基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法技术

本发明专利技术实施例提供一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法，本发明专利技术方法，包括：处理器根据原始标绘对应的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门；识别所述预测波门内的轨迹目标；判断所述轨迹目标个数是否大于0，若是，则确定所述原始标绘为跟踪目标存在，并判断所述轨迹目标个数是否大于1，若大于1，则选择最优所述轨迹目标关联原始标绘；若等于1，则采用αβ滤波关联原始标绘；若否，则确定所述原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘。本发明专利技术实施例实现了对于各类情况可以进行综合分析处理，轨迹目标的跟踪结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法
本专利技术实施例涉及计算机科学领域，尤其涉及一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法。
技术介绍
船舶追踪是指通过技术手段实时监控船舶的所在位置，从而对船舶的安全生产和船期执行情况做到远程实时跟踪。实现船舶的实时追踪具有非常重要的商业价值。一方面船公司、租家等船舶经营人可以远程监控船舶的实时动态，从而对船舶的安全管理和船期的执行情况了然于心。另一方面对于港口管理机关而言，可以实现对港区内船舶的全部监控，便于更好的安排作业计划和保障港区安全。此外，船舶服务辅助行业如船舶代理公司、备件物料供应公司都可以通过实现掌握所在港口的船舶动态提前联系船东获得更多的业务机会。轨迹目标跟踪技术是指对根据雷达图像提取出来的标绘目标进行对比匹配，最终形成具有各类航行信息的轨迹目标的方法。目前此类算法大多依据卡尔曼滤波的各个形式对目标的运动进行建模，根据模型对轨迹目标进行推算。依据推算结果获得最有可能的匹配目标或是直接采用直线外推及时间对齐进行目标匹配。已有轨迹目标跟踪技术对于各类情况无法进行综合分析处理，并且轨迹目标跟踪结果不够准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法，以克服现有技术中轨迹目标跟踪技术对于各类情况无法进行综合分析处理，轨迹目标跟踪结果不够准确的问题。本实施例提供了一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法，包括：处理器根据原始标绘对应的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门；识别所述预测波门内的轨迹目标；判断所述轨迹目标个数是否大于0，若是，则确定所述原始标绘为跟踪目标存在，并判断所述轨迹目标个数是否大于1，若大于1，则选择最优所述轨迹目标关联原始标绘；若等于1，则采用αβ滤波关联原始标绘；若否，则确定所述原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘。进一步地，所述采用αβ滤波关联原始标绘，包括：处理器将所述原始标绘的极坐标转换为笛卡尔坐标；采用公式求得所述原始标绘位置值与轨迹预测位置值差的信任程度α；采用公式求得所述原始标绘位置值与轨迹预测位置值差异对速度影响的信任程度β；根据所述αβ求得轨迹目标位置坐标、轨迹目标对应的速度；公式根据所述轨迹目标位置坐标、轨迹目标对应的速度确定轨迹目标，其中，所述Xp为预测波门中心点横坐标，所述XT为轨迹目标的横坐标，所述Xm为原始标绘的横坐标，所述Yp为预测波门中心点纵坐标，所述YT为轨迹目标的纵坐标，所述Ym为原始标绘的纵坐标，所述VXT为轨迹目标速度X轴分量，所述VXP为原始标绘速度X轴分量，所述VYT为轨迹目标速度Y轴分量，所述VYP为轨迹目标原始标绘速度Y轴分量，所述P为雷达扫描周期。进一步地，所述选择最优所述轨迹目标关联原始标绘，包括：处理器计算所述轨迹目标的质量与面积的连贯性以及与航行轨迹的距离；根据所述连贯性以及所述距离建立所述轨迹目标与所述航行轨迹的对应关系；根据所述对应关系建立关联矩阵；根据所述关联矩阵计算最优对应关系；选取所述最优对应关系中的轨迹目标关联原始标绘。进一步地，所述识别所述预测波门内的轨迹目标之后，还包括：根据所述轨迹目标的方向和速度确定所述轨迹目标对应的原始标绘处于锚泊状态。进一步地，所述确定所述原始目标原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘，包括：处理器将所述原始标绘对应的预测波门按当前的质量因子查询对应预测波门面积系数表中的系数值，并根据所述系数值标识的倍数扩大所述预测波门。进一步地，所述处理器将所述原始目标原始标绘对应的预测波门扩大一倍之后，还包括：判断所述轨迹目标个数是否大于0，若否，则采用计数器为跟踪目标丢失次数计数；判断所述次数是否大于阈值次数，若大于，则将所述原始目标原始标绘标识为跟踪目标丢失。本专利技术实施例通过判断轨迹目标个数是否大于0，若是，则确定所述原始标绘为跟踪目标存在，并判断所述轨迹目标个数是否大于1，若大于1，则选择最优轨迹目标关联原始标绘，若等于1则采用αβ滤波关联原始标绘，对于原始标绘不存在跟踪目标的情况，则采用直线外推所述轨迹秒关联所述原始标绘，实现了对于各类情况可以进行综合分析处理，轨迹目标的跟踪结果更加准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法流程图；图2为本专利技术轨迹目标检测扇形区示意图；图3为本专利技术预测波门的示意图；图4为本专利技术直线外推轨迹目标关联原始标绘示意图；图5为本专利技术原始标绘经过桥区过程示意图；图6为本专利技术原始标绘处于锚泊状态示意图；图7为本专利技术原始标绘关联上采用αβ滤波关联轨迹目标方法流程图；图8为本专利技术原始标绘极坐标转换笛卡尔坐标示意图；图9为本专利技术原始标绘关联最优关联轨迹目标方法流程图；图10为本专利技术原始标绘与浮标重叠方法流程图；图11为本专利技术基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法整体流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：步骤101、处理器根据原始标绘对应的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门；具体来说，原始标绘为雷达扫描区域的标绘目标，处理器根据原始标绘的雷达图像所提取出来的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门。图2为本专利技术轨迹目标检测扇形区示意图，如图3所示，扇形区域1对应的扇形区角度的1/2与扇形区域2对应的扇形区角度的1/2组合成轨迹目标检测扇形区3。为了使检测扇形区内的轨迹目标下次更新的位置不超出扇形区1和扇形区2的组合，需要合理设置雷达区域划分为扇形区的个数。根据当前的质量因子Qa到预测波门面积系数表索引出质量因子值FQa，然后根据如下公式计算出新的预测波门大小。Δρ＝δρ×FQaΔθ＝ρ×δθ×FQa其中，Δρ为预测波门距离跨度，Δθ为预测波门方位跨度，δρ为雷达距离均方误差，FQa为当前质量因子对应的F表中的系数值，ρ为预测波门中心点到雷达中心点的距离，δθ为雷达方位均方误差，图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法，其特征在于，包括：处理器根据原始标绘对应的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门；识别所述预测波门内的轨迹目标；判断所述轨迹目标个数是否大于0，若是，则确定所述原始标绘为跟踪目标存在，并判断所述轨迹目标个数是否大于1，若大于1，则选择最优所述轨迹目标关联原始标绘；若等于1，则采用αβ滤波关联原始标绘；若否，则确定所述原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘。

