[发明专利]一种船舶及水上漂浮物轨迹追踪系统

权利要求书

1.一种船舶及水上漂浮物轨迹追踪系统，用于追踪目标航道内所有船舶及水上漂浮物的航行轨迹，其特征在于，包括：

多个视频获取装置以及轨迹追踪装置；

所述视频获取装置具有：

视频采集部，用于按帧采集所述目标航道内的所述船舶及水上漂浮物的视频；

获取侧通信部，用于依次将所述视频采集部采集到的各个视频帧图像作为当前帧图像发送至所述轨迹追踪装置；

所述轨迹追踪装置具有：

轨迹暂存部，存储有所述目标航道内的所述船舶及水上漂浮物的过往航行轨迹，该轨迹暂存部包括所述船舶的准确坐标值、匹配观测坐标值以及卡尔曼滤波参数；

目标识别部，对所述当前帧图像进行目标识别从而获得该当前帧图像中各个所述船舶及水上漂浮物的观测坐标值；

轨迹分析部，根据各个所述船舶及水上漂浮物的所述观测坐标值和该船舶及水上漂浮物对应的所述过往航行轨迹分析得到所述船舶的当前轨迹；

输出部，对所述当前轨迹进行实时输出，

其中，所述轨迹分析部包括：

预测值获取单元，基于所述卡尔曼滤波参数以及所述过往航行轨迹的所述准确坐标值，使用卡尔曼滤波算法进行状态估计从而获取所述船舶及水上漂浮物的预测坐标值；

门限关联建立单元，以每个所述预测坐标值为中心分别建立关联门限；

匹配值判断获取单元，判断是否有所述观测坐标值落在所述门限关联内，

当判断为是时，所述匹配值判断获取单元基于最小近邻原则选择所述观测坐标值中距离所述门限关联距离最小的观测坐标值作为匹配观测坐标值，

当判断为否时，所述匹配值判断获取单元将相对应的所述预测坐标值作为匹配观测坐标值，

准确值获取单元，使用所述匹配观测坐标值对所述轨迹暂存部中的所述卡尔曼滤波参数进行更新，获得当前卡尔曼滤波，从而获取所述船舶的准确坐标值，作为所述船舶及水上漂浮物的所述当前轨迹。

2.根据权利要求1所述的船舶及水上漂浮物轨迹追踪系统，其特征在于：

其中，所述轨迹追踪装置还具有航行轨迹终止部，

所述航行轨迹终止部对所述轨迹暂存部进行遍历检索，并终止长时间未匹配的过往航行轨迹、共享同一所述观测坐标值超过预定时长的较新的过往航行轨迹以及离开所述目标航道的过往航行轨迹。

3.根据权利要求1所述的船舶及水上漂浮物轨迹追踪系统，其特征在于：

其中，所述轨迹暂存部包括轨迹坐标存储单元、观测坐标存储单元、滤波参数存储单元以及更新控制单元，

所述轨迹坐标存储单元用于对所述匹配观测坐标值进行存储，

所述观测坐标存储单元用于对所述准确坐标值进行存储，

所述滤波参数存储单元用于对所述卡尔曼滤波参数进行存储，

当所述轨迹分析部计算获得所述匹配观测坐标值、所述准确坐标值以及所述卡尔曼滤波参数时，所述更新控制单元对所述轨迹坐标存储单元、所述观测坐标存储单元以及所述滤波参数存储单元分别进行控制，从而存储并更新所述匹配观测坐标值、所述准确坐标值以及所述卡尔曼滤波参数。

4.根据权利要求1所述的船舶及水上漂浮物轨迹追踪系统，其特征在于：

其中，所述轨迹追踪装置具有轨迹数量判断部、未匹配值暂存部、未匹配值判断部、初始化部以及初始化控制部，

所述轨迹数量判断部实时判断所述轨迹暂存部是否存在所述过往航行轨迹，

若判断为否，所述初始化控制部就控制所述初始化部用当前帧的所述观测坐标值进行初始化从而得到所述船舶的初始化轨迹，并控制轨迹暂存部将该初始化轨迹作为所述过往航行轨迹进行存储，

所述未匹配值暂存部用于对所述观测坐标值中未与所述门限进行匹配的未匹配观测坐标值进行存储，

所述未匹配值判断部用于判断所述未匹配值暂存部中是否存在所述未匹配观测坐标值，

若判断为是，所述初始化控制部就控制所述初始化部用当前帧的所述未匹配观测坐标值进行初始化从而得到所述船舶的初始化轨迹，并控制轨迹暂存部将该初始化轨迹作为所述过往航行轨迹进行存储。