[發明專利]一種船舶航路提取以及航跡偏離檢測的方法在審

申請號：	201811235760.5	申請日：	2018-10-23
公開（公告）號：	CN109543715A	公開（公告）日：	2019-03-29
發明（設計）人：	馬杰;李文楷;牛元淼;張春瑋;劉琪	申請（專利權）人：	武漢理工大學
主分類號：	G06K9/62	分類號：	G06K9/62
代理公司：	湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102	代理人：	張惠玲
地址：	430070 湖***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	航跡模型訓練船舶高斯過程回歸偏離檢測航跡線噪聲數據聚類分析表征能力大型數據聚類算法歷史信息統計建模線性回歸異常點有效地構建聚類去除偏離航線學習
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【說明書】：

本發明公開了一種船舶航路提取以及航跡偏離檢測的方法，所述計算方法包括如下步驟：獲取船舶的歷史信息和位置信息；進行處理噪聲；構建高斯過程回歸模型進行模型訓練和學習，通過模型訓練得到正常的主航跡線；基于模型訓練的主航跡線，判別偏離航線的異常點。本發明的優點在于：其聚類算法更適合做大型數據的聚類，核心點不確定的數據聚類分析，得到的簇數更加細致和精確，簇內的相似性更高。可以有效地去除噪聲的影響，更好的對船舶航路類別進行提取。其高斯過程回歸基于無參統計建模，無需事先假定航跡模型，相對于線性回歸對不確定航跡具有良好的表征能力。

技術領域

本發明涉及海事安全技術領域，具體指一種船舶航路提取以及航跡偏離檢測的方法。

背景技術

航運業的飛速發展，使我們在享受海上交通運輸帶來的便利的同時，也在承受著交通事故帶來的損失。一些重要航道的交通密度持續增加，水上交通安全事故的概率也隨之增加，其造成的損失也在逐年遞增。

船舶主航跡能為船舶事故的調查等提供有效依據，主航跡在航海中的廣泛應用使得船舶主航跡的提取需求越來越迫切，航路提取方法急待優化，有效、方便、快捷的航路提取方法對航運業的發展有著巨大的促進作用。準確感知船舶航跡模式并進行異常檢測能有效發現船舶危險行為并實現快速預警，對防范船舶偏航、船舶擱淺以及碰撞等事故的發生具有重要作用。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種船舶航路提取以及航跡偏離檢測的方法，其具有更高的計算精度，對于船舶航路提取精度較高，航跡偏離檢測更為準確。

為實現上述目的，本發明所設計的一種船舶航路提取以及航跡偏離檢測的方法，所述計算方法包括如下步驟：

步驟1：獲取船舶的歷史信息和位置信息，這一步驟是為了方便進行聚類處理；

步驟2：進行處理噪聲；

步驟3：構建高斯過程回歸模型進行模型訓練和學習，通過模型訓練得到正常的主航跡線；

步驟4：基于模型訓練的主航跡線，判別偏離航線的異常點。

進一步地，所述步驟1的具體步驟為：

通過海面雷達獲得船舶的歷史信息和位置信息，原始航跡點數據T為N個航跡點(X_i，Y_i，t_i)構成的集合：T＝{(x₁，y₁，t₁)，(x₂，y₂，t₂)，…(x_N，y_N，t_N)}，其中x_i和y_i下標表示航跡序列中第i個時間點上的經度和緯度，t_i對應時間戳，通過高斯投影轉換方式將地理坐標轉換為大地坐標x^*＝[x^*₁,x^*₂…x*_n]和y^*＝[y^*₁,y^*₂…y^*_n]。