[發明專利]一種基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法

有效

• 申請號: 201710256382.8
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106970387B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 初秀民;李佳;蔣仲廉;雷進宇;張代勇;劉磊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G08G3/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、在需要測定交通流量的斷面內架設AIS基站和雷達設備，選取包含所述的斷面的矩形區域，由AIS信號和雷達信號雙覆蓋；

S2、在所述的矩形區域內，利用AIS采集動態數據和靜態數據，動態數據包括船舶的船速、航向角和位置，靜態數據包括船舶的尺寸；利用雷達掃描計算得到船舶的船速、航向角、位置及尺寸；

S3、通過歷史船舶信息，采用深度學習法，將AIS和雷達得到的數據進行融合，進行分類識別：只有AIS數據沒有雷達數據的船舶，判定該船舶為停泊狀態；既有AIS數據、也有雷達數據的船舶，判定該船舶為在該矩形區域正常航行；只有雷達數據沒有AIS數據的船舶，判定該船舶為未安裝AIS設備，將該船舶的信息存入雷達數據庫；

S4、對通過斷面的船舶進行識別，確定交通流量；

所述的S3具體為：

3.1、對AIS數據和雷達數據分別進行存儲，提取AIS數據和雷達數據的共同特征，作為判斷船舶是否同時具備AIS數據和雷達數據的依據；所述的共同特征包括船長、船寬、經度、緯度、船速、航向、速度變化率和航向變化率；

3.2、將AIS數據和雷達數據的共同特征進行對比，對于只有雷達數據的船舶，單獨進行存儲，作為船舶的雷達數據模型；

3.3、對既有AIS數據、也有雷達數據的船舶，采用稀疏編碼的方式對AIS數據和雷達數據進行處理，得到最終的船舶模型向量。

2.根據權利要求1所述的基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法，其特征在于：所述的S1中，選取的矩形區域使得所述的斷面位于矩形區域的中間。

3.根據權利要求1所述的基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法，其特征在于：所述的S2中，利用雷達掃描計算得到船舶的船速、航向角、位置及尺寸，具體步驟為：

2.1、對采集到的雷達圖像進行預處理，得到帶有獨立光斑目標的雷達圖像；

2.2、目標船舶的識別：對一定數量的連續雷達圖像進行分析，通過光斑像素大小和經緯度的變化來加以區分，提取真實航行的船舶作為目標船舶；

2.3、船舶參數的計算：通過同一目標船舶在一定數量的連續雷達圖像中占有的像素個數和位置，來計算船舶的船速、航向角、位置及尺寸。

4.根據權利要求2所述的基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法，其特征在于：所述的S4具體為：

4.1、在所述的矩形區域內構建直角坐標系，所述的斷面由一條設定了取值范圍的直線方程來表達；

4.2、矩形區域滿足條件包括：覆蓋整個斷面直線、船舶在該矩形區域內斷面直線兩邊至少各有一個船舶航行軌跡點；

4.3、利用S3融合后的數據，提取船舶的位置并按時間保存；若相鄰時間的船舶位置之間的連線與斷面直線之間有交點，則將船舶的信息進行處理并匯入到統計表中。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的基于AIS與雷達數據融合的內河航道交通流檢測方法，其特征在于：本方法還包括S5、對通過斷面的船舶，查詢其靜態數據，根據船型、船長及噸位特征進行分類統計，再采用統計圖形顯示各類船舶信息。