一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，属于数据模拟技术领域。针对国内外还没有成熟的水上交通事故再现模拟分析方法，本发明专利技术通过多源空间数据融合的水上交通事故场景，为事故分析与判定提供综合的空间信息服务，在多源空间数据融合和AIS等船舶航行数据的基础上，研究了水上交通事故再现模拟中的航迹模拟，设计了基于多源空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方案，给出了航迹模拟实现的方法，开发了基于多源空间数据融合的水上交通事故航迹模拟系统，并应用到船舶碰撞这一典型水上交通事故，为水上交通事故再现模拟研究提供了新的应用模式。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法
本专利技术属于数据模拟
，具体涉及一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法。
技术介绍
我国是一个航运大国，拥有丰富的水运资源，港口众多、船舶保有量巨大。水上交通运输是社会经济发展的基础战略性行业。与其他交通运输方式不同，水运交通具有运量大、能耗小、成本低等多项优势。同时，水上交通运输行业具有高风险性，并且随着经济和科技的发展，船舶日趋高速化和大型化，再加上船舶的危险品货物运输属性，致使水上交通运输事故频发而且事故影响较大。因此，针对水上交通运输通航环境和交通事故的研究越来越引起人们的重视。进行事故处理分析时，交通管理部门和相关机构需要借助计算机动画来模拟交通事故的发生过程，用以了解事故致因和辅助责任判定。近年来，随着计算机图形学的快速发展，采用三维动画方式来再现模拟实际交通事故过程，以明确事故过程中各参与方的运动状态，这种事故责任判定的处理方式正越来越受到认可。在道路交通领域中，交通事故再现模拟研究较为成熟。学者们对事故再现模拟研究中涉及的事故现场图构建、汽车轮胎动力学模型、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1，采集基础地理数据和航道规划数据；/n步骤2，基于三维图形学技术和空间数据处理技术构建多源空间数据融合的水上交通事故场景；/n步骤3，构建水上交通事故数据库；/n步骤4，将数据进行提取和过滤处理后存储到水上交通事故数据库中；/n步骤5，创建事故船舶三维模型并通过航迹数据预处理、碰撞检测处理以及航迹和姿态动态计算方法完成事故船舶航迹再现模拟。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，采集基础地理数据和航道规划数据；
步骤2，基于三维图形学技术和空间数据处理技术构建多源空间数据融合的水上交通事故场景；
步骤3，构建水上交通事故数据库；
步骤4，将数据进行提取和过滤处理后存储到水上交通事故数据库中；
步骤5，创建事故船舶三维模型并通过航迹数据预处理、碰撞检测处理以及航迹和姿态动态计算方法完成事故船舶航迹再现模拟。


2.根据权利要求1所述的一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：所述步骤2，基于三维图形学技术和空间数据处理技术构建多源空间数据融合的水上交通事故场景的具体方法是：多分辨率地形数据融合电子航道图/海图中提取的水深数据后构成场景的底层网格，采用金字塔模型组织遥感影像数据，基于纹理映射和视点相关方法将切片和分层抽稀的遥感影像数据映射到场景底层网格上，构成水上交通事故基础场景；定义水上交通事故场景坐标系，再对三维模型进行坐标系的旋转匹配，最后进行三维模型融合处理。


3.根据权利要求2所述的一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：所述定义水上交通事故场景坐标系的具体方法是坐标系原点为地心，X轴指向正东，Y轴指向北极，Z轴与X轴和Y轴构成右手坐标系。


4.根据权利要求3所述的一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：所述旋转匹配的具体计算方法是：首先，构建关于场景坐标系Y轴的旋转变换，旋转角度为模型位置的经度lon，旋转变换矩阵如公式(1)所示：



然后，构建关于场景坐标系X轴的旋转变换，旋转角度为模型位置的纬度lat的负值，旋转变换矩阵如公式(2)所示：





5.根据权利要求4所述的一种基于空间数据融合的水上交通事故航迹模拟方法，其特征在于：所述步骤5中航迹数据预处理的具体方法是：首先，计算船舶三维模型和水上交通事故场景中选取的参照物的模型轴向包围盒，即OBB包围盒；然后，按照两个模型OBB包围盒对角线的比值应近似等于两个模型实际物理尺寸的比值这一参照条件，进行船舶三维模型的缩放，即归一化处理；在归一化处理后，按照水上交通事故三维场景中实体模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，雷正玲，高进，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31