【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种异常检测方法，特别是一种基于目标航迹点的实时异常检测方法。
技术介绍
1、随着定位技术、无线通信技术和存储计算能力的飞速发展，大量移动目标的轨迹数据呈爆炸式的增长，包括船舶轨迹数据、飞行器轨迹数据等。轨迹数据中蕴藏着丰富的有价值的目标活动信息，其中，船舶轨迹数据是船舶行为规律挖掘、海事监管和船舶交通流预测的重要数据源。然而，轨迹数据并不是完全准确的，由于定位技术的局限和外界干扰因素的影响，轨迹数据中存在大量的异常点。轨迹中的异常点为严重偏离轨迹的不合理采样点，将引起后续轨迹处理判别结果的不准确，例如轨迹压缩、轨迹聚类、路径规划、异常模式检测、航迹关联分析等，因此对轨迹异常点的检测十分必要。
2、常用的异常点检测方法有基于距离、基于密度、基于预测的异常点检测算法。
3、基于距离的异常点检测技术主要根据两点间的经纬度差值所对应的逻辑距离来判断，这种方法的优点是确定数据集有意义的邻近性度量比确定他的统计分布更容易，但是不能检测出具有不同密度分布数据中的局部异常点，而且当航迹点误差较大时很容易出现误判。
4、基于密度的异常点检测技术中，当数据集含有多种分布或数据集由不同密度子集混合而成时，数据是否异常不仅仅取决于他与周围数据距离的大小，而且与邻域内数据密度状况有关。该方法假设异常点周围的密度显著不同于其邻域周围的密度，该算法可以检测出全局异常点和局部异常点，但是对于实时航迹异常点检测不够准确。
5、基于预测的异常点检测技术。依据现有航迹数据计算出目标的航向和航速，进而预测
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于目标航迹点的实时异常检测方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，包括以下步骤：
3、步骤1，稳定阶段，根据所述目标的所有航迹点的信息判断正常航迹点，并等待所述目标的航迹达到稳定状态；
4、步骤2，所述目标航迹进入稳定状态后，进入计算阶段，即根据所述目标的最新航迹点与航迹中已知航迹点的关系进行运算，判断该最新航迹点是否为异常点；
5、步骤3，异常点判断与处理：根据预设规则判断异常点，并进行异常点的暂留、更新、删除或触发航迹更换即执行步骤4；
6、步骤4，航迹更换阶段，即将当前航迹切换成由异常点组成的新航迹；
7、步骤5，对应上述新航迹，重复执行步骤2至步骤4，直至完成所述的基于目标航迹点的实时异常检测。
8、进一步的，步骤1中所述的根据所有航迹点的信息判断正常航迹点，具体步骤如下：
9、步骤1-1，将所述目标的第一个航迹点加入点集s1；
10、步骤1-2，利用第二个航迹点与第一个航迹点之间的距离和时间间隔，计算两点之间的理论航速；
11、当满足预设条件时时，将该航迹点加入点集s1；否则创建一个新点集s2并将其加入；
12、步骤1-3，将后续航迹点与该航迹点之前的所有点集进行运算匹配，找出与该航迹点平均距离最小的点集si和平均航速最接近的点集sj；
13、如上述航迹点与点集si中的所有航迹点的平均距离小于设置的距离阈值，则将其加入点集si，否则计算上述航迹点至点集sj中的所有航迹点的平均航速，如小于设置的航速阈值，将其加入点集sj，都不满足则创建一个新点集并加入。
14、进一步的，步骤1-2中所述的预设条件，即所述距离小于传感器探测最大误差或者理论航速小于设置的目标最大航速。
15、进一步的，步骤2中所述的根据所述目标的最新航迹点与航迹中已知航迹点的关系进行运算，具体步骤如下：
16、步骤2-1，选取已知航迹中最新的预设数量的有效航迹点，如航迹不足预设数量，则选取全部航迹点为有效航迹点；
17、步骤2-2，计算最新航迹点与有效航迹点的平均距离和平均航速
18、步骤2-3，如平均距离处于传感器探测预设的误差范围内，或平均航速小于目标最大航行速度，则判定该点为非异常点，否则判定为异常点。
19、进一步的，步骤3中所述的删除异常点，具体步骤如下：
20、步骤3-1，如果当前异常点的前一个点是正常航迹点，则暂时保留该异常点，不进行删除；
21、步骤3-2，如果当前异常点前面具有连续的一个异常点，则计算当前异常点和前一个异常点的距离和航速，并判断所述航速是否小于阈值，若是则继续保留当前异常点信息即为连续两异常点，否则用当前异常点代替前一个异常点即仍为一个异常点。
22、步骤3-3，如果当前异常点前面具有连续的两个异常点，则计算当前异常点和前两个异常点组成的航迹的距离和航速，并判断是否超出正常范围，若是则用当前异常点代替前两个异常点即仍为一个异常点，否则判定为出现多个连续异常点，触发航迹更换阶段。
