[发明专利]一种基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法

权利要求书

1.一种基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、在需要测定交通流量的断面内架设AIS基站和雷达设备，选取包含所述的断面的矩形区域，由AIS信号和雷达信号双覆盖；

S2、在所述的矩形区域内，利用AIS采集动态数据和静态数据，动态数据包括船舶的船速、航向角和位置，静态数据包括船舶的尺寸；利用雷达扫描计算得到船舶的船速、航向角、位置及尺寸；

S3、通过历史船舶信息，采用深度学习法，将AIS和雷达得到的数据进行融合，进行分类识别：只有AIS数据没有雷达数据的船舶，判定该船舶为停泊状态；既有AIS数据、也有雷达数据的船舶，判定该船舶为在该矩形区域正常航行；只有雷达数据没有AIS数据的船舶，判定该船舶为未安装AIS设备，将该船舶的信息存入雷达数据库；

S4、对通过断面的船舶进行识别，确定交通流量；

所述的S3具体为：

3.1、对AIS数据和雷达数据分别进行存储，提取AIS数据和雷达数据的共同特征，作为判断船舶是否同时具备AIS数据和雷达数据的依据；所述的共同特征包括船长、船宽、经度、纬度、船速、航向、速度变化率和航向变化率；

3.2、将AIS数据和雷达数据的共同特征进行对比，对于只有雷达数据的船舶，单独进行存储，作为船舶的雷达数据模型；

3.3、对既有AIS数据、也有雷达数据的船舶，采用稀疏编码的方式对AIS数据和雷达数据进行处理，得到最终的船舶模型向量。

2.根据权利要求1所述的基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法，其特征在于：所述的S1中，选取的矩形区域使得所述的断面位于矩形区域的中间。

3.根据权利要求1所述的基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法，其特征在于：所述的S2中，利用雷达扫描计算得到船舶的船速、航向角、位置及尺寸，具体步骤为：

2.1、对采集到的雷达图像进行预处理，得到带有独立光斑目标的雷达图像；

2.2、目标船舶的识别：对一定数量的连续雷达图像进行分析，通过光斑像素大小和经纬度的变化来加以区分，提取真实航行的船舶作为目标船舶；

2.3、船舶参数的计算：通过同一目标船舶在一定数量的连续雷达图像中占有的像素个数和位置，来计算船舶的船速、航向角、位置及尺寸。

4.根据权利要求2所述的基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法，其特征在于：所述的S4具体为：

4.1、在所述的矩形区域内构建直角坐标系，所述的断面由一条设定了取值范围的直线方程来表达；

4.2、矩形区域满足条件包括：覆盖整个断面直线、船舶在该矩形区域内断面直线两边至少各有一个船舶航行轨迹点；

4.3、利用S3融合后的数据，提取船舶的位置并按时间保存；若相邻时间的船舶位置之间的连线与断面直线之间有交点，则将船舶的信息进行处理并汇入到统计表中。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于AIS与雷达数据融合的内河航道交通流检测方法，其特征在于：本方法还包括S5、对通过断面的船舶，查询其静态数据，根据船型、船长及吨位特征进行分类统计，再采用统计图形显示各类船舶信息。