[发明专利]基于滚动规划策略的船舶轨迹实时预测方法

说明书

本发明涉及一种基于滚动规划策略的船舶轨迹实时预测方法，包括如下几个步骤，首先通过海面雷达获得船舶的实时和历史位置信息并做初步处理；然后在每一采样时刻对船舶轨迹数据预处理，然后在每一采样时刻对船舶轨迹数据聚类，再而在每一采样时刻对船舶轨迹数据利用隐马尔科夫模型进行参数训练，然后在每一采样时刻依据隐马尔科夫模型参数，采用Viterbi算法获取当前时刻观测值所对应的隐状态q，最后在每一采样时刻通过设定预测时域W，基于船舶当前时刻的隐状态q，获取未来时段船舶的位置预测值O，从而在每一采样时刻滚动推测到未来时段内船舶的轨迹。本发明滚动实时对船舶轨迹进行预测，准确性较好，从而为后续船舶冲突解脱提供有力保障。

本申请是申请号为：201410849496.X，发明创造名称为《船舶轨迹实时预测方法》，申请日为：2014年12月30日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种海域交通管制方法，尤其涉及一种基于滚动规划策略的船舶轨迹实时预测方法。

背景技术

随着全球航运业的快速发展，部分繁忙海域内的交通愈加拥挤。在船舶交通流密集复杂海域，针对船舶间的冲突情形仍然采用航行计划结合人工间隔调配的管制方式已不能适应航运业的快速发展。为保证船舶间的安全间隔，实施有效的冲突调配就成为海域交通管制工作的重点。船舶冲突解脱是航海领域中的一项关键技术，安全高效的解脱方案对于增加海域船舶流量以及确保海运安全具有重大意义。

为了提高船舶的航行效率，船用雷达自动标绘仪目前已经被广泛应用到船舶监控和避碰中，该设备通过提取船舶相关信息为船舶间冲突情形的判定提供参考依据。尽管此类设备极大降低了人工监控的负荷，但它并不具备船舶自动冲突解脱功能。而船舶冲突解脱是基于对船舶轨迹的预测的基础上，在船舶实际航行中，受气象条件、导航设备以及驾驶员操作等各种因素的影响，它的运行状态往往不完全属于某一特定的运动状态，在船舶轨迹预测过程中需要考虑各种随机因素的影响，通过获取各类随机因素的最新特性对其未来轨迹实施滚动预测并增强其轨迹预测的鲁棒性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种鲁棒性较好的基于滚动规划策略的船舶轨迹实时预测方法，该方法的船舶轨迹预测精度较高。

实现本发明目的的技术方案是提供一种基于滚动规划策略的船舶轨迹实时预测方法，包括如下几个步骤：

①通过海面雷达获得船舶的实时和历史位置信息，各船舶的位置信息为离散二维位置序列x'＝[x₁',x₂',...,x_n']和y'＝[y₁',y₂',...,y_n']，通过应用小波变换理论对原始离散二维位置序列x'＝[x₁',x₂',...,x_n']和y'＝[y₁',y₂',...,y_n']进行初步处理，从而获取船舶的去噪离散二维位置序列x＝[x₁,x₂,...,x_n]和y＝[y₁,y₂,...,y_n]；