23、进一步的，步骤4中所述的将当前航迹切换成由异常点组成的新航迹，具体步骤如下：
24、步骤4-1，将当前连续异常点全部标为有效，形成新航迹；
25、步骤4-2，删除新航迹之前的所有航迹点，完成航迹截断。
26、进一步的，步骤1-2中所述的计算两点之间的理论航速，具体如下：
27、
28、其中，d12为前两点之间的距离；t12为前两点之间的时间间隔；v12为前两点之间的理论航速值。
29、进一步的，步骤1-3中所述的进行运算匹配，具体包括：
30、计算后续航迹点至该航迹点之前的所有点集中的航迹点的平均距离与平均航速，具体计算方法如下：
31、
32、其中，dargk表示第k个点集ck与后续航迹点的平均距离，doti表示点集ck中的第i个航迹点，p表示航迹点数量，dim表示最新点与doti之间的距离；vargk表示点集ck与后续航迹点的平均航速，tim表示最新点与doti之间的时间间隔。
33、进一步的，步骤2-1中所述的预设数量为5个。
34、进一步的，步骤2-2中所述的计算最新航迹点与有效航迹点的平均距离和平均航速具体包括：
35、
36、其中，|dotnew-doti|表示最新航迹点dotnew和第i个有效航迹点doti之间通过经纬度计算得到的实际距离，tnew-ti表示两个航迹点之间的时间间隔。
37、有益效果：
38、(1)本专利技术提出的方法，能够允许航迹存在一定的误差，误判率也会很低；
39、(2)本专利技术提出的方法，对于航迹点异常计算的实时性能够得到保证；
40、(3)本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1中所述的根据所有航迹点的信息判断正常航迹点，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1-2中所述的预设条件，即所述距离小于传感器探测最大误差或者理论航速小于设置的目标最大航速。
4.根据权利要求3所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤2中所述的根据所述目标的最新航迹点与航迹中已知航迹点的关系进行运算，具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤3中所述的删除异常点，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤4中所述的将当前航迹切换成由异常点组成的新航迹，具体步骤如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1-2中所述的计算两点之间的理论航速，具体
8.根据权利要求7所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1-3中所述的进行运算匹配，具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤2-1中所述的预设数量为5个。
10.根据权利要求9所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤2-2中所述的计算最新航迹点与有效航迹点的平均距离和平均航速具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1中所述的根据所有航迹点的信息判断正常航迹点，具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤1-2中所述的预设条件，即所述距离小于传感器探测最大误差或者理论航速小于设置的目标最大航速。
4.根据权利要求3所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤2中所述的根据所述目标的最新航迹点与航迹中已知航迹点的关系进行运算，具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于目标航迹点的实时异常检测方法，其特征在于，步骤3中所述的删除异常点，具体步骤如下：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗晖淼，魏华卓，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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