【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水面船舶自主控制领域，尤其涉及一种船舶集群对动态目标的预测方法。
技术介绍
1、船舶集群在执行针对动态目标的任务时，为完成复杂工作任务，船舶集群通常以对目标预测的方式提高完成工作的效率。要实现对动态目标的预测，往往需要先确定预测时间，预测时间的选取一直是影响动态目标预测精度的关键因素。因此，优化关于动态目标预测时间的选取对船舶集群执行针对动态目标的任务具有十分重要的意义。
2、现有船舶集群对动态目标的预测还是基于固定的预测时间，即事先将预测时间设定为一个固定值，再根据该预测时间得到对应的预测目标。这使得目标和预测目标相互割裂，船舶在到达预测目标位置时未到达目标位置，将会造成船舶集群轨迹非最优问题，也意味着在集群效能方面还存在提升空间。
技术实现思路
1、为解决现有技术在船舶集群对动态目标预测方面存在的问题，本专利技术要给出一种船舶集群对动态目标的预测方法，通过对预测时间的优化控制船舶集群到达预测目标位置的同时也到达目标位置。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种船舶对动态目标的预测方法，包括以下步骤：
3、步骤a：建立目标的轨迹模型
4、在大地坐标系中，采集tk时刻船舶pi的位置pi(xi,yi)和航行速度vi、目标g的位置pg(xg,yg)和航行速度vg，0<i≤n,i∈n+，n+表示正整数；用采集到的目标的位置和速度建立目标的轨迹模型，步骤如下：
5、步骤a1：将每次采集到目标位置时
6、x＝{t1,t2,...,tn} (1)
7、步骤a2：将每次采集到的目标位置放进变量y中，即：
8、
9、步骤a3：通过最小二乘法、支持向量回归或多项式拟合的方法对变量x和y进行数据处理得到目标的轨迹模型如下：
10、y＝f(x) (3)
11、步骤b：确定船舶pi对应的目标点gi
12、在tk时刻，对于n艘船舶和目标g，通过虚拟结构法确定船舶集群组成的编队队形，其中船舶pi对应队形中的期望位置称为目标点gi，即：
13、gi＝f(g) (4)
14、步骤c：确定船舶pi对应的预测点
15、在tk时刻，对于n艘船舶和目标g，确定船舶pi对应的目标点gi在预测时间t后的位置，即预测点的步骤如下：
16、步骤c1：计算tk时刻船舶pi和对应的目标点gi的距离ei，即：
17、ei＝|pigi| (5)
18、步骤c2：计算tk时刻船舶pi对目标点gi的预测时间ti，即：
19、
20、式中，k为预测系数，0<k<1，vg>0；当船舶pi到达目标点gi在预测时间ti后的位置预测点时其中|pigi|＝ei，故即船舶pi到达目标点gi在预测时间ti后的位置预测点时也到达了目标点gi的位置；
21、步骤c3：若ti等于0，则船舶pi已到达其对应的目标点gi，其对应的预测点和目标点gi重合，船舶pi之后一直跟随对应的目标点gi运动；若ti不等于0，则将ti放入时间集合a中；船舶集群关于目标g的预测时间t为所有还未到达对应目标点的船舶的预测时间集合a中的最小值，即：
22、t＝min{a} (7)
23、步骤c4：计算tk时刻目标g对应的预测目标gt，即：
24、gt＝f(tk+t) (8)
25、步骤c5：计算tk时刻还未到达对应目标点的船舶pi对应的预测点即：
26、
27、步骤d：设定各船舶航行方向
28、根据所计算的各船舶对应的预测点，设定各船舶航行方向，各船舶并按此方向行驶，直至tk+1时刻；若有船舶还未到达对应的预测点，返回至步骤a，并按步骤a-d计算tk+1时刻的各船舶对应的预测点，并给出各船舶航行方向，直至所有船舶到达对应的预测点。
29、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
30、1)本专利技术在船舶集群对动态目标进行位置预测时的预测时间非固定值，而是通过本专利技术计算出每个时刻船舶集群关于目标的预测时间，之后求出各船舶对应的预测点，使各船舶向对应的预测点航行，在各船舶到达预测点时也到达真正的目标点，船舶控制更加具有连续性，船舶轨迹更加平滑。
31、2)本专利技术通过对动态目标的位置预测，使船舶完成任务所需时间更短。
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1.一种船舶对动态目标的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种船舶对动态目标的预测方...
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