买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连海事大学

摘要：本发明公开了一种基于AIS动态信息的分步预测船舶轨迹的方法，包括获取船舶航行过程中产生的所有轨迹点信息，并存储在AIS数据集中；对AIS数据集进行预处理和时序对齐；计算轨迹点的航行距离，根据所有轨迹点的经度、纬度、速度、航向、船艏向、船长、航行距离构建训练样本，构建Xgboost模型并根据训练样本进行训练，根据Xgboost模型进行预测获取船舶的位置，基于k个预测时间间隔训练k组Xgboost模型，得到k组船舶位置，将k组船舶位置作为船舶轨迹的骨架点，根据骨架点以及插值方法获取预测的船舶轨迹。通过训练Xgboost模型只需根据船舶的最后一个轨迹点预测船舶后续轨迹点并组成完整的轨迹，消除了基于RNN的模型输入必须是时间序列的约束，提高了船舶轨迹预测精度。

主权项：1.一种基于AIS动态信息的分步预测船舶轨迹的方法，其特征在于，包括，S1、根据AIS获取船舶航行过程中产生的轨迹点信息，轨迹点信息包括IMO、MMSI、速度、对地航向、船艏向、经度、纬度、时间、船长，将航行过程产生的所有轨迹点信息存储在AIS数据集中；S2、对AIS数据集进行预处理，对预处理后的AIS数据集按照时间顺序进行排序，预处理包括删除异常记录，检测并删除基于异常检测算法所获取的异常轨迹点信息，所述删除异常记录包括删除MMSI编号数字不足9位或全为0、航向小于0°或大于360°、航行速度小于每小时0英里或者大于每小时25英里的数据；S3、将排序后的AIS数据集进行时序对齐，包括基于时间差对AIS数据集进行分解，对分解后的AIS数据集进行插值，去除AIS数据集中冗余数据；S4、对AIS数据集中所有轨迹点信息的经度、纬度进行网格化处理，并获取所有轨迹点的耦合点，将轨迹点及其耦合点表示为轨迹点对，根据轨迹点对计算轨迹点的航行距离；S5、获取所有轨迹点的航行距离，根据所有轨迹点的经度、纬度、速度、航向、船艏向、船长、航行距离构建训练样本，将训练样本划分为训练集和测试集，构建Xgboost模型，通过训练集训练以经度变化量为输出的第一Xgboost模型和以纬度变化量为输出的第二Xgboost模型，并以测试集对训练后的两个模型进行优化，所述以测试集对训练后的两个模型进行优化是分别以5折交叉验证的方式优化两个模型，将测试集投入模型中，计算模型预测的评价指标，根据评价指标调整模型的参数，并获得评价指标最优的两个模型，所述评价指标包括AUC、ACC、MSE和F1-score，将单个轨迹点分别输入至两个模型中，获取输出的经度变化量、纬度变化量，根据轨迹点的经度、纬度以及输出的经度变化量、纬度变化量得到经过预测时间间隔后船舶的经度、纬度，S6、设置k个不同的预测时间间隔，基于不同的预测时间间隔分别训练第一Xgboost模型和第二Xgboost模型，将单个轨迹点分别输入至两个模型中，获取k组经度变化量、纬度变化量，根据轨迹点的经度、纬度以及k组经度变化量、纬度变化量得到k组船舶经度、纬度，将k组船舶经度、纬度作为船舶轨迹的骨架点，S7、计算相邻两组船舶经度、纬度之间构成直线的斜率以及斜率偏差，当斜率偏差小于第四阈值时，采用多项式插值法进行插值，反之采用分段插值法进行插值，将骨架点以及通过插值获取的经纬度作为预测船舶轨迹。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连海事大学 一种基于AIS动态信息的分步预测船舶轨迹的方法