[發明專利]一種船橋碰撞事故預警與記錄方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202010558517.8
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111710192A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 文元橋;陳芊芊;肖長詩;黃亞敏;朱曼;吳博
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02;G07C5/08;G08B25/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 易賢衛

1.一種船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取從橋體發射雷達波至船體后接收到的反射波信號、從橋體角度拍攝的船舶的圖像信號，根據所述反射波信號以及圖像信號計算船橋碰撞事故的碰撞概率，并根據所述碰撞概率進行碰撞預警；

獲取橋體受力信息，根據所述受力信息判斷是否發生船橋碰撞事故，如果沒有發生，則記錄最近第一設定時間段內的反射波信號、圖像信號以及受力信息，如果發生，則記錄第二設定時間段內的反射波信號、圖像信號以及受力信息，并獲取當前位置信息，將所述當前位置信息發送至遠程終端。

2.根據權利要求1所述的船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，根據所述反射波信號以及圖像信號計算船橋碰撞事故的碰撞概率，并根據所述碰撞概率進行碰撞預警，具體為：

根據所述反射波信號進行目標檢測，得到目標船舶；

結合所述反射波信號以及所述圖像信號對所述目標船舶進行目標跟蹤，得到所述目標船舶的實時航跡；

根據所述實時航跡對所述目標船舶進行航跡預測，得到預測航跡；

根據所述預測航跡計算目標船舶碰撞橋體的碰撞概率，如果碰撞概率大于設定概率，則輸出預警信號，否則進行下一目標船舶的檢測預警。

3.根據權利要求2所述的船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，根據所述反射波信號進行目標檢測，得到目標船舶，具體為：

對所述反射波信號進行信號處理，得到多個檢測目標；

根據預設的各類物體存在概率，對所述檢測目標進行初篩，篩選出存在概率大于設定概率的檢測目標作為初篩目標；

根據雷達的探測范圍篩除不在探測范圍之內的初篩目標；

計算初篩目標相鄰幀反射波信號之間的信號差值，篩除信號差值大于設定差值的初篩目標，得到所述目標船舶。

4.根據權利要求2所述的船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，結合所述反射波信號以及所述圖像信號對所述目標船舶進行目標跟蹤，得到所述目標船舶的實時航跡，具體為：

根據目標船舶的反射波信號獲取目標船舶的第一位置信息；

根據目標船舶的圖像信號獲取目標船舶的第二位置信息；

將所述第一位置信息以及所述第二位置信息分別轉換至以橋體為參照物建立的坐標系中，并進行融合，得到目標船舶與橋體之間的相對位置信息；

結合目標船舶的多幀反射波信號以及多幀圖像信號，建立所述相對位置信息與時間之間的映射關系，得到所述實時航跡。

5.根據權利要求2所述的船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，根據所述實時航跡對所述目標船舶進行航跡預測，得到預測航跡，具體為：

根據所述實時航跡計算目標船舶的航速以及航向；

以所述航速以及航向作為狀態向量，利用卡爾曼濾波算法對目標船舶下一時刻的位置進行預測，得到預測位置信息：

根據所述預測位置信息建立跟蹤門，根據所述跟蹤門對后續量測點進行數據關聯，得到所述預測航跡。

6.根據權利要求4所述的船橋碰撞事故預警與記錄方法，其特征在于，根據所述跟蹤門對后續量測點進行數據關聯，得到所述預測航跡，具體為：

計算量測點與預測位置之間的歸一化距離：

其中，d_ij為所述歸一化距離，Z(k+1)為k+1時刻的的量測點位置信息，為k+1時刻的預測位置信息

對量測點進行跟蹤門限制，篩選出歸一化距離小于跟蹤門閾值的量測點：

d_ij≤G_ij

其中，G_ij為跟蹤門閾值常數；

構建分配函數，計算所述量測點與各實時航跡的分配函數值，選擇分配函數值最小的實時航跡作為所述量測點的配對航跡：

其中，D_max為設定的最大距離值；m為實際航跡的數量，n為量測點的數量；

結合所述量測點與相應的配對航跡得到所述預測航跡。