一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114217307A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111430515.1(22)申请日2021.11.29(71)申请人福建新继船舶服务有限公司地址361000福建省厦门市思明区厦禾路885号1017室(72)发明人王驰明林忠苏孙新陈久虎李亚楠樊博彦(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人蔡晓敏(51)Int.Cl.G01S13/88(2006.01)G01S13/937(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法(57)摘要本发明提供的一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，通过分别获取雷达数据和AIS数据，并通过模糊评价矩阵进行时空配准，得到融合后的数据；根据融合后的数据对船舶的行为进行监测，综合考虑雷达和AIS数据之间良好的互补性和冗余性，通过数据融合处理能够弥补各自存在的不足之外，雷达与AIS的集成同时可以提高导航系统的检测性能和精度可靠性，提供更加精准的导航数据，结合模糊集合论的方法来判断雷达检测到的船舶是否存在异常行为，有效的提高了目标的检测性能和精度可靠性。CN114217307ACN114217307A权利要求书1/1页1.一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，包括步骤：S1、分别获取雷达数据和AIS数据，并通过模糊评价矩阵进行时空配准，得到融合后的数据；S2、根据融合后的数据对船舶的行为进行监测。2.根据权利要求1所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，步骤S1包括：S11、分别获取雷达数据和AIS数据，并通过计算所述雷达数据和AIS数据之间的欧氏距离，建立相应的模糊评价矩阵；S12、计算雷达和AIS的相似度，并通过所述模糊评价矩阵判断所述相似度是否小于预设值，若是，则判断所述AIS数据和雷达数据相关，并进行合并，得到融合后的数据。3.根据权利要求2所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，所述雷达数据包括岸基雷达的经纬度位置信息和雷达探测的海域范围；所述AIS数据包括AIS目标的静态信息和动态信息。4.根据权利要求2所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，所述雷达数据和AIS数据之间的欧氏距离djw的计算过程如下：将雷达数据转换为目标的经纬度坐标(λ1，θ1)；λ1＝(d*cos(θ*π/180))/111.3；θ1＝(d*sin(θ*π/180))/(111.3*cos(φ0*π/180))；其中，d表示雷达和检测到的目标的距离，θ表示雷达和检测到的目标连线与水平线之间的夹角，表示雷达的纬度；根据目标经纬度坐标(λ1，θ1)和AIS数据中目标经纬度坐标(λ2，θ2)计算欧氏距离djw；5.根据权利要求3所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，步骤S11中所述的通过计算所述雷达数据和AIS数据之间的欧氏距离具体为：通过计算雷达与AIS数据同一时刻的航速、航向、位置信息之间的欧氏距离，建立相应的模糊评价矩阵。6.根据权利要求5所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，步骤S2包括：若雷达数据中船舶速度的大小发生改变且AIS数据停止更新，则判断船舶速度大小的变化是否超出预警范围；若超出，则判断存在异常行为，继续监控并提出示警，反之，则判断船舶存在非法捕鱼或非法监控，立刻报警。7.根据权利要求5所述的基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法，其特征在于，步骤S2还包括：若雷达数据中船舶速度的方向发生改变且AIS数据停止更新，则判断船舶速度方向的变化是否超出预警范围；若是，则判断存在异常行为，继续监控并提出示警，反之，判断船舶存在非法进入禁渔区或偏离标准航线，则立刻报警。2CN114217307A说明书1/4页一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法技术领域[0001]本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种基于雷达和AIS数据的船舶异常行为判定的方法。背景技术[0002]雷达和AIS(船舶自动识别系统)是船上配备的保证船舶航行安全的重要导航设备，在导航领域发挥着不可替代的作用。雷达是一种主动方式获取目标的信息，可用来定位、导航，但存在精度不高、易受天气地形影响的缺陷；而AIS在甚高频下不受位置、天气的影响，向周围海域的船舶或岸基雷达发送静态信息和动态信息，但目前AIS数据还存在丢失和大量错误,当前AIS数据质量还不能适应海事监管与服务的需要。[0003]目前国外一些学者对船舶异常行为识别做了一定的研究，Ristic等人采用核密度估计的方法，在零假设的条件下，从实