专利名称：一种船舶交通导航系统对穿越桥梁状态下的船舶跟踪实现方法
技术领域：
本发明涉及一种船舶交通导航系统对穿越桥梁状态下的船舶跟踪实现方法，属于雷达目标处理领域，尤其是指用于船舶交通导航系统(Vessel Traffic System,简称VTS)中目标穿越桥梁以及抛锚、起锚状态下的跟踪技术。
二
背景技术：
在VTS中，当目标在穿越横跨在长江上的桥梁时，由于桥梁回波的影响，会出现目 标点迹丢失的情况，这样会导致目标跟踪的失败；此时，若该目标穿越桥梁之后，其点迹又会再次出现在雷达探测范围之中，雷达需要继续对其进行跟踪。这样从监控整体考虑，有必要对目标过桥的时候，对其进行特殊处理，保证跟踪的连续性与准确性。在雷达监视区域内，江面或海面的情况往往非常复杂，有导航设备和没有导航设备的船只、有AIS (Automatic Identification System,船舶自动识别系统)设备和没有AIS设备的船只、大中小目标同时存在，并且目标经常比较密集。这些不利的因素，都给目标的过桥带来了非常大的困难。如果过桥失败，会导致目标丢失或者目标跟踪错误，有可能带来重大事故，如碰撞等。因此，目标的准确跟踪对于整体导航、管理来说都具有十分重要的意义，本案即是基于这样考虑而产生。
三

发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种船舶交通导航系统中目标在特殊情况下跟踪的实现方法，其可减少关联错误的可能性，降低跟踪失败的可能性。本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是一种船舶交通导航系统中目标穿越桥梁的实现方法，包括如下步骤目标穿越桥梁(I)将不同信息源的桥梁目标的位置以一定的格式存储在配置文件中；(2)以江面上目标在统计意义上的平均速度为根据，划分出目标入桥前，入桥时，出桥后三个区域；(3)根据目标距离桥梁的相对距离来判定目标所处的区域，当目标进入入桥前的区域，即目标进入预过桥状态，对该状态下的目标进行目标特征的保存；(4)当目标进入入桥时的区域，即目标进入过桥状态，对该状态的目标进行航速，航向的固定，以信号源的扫描周期为时间间隔进行估计外推；(5)当目标进入出桥后的区域，即目标进入出桥后的状态，以保存的目标特征作为先验知识，计算落入出桥后目标关联区域内关联点的相似度，认为相似度最高的点迹为当IU目标的点迹，对相似度最闻的点迹进行关联。
采用上述方案后，本发明将目标特征信息的提取和关联匹配的技术相结合，其中，利用目标特征信息提取技术，从而可以有效地得到目标在一定时间范围内雷达回波的特征；利用关联匹配技术，可以提高目标与点迹关联的正确性。采用上述方案后，系统将具有实时性好、目标跟踪的准确率和稳定性高的特点。
四


图I是本发明过桥跟踪的发明思想示意图；图2是本发明过桥跟踪的流程五
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。 如图I所示，是本发明一种船舶交通导航系统中目标穿越桥梁的实现方法的发明思想示意图，其是将目标特征信息的提取和关联匹配的技术相结合，并将其应用于船舶交通导航系统中的目标穿越桥梁，具体实施步骤如下述，并可配合图2所示(I)将不同信息源的桥梁目标的位置以一定的格式存储在配置文件中；桥梁目标的位置由方位上的一系列有效线段来标识，线段的终点与起点分别表示桥梁在该方位上的距离跨度。(2)以江面上目标在统计意义上的平均速度为根据，划分出目标入桥前，入桥时，出桥后三个区域；统计江面上各类目标的速度范围，计算出主要目标(货船，拖船等大型目标)所处于的速度区间，并以此为根据，结合雷达扫面间隔来划分三个区域。(3)根据目标距离桥梁的相对距离来判定目标所处的区域，当目标进入入桥前的区域，即目标进入预过桥状态，对该状态下的目标进行目标特征的保存；根据(I)中桥梁的位置信息，拟合出桥梁所在的直线，由点到直线的计算公式，计算出目标距离桥梁的相对距离，当目标进入预过桥状态，则目标的特征信息(距离，方位，幅度等)进行存储，并在周期间加权迭代更新。(4)当目标进入入桥时的区域，即目标进入过桥状态，对该状态的目标进行航速，航向的固定，以信号源的扫描周期为时间间隔进行估计外推；计算出目标距离桥梁的相对距离，当目标进入过桥状态，保持目标航速，航向不变进行外推。(5)当目标进入出桥后的区域，即目标进入出桥后的状态，以保存的目标特征作为先验知识，计算落入出桥后目标关联区域内关联点的相似度，认为相似度最高的点迹为当前目标的点迹，对相似度最高的点迹进行关联。匹配关联的过程，当目标进入出桥后的状态，为(3)中所提取的目标特征信息分配权值，对于落入目标关联区域内的点迹，按照各部分点迹信息所占的权重计算出点迹质量，当点迹质量过低时，认为点迹无效，当点迹质量超过预设置的门限时，选出点迹质量最高的点迹，将其与目标进行关联。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.ー种船舶交通导航系统中目标穿越桥梁状态下的跟踪实现方法，其特征在于包括如下步骤 (1)将不同信息源的桥梁目标的位置以一定的格式存储在配置文件中； (2)以江面上目标在统计意义上的平均速度为根据，划分出目标入桥前，入桥时，出桥后三个区域； (3)根据目标距离桥梁的相对距离来判定目标所处的区域，当目标进入入桥前的区域，即目标进入预过桥状态，对该状态下的目标进行目标特征的保存； (4)当目标进入入桥时的区域，即目标进入过桥状态，对该状态的目标进行航速，航向的固定，以信号源的扫描周期为时间间隔进行估计外推； (5)当目标进入出桥后的区域，即目标进入出桥后的状态，以保存的目标特征作为先验知识，计算落入出桥后目标关联区域内关联点的相似度，认为相似度最高的点迹为当前目标的点迹，对相似度最1 的点迹进行关联。·
全文摘要
本发明公开一种船舶交通导航系统中对穿越桥梁状态下的船舶跟踪实现方法。目标在穿越桥梁时，实现的步骤为将不同信息源的桥梁目标的位置以一定的格式存储在配置文件中；划分出目标入桥前，入桥时，出桥后三个区域；根据目标距离桥梁的相对距离来判定目标所处的区域，当目标进入入桥前的区域，对该状态下的目标进行目标特征的保存；当目标进入入桥时的区域，对该状态的目标进行航速，航向的固定，以信号源的扫描周期为时间间隔进行估计外推；当目标进入出桥后的区域，以保存的目标特征作为先验知识，计算落入出桥后目标关联区域内关联点的相似度，认为相似度最高的点迹为当前目标的点迹，对其进行关联。此方法可有效地提高目标过桥的成功率。
文档编号G01S13/72GK102736079SQ20121024321
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者丁春, 姚远 申请人:中国船舶重工集团公司第七二四研究所