǒng)計(jì)意義上的平均速度為根據(jù)，劃分出目標(biāo)入橋前，入橋時(shí)，出橋后三個(gè)區(qū)域；(3)根據(jù)目標(biāo)距離橋梁的相對距離來判定目標(biāo)所處的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋前的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入預(yù)過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)下的目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)特征的保存；(4)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋時(shí)的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)的目標(biāo)進(jìn)行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時(shí)間間隔進(jìn)行估計(jì)外推；(5)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入出橋后的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入出橋后的狀態(tài)，以保存的目標(biāo)特征作為先驗(yàn)知識，計(jì)算落入出橋后目標(biāo)關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)關(guān)聯(lián)點(diǎn)的相似度，認(rèn)為相似度最高的點(diǎn)跡為當(dāng)IU目標(biāo)的點(diǎn)跡，對相似度最聞的點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
采用上述方案后，本發(fā)明將目標(biāo)特征信息的提取和關(guān)聯(lián)匹配的技術(shù)相結(jié)合，其中，利用目標(biāo)特征信息提取技術(shù)，從而可以有效地得到目標(biāo)在一定時(shí)間范圍內(nèi)雷達(dá)回波的特征；利用關(guān)聯(lián)匹配技術(shù)，可以提高目標(biāo)與點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)的正確性。采用上述方案后，系統(tǒng)將具有實(shí)時(shí)性好、目標(biāo)跟蹤的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
四


圖I是本發(fā)明過橋跟蹤的發(fā)明思想示意圖；圖2是本發(fā)明過橋跟蹤的流程五
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖I所示，是本發(fā)明一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中目標(biāo)穿越橋梁的實(shí)現(xiàn)方法的發(fā)明思想示意圖，其是將目標(biāo)特征信息的提取和關(guān)聯(lián)匹配的技術(shù)相結(jié)合，并將其應(yīng)用于船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中的目標(biāo)穿越橋梁，具體實(shí)施步驟如下述，并可配合圖2所示(I)將不同信息源的橋梁目標(biāo)的位置以一定的格式存儲在配置文件中；橋梁目標(biāo)的位置由方位上的一系列有效線段來標(biāo)識，線段的終點(diǎn)與起點(diǎn)分別表示橋梁在該方位上的距離跨度。(2)以江面上目標(biāo)在統(tǒng)計(jì)意義上的平均速度為根據(jù)，劃分出目標(biāo)入橋前，入橋時(shí)，出橋后三個(gè)區(qū)域；統(tǒng)計(jì)江面上各類目標(biāo)的速度范圍，計(jì)算出主要目標(biāo)(貨船，拖船等大型目標(biāo))所處于的速度區(qū)間，并以此為根據(jù)，結(jié)合雷達(dá)掃面間隔來劃分三個(gè)區(qū)域。(3)根據(jù)目標(biāo)距離橋梁的相對距離來判定目標(biāo)所處的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋前的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入預(yù)過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)下的目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)特征的保存；根據(jù)(I)中橋梁的位置信息，擬合出橋梁所在的直線，由點(diǎn)到直線的計(jì)算公式，計(jì)算出目標(biāo)距離橋梁的相對距離，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入預(yù)過橋狀態(tài)，則目標(biāo)的特征信息(距離，方位，幅度等)進(jìn)行存儲，并在周期間加權(quán)迭代更新。(4)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋時(shí)的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)的目標(biāo)進(jìn)行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時(shí)間間隔進(jìn)行估計(jì)外推；計(jì)算出目標(biāo)距離橋梁的相對距離，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入過橋狀態(tài)，保持目標(biāo)航速，航向不變進(jìn)行外推。(5)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入出橋后的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入出橋后的狀態(tài)，以保存的目標(biāo)特征作為先驗(yàn)知識，計(jì)算落入出橋后目標(biāo)關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)關(guān)聯(lián)點(diǎn)的相似度，認(rèn)為相似度最高的點(diǎn)跡為當(dāng)前目標(biāo)的點(diǎn)跡，對相似度最高的點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)。匹配關(guān)聯(lián)的過程，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入出橋后的狀態(tài)，為(3)中所提取的目標(biāo)特征信息分配權(quán)值，對于落入目標(biāo)關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)跡，按照各部分點(diǎn)跡信息所占的權(quán)重計(jì)算出點(diǎn)跡質(zhì)量，當(dāng)點(diǎn)跡質(zhì)量過低時(shí)，認(rèn)為點(diǎn)跡無效，當(dāng)點(diǎn)跡質(zhì)量超過預(yù)設(shè)置的門限時(shí)，選出點(diǎn)跡質(zhì)量最高的點(diǎn)跡，將其與目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中目標(biāo)穿越橋梁狀態(tài)下的跟蹤實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將不同信息源的橋梁目標(biāo)的位置以一定的格式存儲在配置文件中； (2)以江面上目標(biāo)在統(tǒng)計(jì)意義上的平均速度為根據(jù)，劃分出目標(biāo)入橋前，入橋時(shí)，出橋后三個(gè)區(qū)域； (3)根據(jù)目標(biāo)距離橋梁的相對距離來判定目標(biāo)所處的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋前的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入預(yù)過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)下的目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)特征的保存； (4)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋時(shí)的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入過橋狀態(tài)，對該狀態(tài)的目標(biāo)進(jìn)行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時(shí)間間隔進(jìn)行估計(jì)外推； (5)當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入出橋后的區(qū)域，即目標(biāo)進(jìn)入出橋后的狀態(tài)，以保存的目標(biāo)特征作為先驗(yàn)知識，計(jì)算落入出橋后目標(biāo)關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)關(guān)聯(lián)點(diǎn)的相似度，認(rèn)為相似度最高的點(diǎn)跡為當(dāng)前目標(biāo)的點(diǎn)跡，對相似度最1 的點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)?！?br> 全文摘要
本發(fā)明公開一種船舶交通導(dǎo)航系統(tǒng)中對穿越橋梁狀態(tài)下的船舶跟蹤實(shí)現(xiàn)方法。目標(biāo)在穿越橋梁時(shí)，實(shí)現(xiàn)的步驟為將不同信息源的橋梁目標(biāo)的位置以一定的格式存儲在配置文件中；劃分出目標(biāo)入橋前，入橋時(shí)，出橋后三個(gè)區(qū)域；根據(jù)目標(biāo)距離橋梁的相對距離來判定目標(biāo)所處的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋前的區(qū)域，對該狀態(tài)下的目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)特征的保存；當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入入橋時(shí)的區(qū)域，對該狀態(tài)的目標(biāo)進(jìn)行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時(shí)間間隔進(jìn)行估計(jì)外推；當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入出橋后的區(qū)域，以保存的目標(biāo)特征作為先驗(yàn)知識，計(jì)算落入出橋后目標(biāo)關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)關(guān)聯(lián)點(diǎn)的相似度，認(rèn)為相似度最高的點(diǎn)跡為當(dāng)前目標(biāo)的點(diǎn)跡，對其進(jìn)行關(guān)聯(lián)。此方法可有效地提高目標(biāo)過橋的成功率。
文檔編號G01S13/72GK102736079SQ20121024321
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者丁春, 姚遠(yuǎn) 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所