[發明專利]一種基于目標航跡偏航避碰預警方法及裝置

有效

• 申請號: 201711344822.1
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108061893B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 魯曉軍;黃留進
• 申請（專利權）人: 南京朝焱智能科技有限公司
• 主分類號: G01S13/933
• 分類號: G01S13/933;G01S13/937;G01S13/88
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 郭鴻雁

一種基于目標航跡偏航避碰預警方法及裝置，檢測目標的實時航線，并計算實時航線的曲率，將實時航線的曲率與設定航線的曲率進行比較，當實時航線的曲率偏離設定航線的曲率閾值范圍時判定目標偏離航線，在計算實時航線某一點的曲率時，通過提取該點的前一坐標和后一坐標計算，通過快速取點的方式計算目標運行軌跡的曲率，避免了復雜的曲線運算，避免使用三角函數計算，無需預測即可實現偏航預警；直接使用Rsqrtps指令進行開方倒數運算，避免的復雜的C語言函數運算；算法中使用矩陣參與運算，數據可以批量處理目標數據，同時充分利用CPU中的SIMD指令功能，在Intel平臺架構下使用SSE運算，大大提高了運算效率。

技術領域

本發明涉及一種基于目標航跡偏航避碰預警方法及裝置。

背景技術

在航空，航海等活動中，雷達系統或監控中心經常要對目標的航向進行預判，進而對目標可能會偏離航向等問題進行預警。對目標的軌跡進行預測并指出其可能發生的偏航碰撞風險進行預警是雷達系統或云平臺系統必備的要求。

現有的預警方法中，神經網絡、模擬退火的算法具有較高的準確性，但它們需要大量的樣本數據進行訓練，并且運算時間較長，不適合做實時大量目標的預警，實際操作中經常用到的卡爾曼濾波法，計算簡單，實時性較強，但卡爾曼濾波采用的是目標物距離設定航線的長度來判斷是否偏航，往往會出現剛開始偏離角度大但偏離長度小不會引起報警，當偏航長度大引起報警時又造成反饋不及時的問題，另外對于大量目標的預測存在數據處理時間長，計算機運算性能利用不充分的問題。

發明內容

為克服現有技術問題，本發明提供一種基于目標航跡偏航避碰預警方法及裝置。

一種基于目標航跡偏航避碰預警方法，檢測目標的實時航線，并計算實時航線的曲率，將實時航線的曲率與設定航線的曲率進行比較，當實時航線的曲率偏離設定航線的曲率閾值范圍時判定目標偏離航線，在計算實時航線某一點的曲率時，通過提取該點的前一坐標和后一坐標計算：

在計算P_a+1點的曲率時，

首先提取規定時間內實時航線上P_a+1點的相對坐標以及與P_a+1點相鄰連續的兩個點的相對坐標，分別為P_a(x_a,y_a)，P_a+1(x_a+1,y_a+1)，P_a+2(x_a+2,y_a+2)；

然后通過三個點的相對坐標計算P_a+1點的夾角Δα，K₁為P_a+1點到P_a點的轉角切線斜率，K₂為P_a+2點到P_a+1點的轉角切線斜率；選取的三個點位置相近Δα≈tanΔα；

計算P_a+2點到P_a+1點的弧長Δs，

最后計算P_a+1點的曲率ξ：a為選取的目標點的序號，a＝0，1，2，3……。

優選的是，當目標為多個時，檢測各個目標的實時航線，并將各個目標的實時航線的曲率配置到曲率集[ξ]中，將各個實時航線的曲率與相應的設定航線的曲率進行比較，當實時航線的曲率偏離設定航線的曲率閾值范圍時判定該目標偏離航線；

以P_m,a(x_m,a,y_m,a)為第m個目標的第a個點的相對坐標P_a，每個目標的提取頻率相同，在計算時各個點的曲率時，