一种船舶交通导航系统中目标交接的实现方法

摘要

本发明公开一种船舶交通导航系统中目标交接的实现方法，步骤为：将不同信息源的目标全部转化到以公共参考点为零点的直角坐标系下；以两个信息源在交接区内的最大精度为格子宽度，将交接区划分为一系列的格子；根据目标在交接区中的位置填充格子，构成两个拓扑矩阵；在拓扑矩阵中，以交接区中的目标为中心挑选一块矩形区域内的格子构成一系列模板；对不同拓扑矩阵中的模板两两匹配计算相似度；对相似度最高的几对模板进行多周期滑窗模板检验，经过检验的目标对即是同一目标。此方法可减少交接失败的次数，降低交接失败的可能性。

说明书

技术领域

 本发明属于雷达目标处理领域，尤其是指用于船舶交通导航系统（Vessel Traffic System，简称VTS）中两雷达站交接区中的目标交接技术。

背景技术

 在VTS中，当目标航行到监视雷达的责任区外时，将导致目标的丢失；此时，若该目标位于另一监视雷达责任区内，则由该雷达继续跟踪。这样从监控整体考虑，有必要将先后“两批”目标合二为一，成为同一个目标。这就是目标的交接。

在雷达监视区域内，江面或海面的情况往往非常复杂，有导航设备和没有导航设备的船只、有AIS（Automatic Identification System，船舶自动识别系统）设备和没有AIS设备的船只、大中小目标同时存在，并且目标经常比较密集。 这些不利的因素，都给目标的交接带来了非常大的困难。如果交接失败，则会在态势上多出一批目标，影响指挥判决；一旦交接错误，有可能带来重大事故，如碰撞等。

因此，目标的准确交接对于整体导航、管理来说都具有十分重要的意义，本案即是基于这样考虑而产生。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种船舶交通导航系统中目标交接的实现方法，其可减少交接失败的次数，降低交接失败的可能性。

本发明为解决以上技术问题，所采用的技术方案是：

一种船舶交通导航系统中目标交接的实现方法，包括如下步骤：

（1）在每一个交接区中都任意选择一点作为公共参考点，将不同信息源的目标全部转化到以对应的公共参考点为零点的直角坐标系下；

（2）以两个信息源在交接区内的航迹在直角坐标系下的最大精度为格子宽度，将交接区划分为一系列的格子；

（3）根据两个信息源的目标在交接区中的位置分别填充格子，构成两个拓扑矩阵；

（4）在拓扑矩阵中，以交接区中的目标为中心挑选一块矩形区域内的格子构成一系列模板；

（5）对不同拓扑矩阵中的模板两两匹配计算相似度；

（6）对相似度最高的几对模板进行多周期滑窗模板检验，经过检验的目标对即是同一目标。

上述步骤（6）中，首先设定同一周期内两个目标相似度的阈值，当某一周期内两个目标的比较结果的相似度高于预设阈值时，相似度值记为1，否则记为0。若连续M个周期中，M为自然数，有N个周期的相似度值都为1，0<N≤M，则认为这是两个信息源对相同目标的不同观测值，这两个不同的航迹能够交接；否则，认为这两个航迹不能交接。

采用上述方案后，本发明将目标拓扑信息的提取和模板匹配的技术相结合，其中，目标拓扑信息是利用一定范围内目标的位置构造的一类表征目标之间相对位置关系的信息，这一类信息具有对旋转和平移的拓扑不变性，利用目标拓扑信息的拓扑不变性，从而有效地提取出局部区域内目标的相对位置关系；模板是指从目标拓扑信息中提取出来的信息，以便于在另一目标拓扑信息中找出对应的信息；通过将目标拓扑信息与模板相结合，具有实时性好、目标交接的准确率和稳定性高的特点。

附图说明

 图1是本发明的发明思想示意图；

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，是本发明一种船舶交通导航系统中目标交接的实现方法的发明思想示意图，其是将目标拓扑信息的提取和模板匹配的技术相结合，并将其应用于船舶交通导航系统中的目标交接，具体实施步骤如下述，并可配合图2所示：

（1）首先，在每一个交接区中都任意选择一点作为公共参考点，将不同信息源的目标全部转化到以对应的公共参考点为零点的直角坐标系下；

（2）以两个信息源在交接区内的航迹在直角坐标系下的最大精度为格子宽度，将交接区划分为一系列的格子；

（3）根据两个信息源的目标在交接区中的位置分别填充格子，构成两个拓扑矩阵；

（4）在拓扑矩阵中，以交接区中的目标为中心挑选一块矩形区域内的格子构成一系列模板；

（5）对不同拓扑矩阵中的模板两两匹配计算相似度；

（6）对相似度最高的几对模板进行多周期滑窗双门限检验，经过检验的目标对即是同一目标。示例如下：

首先设定同一周期内两个目标相似度的阈值，当某一周期内两个目标的比较结果的相似度高于预设阈值时，相似度值记为1，否则记为0。若连续M（M为自然数）个周期中，有N（0<N≤M）个周期的相似度值都为1，则认为这是两个信息源对相同目标的不同观测值，即，这两个不同的航迹可以交接。否则，认为这两个航迹不可以交接。当航迹下一次更新时，如果可以构造一对新的模板，计算新的相似度，继续这一过程，称为滑窗。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。