一种智能船舶环境威胁目标感知系统及方法与流程

本技术涉及目标感知，尤其涉及一种智能船舶环境威胁目标感知系统及方法。

背景技术：

1、智能船舶指利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据。在智能无人船舶设计中，威胁目标感知识别是船舶在水域行驶中非常重要的前端获取环节，对于威胁和障碍物识别、航线优化都有着重要的地位和影响。

2、目前对于多数水面船舶行驶环境的监测，往往需要人工不断巡查，增加了人力成本和船舶维护保障的工作负荷。且对威胁对象迅速、准确、可靠的识别工作效率较低。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本技术提供一种智能船舶环境威胁目标感知系统及方法。

2、第一方面，本技术提供的一种智能船舶环境威胁目标感知方法，所述方法包括：

3、获取监测船舶的位置信息，根据所述位置信息，监测异常威胁性信号，根据异常威胁性信号，进行横向和纵向固定监测区域内的影响特征因子进行分析，得到横向影响特征因子和纵向影响特征因子；

4、在所述横向影响特征因子的横向变化稳定性高于纵向影响特征因子的纵向变化稳定性时，划分出三角形监测区域，根据三角形监测区域，选取出第一类三个监测位置点；

5、根据所述第一类三个监测位置点，获取第一类三种回馈监测信号，对第一类三种回馈监测信号进行微调处理得到第一类三种微调监测信号；

6、在所述横向影响特征因子的横向变化稳定性低于纵向影响特征因子的纵向变化稳定性时，划分出漏斗形监测区域，选取出第二类三个监测位置点，根据第二类三个监测位置点，对监测到的监测信号进行微调处理得到第二类三种微调监测信号；

7、对所述第一类三种微调监测信号或第二类三种微调监测信号进行威胁性目标感知结果的评判，输出威胁性目标感知确认结果或正常目标感知确认结果。

8、优选的，获取监测船舶的位置信息，根据所述位置信息，获取三种不同方向区域的威胁目标回馈信号，初步判断出威胁目标回馈信号中的异常威胁性信号；

9、根据所述异常威胁性信号，设定横向固定监测区域和纵向固定监测区域；

10、统计所述横向固定监测区域内的横向海面波纹变化状况，根据横向海面波纹变化状况，对横向固定监测区域内的风速向变化状况进行预测得到横向风速向变化状况；

11、根据所述横向海面波纹变化状况和横向风速向变化状况，对横向固定监测区域内的温度变化状况进行预测得到横向温度变化状况；

12、统计所述纵向固定监测区域内的纵向海面波纹变化状况，根据纵向海面波纹变化状况，对纵向固定监测区域内的风速向变化状况进行预测得到纵向风速向变化状况；

13、根据所述纵向海面波纹变化状况和纵向风速向变化状况，对纵向固定监测区域内的温度变化状况进行预测得到纵向温度变化状况；

14、所述横向风速向变化状况和横向温度变化状况组合成横向影响特征因子；

15、所述纵向风速向变化状况和纵向温度变化状况组合成纵向影响特征因子。

16、优选的，统计所述横向影响特征因子和纵向影响特征因子的变化稳定性，输出横向变化稳定性和纵向变化稳定性；

17、对所述横向变化稳定性和纵向变化稳定性进行比较，当横向变化稳定性高于纵向变化稳定性时，则在横向固定监测区域内以监测船舶为原点划分出一个三角形监测区域；

18、获取异常威胁性信号的异常位置点，根据所述异常位置点，从三角形监测区域内选取三个监测位置点，输出第一类三个监测位置点，第一类三个监测位置点与异常位置点具有密切距离影响关联性。

19、优选的，根据所述第一类三个监测位置点，监测船舶接收到相应的第一类三种回馈监测信号；

20、根据所述横向海面波纹变化状况和横向影响特征因子，预估信号强度被散射的横向影响系数值；

21、根据所述横向影响系数值，对信号强度被散射掉的信号强度进行预测得到横向散射信号强度；

22、根据所述横向散射信号强度，对第一类三种回馈监测信号进行信号微调，输出第一类三种微调监测信号。

23、优选的，当所述横向变化稳定性低于纵向变化稳定性时，则在纵向固定监测区域内以监测船舶为对称点划分出一个漏斗形监测区域，漏斗形监测区域是两个成上下对称的三角形区域组成；