【技术特征摘要】
1.一种基于αβ滤波的船舶目标跟踪处理方法，其特征在于，包括：处理器根据原始标绘对应的标绘目标的位置以及航向航速建立预测波门；识别所述预测波门内的轨迹目标；判断所述轨迹目标个数是否大于0，若是，则确定所述原始标绘为跟踪目标存在，并判断所述轨迹目标个数是否大于1，若大于1，则选择最优所述轨迹目标关联原始标绘；若等于1，则采用αβ滤波关联原始标绘；若否，则确定所述原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘；所述确定所述原始标绘为跟踪目标不存在，并采用直线外推所述轨迹目标关联所述原始标绘，包括：处理器将所述原始标绘对应的预测波门按当前的质量因子查询对应预测波门面积系数表中的系数值，并根据所述系数值标识的倍数扩大所述预测波门。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用αβ滤波关联原始标绘，包括：处理器将所述原始标绘的极坐标转换为笛卡尔坐标；采用公式求得所述原始标绘位置值与轨迹预测位置值差的信任程度α,其中，k为设定值；采用公式求得所述原始标绘位置值与轨迹预测位置值差异对速度影响的信任程度β；根据所述αβ求得轨迹目标位置坐标、轨迹目标对应的速度；公式

【专利技术属性】
技术研发人员：庞福文，付震，蒋剑平，陈文彬，朱凌，
申请(专利权)人：大连海大船舶导航国家工程研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21