一種船舶交通導航系統對穿越橋梁狀態下的船舶跟蹤實現方法
2023-05-30 11:34:01
專利名稱：一種船舶交通導航系統對穿越橋梁狀態下的船舶跟蹤實現方法
技術領域：
本發明涉及一種船舶交通導航系統對穿越橋梁狀態下的船舶跟蹤實現方法，屬於雷達目標處理領域，尤其是指用於船舶交通導航系統(Vessel Traffic System,簡稱VTS)中目標穿越橋梁以及拋錨、起錨狀態下的跟蹤技術。
二
背景技術：
在VTS中，當目標在穿越橫跨在長江上的橋梁時，由於橋梁回波的影響，會出現目 標點跡丟失的情況，這樣會導致目標跟蹤的失敗；此時，若該目標穿越橋梁之後，其點跡又會再次出現在雷達探測範圍之中，雷達需要繼續對其進行跟蹤。這樣從監控整體考慮，有必要對目標過橋的時候，對其進行特殊處理，保證跟蹤的連續性與準確性。在雷達監視區域內，江面或海面的情況往往非常複雜，有導航設備和沒有導航設備的船隻、有AIS (Automatic Identification System,船舶自動識別系統)設備和沒有AIS設備的船隻、大中小目標同時存在，並且目標經常比較密集。這些不利的因素，都給目標的過橋帶來了非常大的困難。如果過橋失敗，會導致目標丟失或者目標跟蹤錯誤，有可能帶來重大事故，如碰撞等。因此，目標的準確跟蹤對於整體導航、管理來說都具有十分重要的意義，本案即是基於這樣考慮而產生。
三
發明內容
本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種船舶交通導航系統中目標在特殊情況下跟蹤的實現方法，其可減少關聯錯誤的可能性，降低跟蹤失敗的可能性。本發明為解決以上技術問題，所採用的技術方案是一種船舶交通導航系統中目標穿越橋梁的實現方法，包括如下步驟目標穿越橋梁(I)將不同信息源的橋梁目標的位置以一定的格式存儲在配置文件中；(2)以江面上目標在統計意義上的平均速度為根據，劃分出目標入橋前，入橋時，出橋後三個區域；(3)根據目標距離橋梁的相對距離來判定目標所處的區域，當目標進入入橋前的區域，即目標進入預過橋狀態，對該狀態下的目標進行目標特徵的保存；(4)當目標進入入橋時的區域，即目標進入過橋狀態，對該狀態的目標進行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時間間隔進行估計外推；(5)當目標進入出橋後的區域，即目標進入出橋後的狀態，以保存的目標特徵作為先驗知識，計算落入出橋後目標關聯區域內關聯點的相似度，認為相似度最高的點跡為當IU目標的點跡，對相似度最聞的點跡進行關聯。
採用上述方案後，本發明將目標特徵信息的提取和關聯匹配的技術相結合，其中，利用目標特徵信息提取技術，從而可以有效地得到目標在一定時間範圍內雷達回波的特徵；利用關聯匹配技術，可以提高目標與點跡關聯的正確性。採用上述方案後，系統將具有實時性好、目標跟蹤的準確率和穩定性高的特點。
四
圖I是本發明過橋跟蹤的發明思想示意圖；圖2是本發明過橋跟蹤的流程五
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。 如圖I所示，是本發明一種船舶交通導航系統中目標穿越橋梁的實現方法的發明思想示意圖，其是將目標特徵信息的提取和關聯匹配的技術相結合，並將其應用於船舶交通導航系統中的目標穿越橋梁，具體實施步驟如下述，並可配合圖2所示(I)將不同信息源的橋梁目標的位置以一定的格式存儲在配置文件中；橋梁目標的位置由方位上的一系列有效線段來標識，線段的終點與起點分別表示橋梁在該方位上的距離跨度。(2)以江面上目標在統計意義上的平均速度為根據，劃分出目標入橋前，入橋時，出橋後三個區域；統計江面上各類目標的速度範圍，計算出主要目標(貨船，拖船等大型目標)所處於的速度區間，並以此為根據，結合雷達掃面間隔來劃分三個區域。(3)根據目標距離橋梁的相對距離來判定目標所處的區域，當目標進入入橋前的區域，即目標進入預過橋狀態，對該狀態下的目標進行目標特徵的保存；根據(I)中橋梁的位置信息，擬合出橋梁所在的直線，由點到直線的計算公式，計算出目標距離橋梁的相對距離，當目標進入預過橋狀態，則目標的特徵信息(距離，方位，幅度等)進行存儲，並在周期間加權迭代更新。(4)當目標進入入橋時的區域，即目標進入過橋狀態，對該狀態的目標進行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時間間隔進行估計外推；計算出目標距離橋梁的相對距離，當目標進入過橋狀態，保持目標航速，航向不變進行外推。(5)當目標進入出橋後的區域，即目標進入出橋後的狀態，以保存的目標特徵作為先驗知識，計算落入出橋後目標關聯區域內關聯點的相似度，認為相似度最高的點跡為當前目標的點跡，對相似度最高的點跡進行關聯。匹配關聯的過程，當目標進入出橋後的狀態，為(3)中所提取的目標特徵信息分配權值，對於落入目標關聯區域內的點跡，按照各部分點跡信息所佔的權重計算出點跡質量，當點跡質量過低時，認為點跡無效，當點跡質量超過預設置的門限時，選出點跡質量最高的點跡，將其與目標進行關聯。以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。
權利要求
1.ー種船舶交通導航系統中目標穿越橋梁狀態下的跟蹤實現方法，其特徵在於包括如下步驟 (1)將不同信息源的橋梁目標的位置以一定的格式存儲在配置文件中； (2)以江面上目標在統計意義上的平均速度為根據，劃分出目標入橋前，入橋時，出橋後三個區域； (3)根據目標距離橋梁的相對距離來判定目標所處的區域，當目標進入入橋前的區域，即目標進入預過橋狀態，對該狀態下的目標進行目標特徵的保存； (4)當目標進入入橋時的區域，即目標進入過橋狀態，對該狀態的目標進行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時間間隔進行估計外推； (5)當目標進入出橋後的區域，即目標進入出橋後的狀態，以保存的目標特徵作為先驗知識，計算落入出橋後目標關聯區域內關聯點的相似度，認為相似度最高的點跡為當前目標的點跡，對相似度最1 的點跡進行關聯。·
全文摘要
本發明公開一種船舶交通導航系統中對穿越橋梁狀態下的船舶跟蹤實現方法。目標在穿越橋梁時，實現的步驟為將不同信息源的橋梁目標的位置以一定的格式存儲在配置文件中；劃分出目標入橋前，入橋時，出橋後三個區域；根據目標距離橋梁的相對距離來判定目標所處的區域，當目標進入入橋前的區域，對該狀態下的目標進行目標特徵的保存；當目標進入入橋時的區域，對該狀態的目標進行航速，航向的固定，以信號源的掃描周期為時間間隔進行估計外推；當目標進入出橋後的區域，以保存的目標特徵作為先驗知識，計算落入出橋後目標關聯區域內關聯點的相似度，認為相似度最高的點跡為當前目標的點跡，對其進行關聯。此方法可有效地提高目標過橋的成功率。
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 優先權日2012年7月10日
發明者丁春, 姚遠 申請人:中國船舶重工集團公司第七二四研究所