24、根据所述异常位置点，从漏斗形监测区域内的上三角形区域中选取两个监测位置点，从漏斗形监测区域内的下三角形区域中选取一个监测位置点，输出第二类三种监测位置点；

25、根据所述第二类三种监测位置点，监测船舶接收到相应的第一类三种回馈监测信号；

26、根据所述纵向海面波纹变化状况和纵向影响特征因子，预估信号强度被散射的纵向影响系数值；

27、根据所述纵向影响系数值，对信号强度被散射掉的信号强度进行预测得到纵向散射信号强度；

28、根据所述纵向散射信号强度，对第二类三种回馈监测信号进行信号微调，输出第二类三种微调监测信号。

29、优选的，获取威胁性目标信息库，根据所述异常威胁性信号，从威胁性目标信息库中匹配出相应的威胁性目标信息；

30、获取历史时期中任意三个位置点所监测到的历史三种回馈监测信号和历史目标信息；

31、根据所述历史三种回馈监测信号和历史目标信息，建立三种评判模型；

32、将所述威胁性目标信息和第一类三种微调监测信号输入至三种评判模型中进行测试，输出第一类三种评判结果，第一类三种评判结果是指判断是否存有威胁性目标，若存有威胁性目标，则评判结果为是，若不存有威胁性目标，则评判结果为否；

33、将所述威胁性目标信息和第二类三种微调监测信号输入至三种评判模型中进行测试，输出第二类三种评判结果，第二类三种评判结果是指判断是否存有威胁性目标，若存有威胁性目标，则评判结果为是，若不存有威胁性目标，则评判结果为否；

34、当所述第一类三种评判结果或第二类三种评判结果中三种评判结果均为是时，则监测船舶最终的感知判断结果为威胁性目标感知确认结果；

35、当所述第一类三种评判结果或第二类三种评判结果中至少存有一种评判结果为否时，则监测船舶最终的感知判断结果为正常目标感知确认结果。

36、第二方面，一种智能船舶环境威胁目标感知系统，包括：

37、特征信息统计单元，用于获取监测船舶的位置信息，根据位置信息，监测异常威胁性信号，根据异常威胁性信号，进行横向和纵向固定监测区域内的影响特征因子进行分析，得到横向影响特征因子和纵向影响特征因子；

38、监测点位置选取单元，用于在横向影响特征因子的横向变化稳定性高于纵向影响特征因子的纵向变化稳定性时，划分出三角形监测区域，根据三角形监测区域，选取出第一类三个监测位置点；

39、一类监测信号校正单元，用于根据第一类三个监测位置点，获取第一类三种回馈监测信号，对第一类三种回馈监测信号进行微调处理得到第一类三种微调监测信号；

40、二类监测信号校正单元，用于在横向影响特征因子的横向变化稳定性低于纵向影响特征因子的纵向变化稳定性时，划分出漏斗形监测区域，选取出第二类三个监测位置点，根据第二类三个监测位置点，对监测到的监测信号进行微调处理得到第二类三种微调监测信号；

41、威胁目标感知评判单元，用于对第一类三种微调监测信号或第二类三种微调监测信号进行威胁性目标感知结果的评判，输出威胁性目标感知确认结果或正常目标感知确认结果。

42、与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：

43、通过对监测船舶所要监测是否有威胁性目标的固定区域内进行不同条件状况下的多种影响特征因子的变化稳定性进行比较分析，即分为两种情况区域，一种是横向固定监测区域一种是纵向固定监测区域，因不同距离和宽度范围的原因，极可能会造成这两种区域条件下所监测到的信号是具有较大差异的，为了提高后续信息监测评判的精确性，则进行单独区别性的分析，并将这二者区域内所监测到的特征信息进行变化稳定性的比较判断，以便于后续的主要监测位置点的选取，通过在上述横向固定监测区域或是纵向固定监测区域内进行三角形监测区域的划分或是漏斗形监测区域的划分，规避了因较大区域范围的信号监测处理所导致较大数据误差的几率，最后将这两种划分区域内所监测到信号进行模型测试，并对得到的两类评判结果进行分析，以得到最终是否真的存有威胁性目标进行感知确认，通过进行不同变化因子特征信息的条件情况进行多样性的信息处理，增强了信息间相互影响性变化的较为全面性判断，使得最终的评判结果更具有可科学研究性和可靠性。