[发明专利]一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法

权利要求书

1.一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、发布船舶违章行为感知任务：执法机构、组织或个人初始化船舶违章行为感知任务，感知任务形式化为：

，

其中，表示违章行为集合，表示要感知的船舶所在的区域，表示收集违章行为的时间范围，为感知任务的详细描述，为感知任务的总奖金；

违章行为感知任务被执法机构、组织或个人初始化后发布到众包任务平台，即感知平台；

步骤2、分配船舶违章行为感知任务：在感知任务要求的时间与空间范围内，感知平台招募活跃的参与者，并向活跃的参与者推送违章行为感知任务；推送内容包括违章行为感知任务以及感知平台对参与者的奖励规则；感知平台向每个参与者发送一个公私钥对，以建立收集的违章行为数据与参与者的联系，并记录与参与者私钥对应的公钥，参与者利用私钥对收集的数据进行数字签名，感知平台利用公钥验证参与者的签名；

步骤3、执行感知任务并收集船舶违章数据：参与者通过在其智能手机中安装感知任务应用程序以接收感知任务；收到推送任务的参与者自由决定是否参加该任务；如果参与者决定参与违章行为感知任务，则参与者利用智能手机在位置范围内和时间范围内，根据中的描述拍摄中要求的船舶违章行为照片；参与者抓拍到符合要求的船舶违章行为照片后，利用预装的感知任务应用程序，手动框出船舶违章行为在照片中的位置，并指明图片中的违章行为是中的哪类违章行为；假定参与者处理完的数据表示为，参与者利用感知任务设备计算和，其中表示哈希算法，表示RSA签名算法，；随后，参与者向感知平台发送；

步骤4、识别船舶违章行为：感知平台收到任一参与者发送的感知数据后，首先查询该参与者的公钥，然后计算并判断是否成立，其中是RSA签名验证函数，即；若等式成立，则感知平台根据该参与者收集的违章行为图片所描述的违章行为，调用其持有的违章行为识别模型，对图片中的违章行为进行识别，识别模型输出为中描述的各种违章行为的概率，即识别模型的输出形式为，其中为船舶违章行为类型，为该类型的概率；如果识别模型的输出显示参与者指出图片中的违章行为类型的概率最大且超过某个阈值，则认为该图片是一个有效的违章行为数据样本；

步骤5、处理识别与未识别的船舶违章行为数据：感知平台将成功识别的船舶违章行为图片存入数据库，并将未成功识别的船舶违章行为图片存入数据库；感知平台收集完违章行为数据后，对于中的图片，将利用人工进行甄别，若某图片所拍摄的违章行为与参与者描述的一致，则将该图片移入中，最后仍留在中的图片为错误的数据样本；

步骤6、分发奖励给船舶违章行为感知任务参与者：待任务完成后，感知平台根据所有参与者收集到的违章行为数据为参与者分发奖励；假定所有参与者收集到的有效的船舶违章行为的照片数为，即中包含的图片数；参与者的收益被量化为：

，

其中，表示参与者收集的中规定的所有有效船舶违章行为的图片数，为船舶违章行为识别模型对参与者收集的第张图片识别为参与者声称的违章行为类型的概率，其中，将作为其置信度。

2.根据权利要求1所述的一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，其特征在于：在所述步骤1中，船舶违章行为感知任务发布时，执法机构、组织或个人为任务发布者，将感知任务表示为有时空约束的违章行为感知任务；任务发布者将需要感知的违章行为的空间约束表示为由4个经纬度点构成的平面区域，时间约束表示为由起始时间和结束时间构成的区间；船舶违章行为只有在和约束内收集才被视为有效；其次，感知任务需要定义明确的违章行为。

3.根据权利要求1所述的一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，其特征在于：在所述步骤2中，感知平台向参与者推送感知任务信息包括违章行为感知任务、奖励规则以及参与者参与任务的私钥；参与者收到任务推送信息后，自行决定是否参与该感知任务；建立参与者与其收集的违章行为数据的联系，即参与者对其收集的数据采用感知平台发送的私钥进行签名。