本发明专利技术披露了一种船舶轨迹的简化方法。船舶轨迹化简可认为是对简化后的船舶散列轨迹点进行线性近似，本方法认为与一条直线平行且与直线距离为设定值的平行线间所夹的点都可近似为同一直线，从而对轨迹进行近似，以达到轨迹化简的效果。方法使用参数变换的思想简化了计算点到直线距离的复杂度。首先根据公式对已有初始点计算初始直线角度，接下来计算之后点到方向直线的距离作为判断是否属于当前直线的依据，完成之后重复上述方法对后续点进行判定，进而对轨迹进行简化。船舶可以认为是移动的对象，因此本方法是一种可以扩展应用到其他领域的通用算法。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及船舶轨迹及移动对象数据库领域，具体是一种基于参数变换的船舶轨 迹实时化简方法。
技术介绍
： 随着物流的发展，水上船舶数量飞速增加，移动信息也飞速增长。大量船舶频繁更 新位置信息时，海量的数据将会以一种无法预测的高频率等待中央处理器进行处理，并且 处理这些数据信息并不是都有意义的（例如当船舶在做直线运动时）。因此，为了高效地保 存船舶轨迹信息，方便后期对数据进一步管理和分析，产生了许多面向船舶的轨迹的化简 方法。船舶在移动时可以认为是移动的对象，因此本方法是一种可以扩展应用到其他领域 的通用算法。 移动对象轨迹化简问题作为移动对象数据库研宄领域的重要分支之一，对于高效 地管理和分析船舶数据有着至关重要的影响。移动对象轨迹化简本质是从组成曲线的点序 集合0中抽取一个点序集合0'，用这个子集作为一个新的信息源，在规定的精度范围内， 该子集从内容上尽可能地反映原子集0,而于数量上则尽可能地精简。进行矢量数据压缩的 核心是在不扰乱拓扑关系的前提下，对原始采集数据进行合理删减。 移动对象轨迹化简方法主要可以分为实时和非实时的方式；非实时算法通常是在 信号源发送数据到中央处理系统之后总体处理，而实时算法通常是用在信号源处有少量计 算能力的情况下，利用其少量的存储和计算能力，达到实时化简的结果。由于实时算法可以 动态处理输入流，且处理所需的资源较少，因此实时算法用途更广。本方法使用一种新的实 时轨迹化简算法作为核心，将船舶收集的周期位置信息转换为坐标系下的点，然后通过实 时化简，将数据简化，并通过无线网络传递到数据库中，减少了网络通信量，能够高效利用 数据库存储。
技术实现思路
： 船舶轨迹化简可认为是对散列的轨迹点进行线性近似，本方法认为与一条直线平 行且与直线距离为d的平行线简所夹的点都可近似为同一直线，从而对轨迹进行近似，以 达到轨迹化简的效果。 方法首先将需要处理的轨迹信息转化为直角坐标系x0y下的点，每个时刻t物 体的位置信息记为Pi (Xi,y)巧，Yi分别为i时刻X轴与y轴的坐标；原始轨迹记为0 = {P0,P1,P2,…，Pj;简化后轨迹记为S= {PQ'，P/，…上' }。之后将简化后的数据通过无 线网络上传并存储在移动对象数据库中。方法将原始数据分为两类：可简化点和非简化点； 首先初始点为不可简化点，然后根据判断准则判定是否不可简化。对于非简化点Pi,根据其 后继点&利用公式（1)计算其角度参数0w然后根据公式（2, 3)计算后续点Pk到直线距 离d，接下来依据此距离作为判断是否属于当前直线的依据，完成之后重复上述方法对后续 点进行判定，进而对轨迹进行简化。没次简化后，把不可简化点通过网络传送到服务器端的 数据库中保存。 其计算过程如下【主权项】1. ，包括如下步骤： 步骤1，针对船舶感知到的位置信息序列0,将其转化为直角坐标系下的坐标Pi(X。yi)，第一个点P。认定为非简化点，保存到非简化点集合S，传送到服务器保存到数据 库； 步骤2,计算初始直线在坐标系中的倾斜角0 :第二个点P,记为当前点P。根据公式 _ 义 6〇1二计算直线马巧的角度参数0。1; 步骤3,计算当前直线在坐标系中的倾斜角0 :当接下来的点Pj.到达时，根据公式 巧J=arctan^^^^计算直线写7^的角度参数0。； 步骤4,计算当前点到直线的距离d;根据公式0 =I0u-0uJ计算两直线的夹角 0 (小于31 /2)，并根据公式计算该点P岸j直线巧气的距离d; 步骤5,判断当前点是否在原来直线上；根据方法预设的距离阔值err,若d(ZidztOT!-， 则认为该点在原来的直线方向，否则，认为该点偏离原来直线； 步骤6,更新数据库，并做相应处理；若点Pj.仍在原来方向之上，则为简化该点并进入 步骤2 ;否则认为是非简化点，将其之前点Py传入数据库中的简化集合S保存，然后记当前 点Pi=Pj'-i; 步骤7,跳转到步骤2重新进行后续计算直到定位结束，保存最后一个点到数据库。【专利摘要】本专利技术披露了一种船舶轨迹的简化方法。船舶轨迹化简可认为是对简化后的船舶散列轨迹点进行线性近似，本方法认为与一条直线平行且与直线距离为设定值的平行线间所夹的点都可近似为同一直线，从而对轨迹进行近似，以达到轨迹化简的效果。方法使用参数变换的思想简化了计算点到直线距离的复杂度。首先根据公式对已有初始点计算初始直线角度，接下来计算之后点到方向直线的距离作为判断是否属于当前直线的依据，完成之后重复上述方法对后续点进行判定，进而对轨迹进行简化。船舶可以认为是移动的对象，因此本方法是一种可以扩展应用到其他领域的通用算法。【IPC分类】G06F17-50【公开号】CN104794295【申请号】CN201510210005【专利技术人】许惠, 杨智应 【申请人】上海海事大学【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年4月28日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船舶轨迹实时简化方法，包括如下步骤：步骤1，针对船舶感知到的位置信息序列O，将其转化为直角坐标系下的坐标Pi(xi,yi),第一个点P0认定为非简化点，保存到非简化点集合S，传送到服务器保存到数据库；步骤2，计算初始直线在坐标系中的倾斜角θ：第二个点P2记为当前点Pi,根据公式θ01=arctanx1-x0y1-y0]]>计算直线的角度参数θ01；步骤3，计算当前直线在坐标系中的倾斜角θ：当接下来的点Pj到达时，根据公式θij=arctanxj-xiyj-yi]]>计算直线的角度参数θij；步骤4，计算当前点到直线的距离d：根据公式θ＝|θij‑θi,j+1|计算两直线的夹角θ(小于π/2)，并根据公式D=||PiPj‾||d=D·sinθ]]>计算该点Pj到直线的距离d；步骤5，判断当前点是否在原来直线上：根据方法预设的距离阈值err,若则认为该点在原来的直线方向，否则，认为该点偏离原来直线；步骤6，更新数据库，并做相应处理：若点Pj仍在原来方向之上，则为简化该点并进入步骤2；否则认为是非简化点，将其之前点Pj‑1传入数据库中的简化集合S保存，然后记当前点Pi＝Pj‑1；步骤7，跳转到步骤2重新进行后续计算直到定位结束，保存最后一个点到数据库。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许惠，杨智应，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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