[发明专利]一种船舶轨迹预测方法及系统

权利要求书

1.一种船舶轨迹预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：遥感卫星系统接收上位机的采集任务，以预设的时间频率采集相应的区域的图像信息并建立船舶轨迹的遥感图像F(x,y,z)，采集当前的的海天背景与干扰情况；并根据当前的海天背景与干扰情况进行处理获取目标像素函数A(x,y,z)；

步骤二：对目标像素进行滤波与差分处理并进行遥感图像特征提取，获得目标船舶的初步航迹图像；

步骤三：对获得目标船舶的初步航迹图像进行边缘检测提取标志点的边缘信息，实现船舶轨迹的特征点提取与分割，获得目标船舶标志点航迹图像；

步骤四：将目标船舶标志点航迹图像进行细分后获取船舶轨迹子段，并对船舶轨迹子段进行航迹的聚类分析，即可获得船舶的预测的图像；

步骤五：船舶的预测的图像通过终端的显示装置中显示。

2.根据权利要求1所述的一种船舶轨迹预测方法，其特征在于：步骤一中，船舶轨迹的遥感图像为F(x,y,z)＝A(x,y,z)+B(x,y,z)+N(x,y,z)；其中B(x,y,z)为图像的海天背景，N(x,y,z)为图像的干扰像素函数的模型；所述N(x,y,z)干扰像素函数的来源包括外界环境的影响和图像采集、传输装置本身的噪声。

3.根据权利要求1所述的一种船舶轨迹预测方法，其特征在于：所述步骤二中的滤波与差分处理具体过程为：设定图像的某像素点(x，y)，其像素灰度为f(x，y)，则像素的平滑滤波函数为：连续两帧图形的的差分公式为：S_n(i，j)＝|F_n(i，j)-F_n-1(i，j)|

式中：Sn(i，j)为遥感卫星采集的船舶轨迹差分图像，F_n(i，j)为第n帧遥感图像，F_n-1(i，j)为第n-1帧遥感图像。

4.根据权利要求1所述的一种船舶轨迹预测方法，其特征在于：所述步骤三中的边缘检测提取标志点的边缘信息依次包括以下过程：

S31对船舶的初步航迹进行高斯滤波，平滑去噪；

S32利用Sobel算子实现一阶导数差分计算梯度幅值和方向；

S33对梯度幅值进行非极大值抑制，即保留局部梯度幅值最大的点，将其他点置为0；

S34双阈值法取高阈值和低阈值，对于疑似边缘点，可以根据连通性再次判断：

S35若疑似边缘点的邻域内有边缘点，则认为该点为边缘点，否则为非边缘点。

5.一种船舶轨迹预测系统，利用如权利要求1至4所述的一种船舶轨迹预测方法，其特征在于：包括图像增强模块、图像分割模块、图像检测与提取模块；所述图像增强模块通过输入遥感图像，进行图像灰度化处理、均衡化处理、滤波降噪处理、形态学处理；所述图像分割模块主要通过输入图像，进行图像二值化处理、边缘检测处理；所述图像检测与提取模块通过选择图像、主体提取、细节提取显示出图像。

6.根据权利要求5所述的一种船舶轨迹预测系统，其特征在于：所述图像检测与提取模块通过输入背景图和目标图像进行单张检测和连续检测。