[发明专利]一种船桥碰撞事故预警与记录方法、装置及系统

权利要求书

1.一种船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取从桥体发射雷达波至船体后接收到的反射波信号、从桥体角度拍摄的船舶的图像信号，根据所述反射波信号以及图像信号计算船桥碰撞事故的碰撞概率，并根据所述碰撞概率进行碰撞预警；

获取桥体受力信息，根据所述受力信息判断是否发生船桥碰撞事故，如果没有发生，则记录最近第一设定时间段内的反射波信号、图像信号以及受力信息，如果发生，则记录第二设定时间段内的反射波信号、图像信号以及受力信息，并获取当前位置信息，将所述当前位置信息发送至远程终端。

2.根据权利要求1所述的船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，根据所述反射波信号以及图像信号计算船桥碰撞事故的碰撞概率，并根据所述碰撞概率进行碰撞预警，具体为：

根据所述反射波信号进行目标检测，得到目标船舶；

结合所述反射波信号以及所述图像信号对所述目标船舶进行目标跟踪，得到所述目标船舶的实时航迹；

根据所述实时航迹对所述目标船舶进行航迹预测，得到预测航迹；

根据所述预测航迹计算目标船舶碰撞桥体的碰撞概率，如果碰撞概率大于设定概率，则输出预警信号，否则进行下一目标船舶的检测预警。

3.根据权利要求2所述的船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，根据所述反射波信号进行目标检测，得到目标船舶，具体为：

对所述反射波信号进行信号处理，得到多个检测目标；

根据预设的各类物体存在概率，对所述检测目标进行初筛，筛选出存在概率大于设定概率的检测目标作为初筛目标；

根据雷达的探测范围筛除不在探测范围之内的初筛目标；

计算初筛目标相邻帧反射波信号之间的信号差值，筛除信号差值大于设定差值的初筛目标，得到所述目标船舶。

4.根据权利要求2所述的船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，结合所述反射波信号以及所述图像信号对所述目标船舶进行目标跟踪，得到所述目标船舶的实时航迹，具体为：

根据目标船舶的反射波信号获取目标船舶的第一位置信息；

根据目标船舶的图像信号获取目标船舶的第二位置信息；

将所述第一位置信息以及所述第二位置信息分别转换至以桥体为参照物建立的坐标系中，并进行融合，得到目标船舶与桥体之间的相对位置信息；

结合目标船舶的多帧反射波信号以及多帧图像信号，建立所述相对位置信息与时间之间的映射关系，得到所述实时航迹。

5.根据权利要求2所述的船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，根据所述实时航迹对所述目标船舶进行航迹预测，得到预测航迹，具体为：

根据所述实时航迹计算目标船舶的航速以及航向；

以所述航速以及航向作为状态向量，利用卡尔曼滤波算法对目标船舶下一时刻的位置进行预测，得到预测位置信息：

根据所述预测位置信息建立跟踪门，根据所述跟踪门对后续量测点进行数据关联，得到所述预测航迹。

6.根据权利要求4所述的船桥碰撞事故预警与记录方法，其特征在于，根据所述跟踪门对后续量测点进行数据关联，得到所述预测航迹，具体为：

计算量测点与预测位置之间的归一化距离：

其中，d_ij为所述归一化距离，Z(k+1)为k+1时刻的的量测点位置信息，为k+1时刻的预测位置信息

对量测点进行跟踪门限制，筛选出归一化距离小于跟踪门阈值的量测点：

d_ij≤G_ij

其中，G_ij为跟踪门阈值常数；

构建分配函数，计算所述量测点与各实时航迹的分配函数值，选择分配函数值最小的实时航迹作为所述量测点的配对航迹：

其中，D_max为设定的最大距离值；m为实际航迹的数量，n为量测点的数量；

结合所述量测点与相应的配对航迹得到所述预测航迹。