[发明专利]一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法

说明书

本发明公开了一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，属于水上船舶监管领域，本发明以船舶违章行为感知平台为中心，执法机构在感知平台上发布相应的感知任务，然后感知平台招募航道上船舶上的船员作为参与者，利用参与者的智能手机实现对船舶违章行为的数据的采集。本方法通过建立一个船舶违章行为感知平台，执法机构在平台上发布船舶违章行为感知任务，平台根据任务信息招募参与者，参与者根据任务信息收集船舶违章行为数据，平台根据参与者收集的数据质量和数量为参与船舶违章行为数据收集的参与者分发奖励，解决了现有采用传统人工智能技术数据收集困难、数据质量低以及小目标和重叠目标检测困难的问题。

技术领域

本发明涉及水上船舶监管领域，特别涉及一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法。

背景技术

在学术界，群体智能被视为人工智能的2.0时代，尽管随着深度学习技术的广泛采用，人工智能技术有了长足的发展，但是现有的人工智能技术依然依赖大量的数据。群体智能通过移动智能设备将人的智能和机器智能有机地结合，能够有效地解决人工智能数据不足和质量差的问题。目前，水上智能交通监管系统几乎都是采用计算机视觉加深度学习的方式实现水上船舶违章行为的监管。如中国专利（CN201310065114.X）公开了一种非现场船舶违法证据采集系统，其包括雷达天线与接收机单元、雷达视频处理单元、VTS显示单元、AIS基站、AIS基站数据处理单元、AIS显示单元、数据采集单元、VTS及AIS数据综合显示单元，雷达天线与接收机单元、VTS显示单元、数据采集单元都与雷达视频处理单元连接，AIS基站、AIS显示单元、数据采集单元都与AIS基站数据处理单元连接，数据采集单元与VTS及AIS数据综合显示单元连接。该发明实现了违法船舶处罚的电子信息化，且进一步提高海事监管的威慑力，使得船舶更加安全。然而，水上船舶违章行为识别仍面临诸多难题：

（1）违章行为数据采集难。相比于公路，水上航道通常只能在有限的航道岸边安装传感设备抓拍船舶的数据，或者通过执法船舶水上巡逻采集船舶的违章行为；

（2）违章行为数据质量差。水上航道背景复杂，固定的传感设备难以自动处理复杂的水上环境，其结果是难以获得高质量的船舶违章行为数据；

（3）小目标重叠目标检测困难。目前，以深度学习为代表的人工智能技术难以对小目标进行有效的检测与识别。

此外，宽阔的水上航道经常会发生多个船舶重叠的情况，容易使以现有的人工智能目标检测系统丢失目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是基于传统人工智能技术的船舶违章行为感知技术数据量不足、数据质量低以及小目标与重叠目标检测困难的问题，提供一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，该方法建立一个船舶违章行为感知众包系统。该系统以船舶违章行为感知平台为中心，执法机构在感知平台上发布相应的感知任务，然后感知平台招募航道上船舶上的船员作为参与者，利用参与者的智能手机实现对船舶违章行为的数据的采集。本发明通过建立一个船舶违章行为感知平台，执法机构在感知平台上发布船舶违章行为感知任务，感知平台根据任务信息招募参与者，参与者根据任务信息收集船舶违章行为数据，感知平台根据参与者收集的数据质量和数量为参与船舶违章行为数据收集的参与者分发奖励。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于群体感知的船舶违章行为感知方法，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；