基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统和方法，该目标跟踪系统和方法应用于智能船舶的先进技术领域，实现对指定海域内的目标船舶进行精准跟踪。该系统包括：布设在沿岸线上的岸基雷达，位于智能船舶上的智能船舶监测系统，数据融合系统，航迹预测系统以及航迹优化系统；航迹预测系统对所述融合监测数据进行分析处理，得出所述目标船舶的预测航行轨迹；航迹优化系统对预测航行轨迹进行优化处理，获得目标船舶的优化预测轨迹，以使智能船舶根据优化预测轨迹对目标船舶进行目标跟踪；该目标跟踪系统和方法借助于岸基雷达和智能船舶监测系统，获取目标船舶的精准轨迹。

Intelligent ship shore cooperative target tracking system and method based on shore based radar

【技术实现步骤摘要】
基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统和方法
本专利技术属于智能船舶航迹追踪
，具体的说是一种基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统和方法。
技术介绍
随着现代科技的快速发展，水上航运安全监管也逐步向信息化、网络化、智能化方向迈进。航运业的发展，使得船舶种类和数量增加，海域交通密度以及危险货物装载量也不断增加，容易导致海损事故的发生，严重威胁着船舶的航行安全和海洋生态环境。因此，有效实现对监测海域内船舶航行轨迹的及时追踪和预测是海上交通事故预警的重要技术支持，同时也对船舶航行安全和海洋生态环境具有重要意义。目前，常用的船舶雷达结合计算机技术，可以实现用于跟踪和探测海洋上的船舶目标，可以测量目标船舶的航向、距离、速度、方位、最近会遇距离和最近会遇时间；也可自主监测海域目标。但船用雷达也存在技术上的缺点：因受探测距离的限制，探测过程中会存在盲区；因为雷达是电磁波探测，在遇到非目标障碍物时，反射回来的信息会受到影响；另外船舶雷达测量精度不高，当出现多目标时，容易出现目标丢失或跟踪错误；最后船舶雷达受天气影响较大。船舶AI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，包括：布设在沿岸线上的岸基雷达，位于智能船舶上的智能船舶监测系统，数据融合系统，航迹预测系统以及航迹优化系统；/n所述岸基雷达采集岸基雷达监测数据；/n所述智能船舶监测系统采集船舶监测数据；/n所述数据融合系统将所述岸基雷达监测数据与所述智能船舶监测数据融合，得到关于目标船舶的融合监测数据；/n所述航迹预测系统对所述融合监测数据进行分析处理，得出所述目标船舶的预测航行轨迹；/n所述航迹优化系统对所述预测航行轨迹进行优化处理，获得所述目标船舶的优化预测轨迹，以使所述智能船舶根据优化预测轨迹对所述目标船舶进行目标跟踪。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，包括：布设在沿岸线上的岸基雷达，位于智能船舶上的智能船舶监测系统，数据融合系统，航迹预测系统以及航迹优化系统；
所述岸基雷达采集岸基雷达监测数据；
所述智能船舶监测系统采集船舶监测数据；
所述数据融合系统将所述岸基雷达监测数据与所述智能船舶监测数据融合，得到关于目标船舶的融合监测数据；
所述航迹预测系统对所述融合监测数据进行分析处理，得出所述目标船舶的预测航行轨迹；
所述航迹优化系统对所述预测航行轨迹进行优化处理，获得所述目标船舶的优化预测轨迹，以使所述智能船舶根据优化预测轨迹对所述目标船舶进行目标跟踪。


2.如权利要求1所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，所述岸基雷达的数量为多个，形成航道和海域内的网状监测系统；所述智能船舶监测系统包括船舶雷达和船舶AIS系统。


3.如权利要求1或2所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，所述岸基雷达监测数据和所述船舶监测数据包括船舶位置和船舶速度。


4.如权利要求1或2所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，所述数据融合系统对所述船舶监测数据进行插值计算，计算空缺时段的数据近似值，从而将船舶监测数据和岸基雷达监测数据在时间上相匹配；以及根据墨卡托投影原理，将船舶的经纬度坐标转换为在平面的墨卡托海图上坐标，从而在空间上将船舶监测数据和岸基雷达监测数据转化到同一平面坐标系下。


5.如权利要求1或2所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，所述航迹预测系统采用动态系统数据分析的方式对目标船舶的航行轨迹进行跟踪预测，得出目标船舶的预测航行轨迹。


6.如权利要求5所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，所述航迹预测系统通过状态方程和观测方程来描述所述动态系统，所述状态方程和观测方程如下：
状态方程：
s(k)＝As(k-1)+u(k)
观测方程：
z(k)＝Hs(k)+v(k)，
其中，状态值矩阵为s(k)＝[x,vx,y,vy]，分别代表航迹的横轴坐标、横轴方向上的速度分量、纵轴坐标、纵轴方向上的速度分量，k表示的是(0,1,2…)时刻；
观测值为[x,y]T，代表观测航迹横纵轴的坐标，也就是经纬度，z(k)是k时刻的观测值；A为系统状态转移矩阵，H为观测矩阵；
u(k)、v(k)分别表示的是状态和观测时的噪声，被假设成高斯噪声，其中，v(k)～N(0,Q)，u(k)～N(0,R)，Q和R是相对的，表示更相信观测还是更相信预测。


7.如权利要求6所述的基于岸基雷达的智能船舶船岸协同目标跟踪系统，其特征在于，所述航迹预测系统在采用动态系统数据分析的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，夏媛媛，姜雨函，朱慎超，王曼曼，万倩男，董晓斐，
申请(专利权)人：智慧航海青岛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37