申请/专利权人：中国水利水电第十四工程局有限公司

申请日：2024-04-16

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN118050728B

主分类号：G01S13/937

分类号：G01S13/937;G01S7/41;G06V20/52;G06V10/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.06.04#实质审查的生效;2024.05.17#公开

摘要：本发明涉及船舶防撞技术领域，具体涉及一种用于航道安全监控的目标获取方法及系统。本发明首先获取船舶航行过程中每个采样时刻下的雷达高程监测图中的海面测点及障碍物测点；然后获取每个障碍物测点的动态预期因子，进一步获取每个采样时刻下的所有避障路径；根据避障路径间的差异获取每个障碍物测点的威胁系数，进而获取每个障碍物测点的异常程度并调整对应局部可达密度，获取最终雷达高程监测图。本发明通过获取动态预期因子及威胁系数，判断了每个障碍物测点的异常程度，然后根据异常程度调整局部可达密度，降低了局部异常因子算法对噪声的敏感性，准确检测所有异常障碍物测点，提高对航道安全监测的可靠性。

主权项：1.一种用于航道安全监控的目标获取方法，其特征在于，所述方法包括：获取船舶航行过程中每个采样时刻下的雷达高程监测图，并获取每个所述雷达高程监测图中的海面测点及障碍物测点；根据相邻采样时刻对应所述雷达高程监测图间相同位置像素点间的高程差异的分布情况，获取每个采样时刻下每个所述障碍物测点的动态预期因子；根据所述动态预期因子及所述海面测点与所述障碍物测点间的距离，结合路径经济性因素获取每个采样时刻下的所有避障路径；在每个采样时刻，根据每个所述障碍物测点对应所有所述避障路径间的路径差异，获取对应所述障碍物测点的威胁系数；在每个所述障碍物测点的预设范围内，根据所有所述障碍物测点的所述威胁系数的波动情况及其余所述障碍物测点与对应所述障碍物测点间的可达距离的波动情况，获取对应所述障碍物测点的异常程度；根据所述异常程度调整每个所述障碍物测点的局部可达密度，获取每个采样时刻下的最终雷达高程监测图；所述动态预期因子的计算公式为： 其中，βi,p为第i个采样时刻下第p个障碍物测点的动态预期因子；H为海面测点的序号；G为障碍物测点的序号；ωi,H为第i个采样时刻下对应所有海面测点的海面高程差值的分布峭度；ωi,G为第i个采样时刻下对应所有障碍物测点的障碍高程差值的分布峭度；为第i个采样时刻下对应除去所有与第p个障碍物测点对应目标障碍高程差值相同的障碍物高程差值外其余所有的非目标障碍高程差值的分布峭度；γ为预设非零常数；所述避障路径的获取方法包括：对每个采样时刻下对应所述雷达高程监测图中所有所述障碍物测点进行聚类，得到所有障碍物区域；在每个所述障碍物区域内有放回地任选一个所述障碍物测点作为定位点，所有所述定位点组成一个路径障碍点组，得到每个采样时刻下的所有路径障碍点组；以采样时刻船舶所处位置为第一路径点，以船舶目的地为终点路径点；获取所述第一路径点的预设范围内每个所述海面测点在任一所述路径障碍点组影响下的合力场，以所述第一路径点的所述预设范围内所述合力场最大的所述海面测点为第二路径点；再获取所述第二路径点的所述预设范围内每个所述海面测点在对应所述路径障碍点组影响下的合力场，以所述第二路径点的预设范围内所述合力场最大的所述海面测点为第三路径点；不断获取新的路径点，直至所述终点路径点在新的路径点的所述预设范围内时，停止获取路径点；将获取的所有路径点从所述第一路径点至所述终点路径点按获取次序依次连线，得到对应所述路径避障点组的避障路径；所述合力场的计算公式为： 其中，s为路径点的序号；为第i个采样时刻下第d个路径点的预设范围内的第v个海面测点的合力场；μ为第一增益系数；为第i个采样时刻下距第s个路径点的预设范围内第v个海面测点最近的第j个障碍物区域内的第r个障碍物测点的动态预期因子；为第i个采样时刻下第s个路径点的预设范围内第v个海面测点与第j个障碍物区域内第r个障碍物测点间的距离；k为第二增益系数；Lv为路径点的数量；为第i个采样时刻下第s个路径点与第s-1个路径点间的距离，其中当s＝1时，取0；为第i个采样时刻下第s个路径点的预设范围内第v个海面测点与第一路径点o间的距离；所述威胁系数的获取方法包括：以任一所述障碍物测点为目标障碍物测点，以含所述目标障碍物测点的所有所述路径障碍点组对应所有所述避障路径中的任意两条所述避障路径为一个路径组合，得到所有路径组合；获取每个所述路径组合中两个所述避障路径上所有所述海面测点对应位置坐标间的均方误差，将所述目标障碍物测点的所有所述路径组合对应所述均方误差的均值进行归一化，得到所述目标障碍物测点的威胁系数。

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