[发明专利]一种船舶路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种船舶路径规划方法，其特征在于，包括：

获取船舶海运轨迹的历史数据，得到船舶第一轨迹信息；

将所述第一轨迹信息中的球面坐标进行转换，得到第二轨迹信息；

通过非均匀有理B样条对所述第二轨迹信息进行插值处理，得到所述第二轨迹信息对应的时间等分的坐标数据；

建立基于神经网络的非线性回归模型，将所述坐标数据按照预设的比例分为训练集和测试集；

通过所述训练集和所述测试集对所述非线性回归模型进行训练以及验证，得到所述第二轨迹信息中时间序列与位置坐标之间的非线性关系；

根据所述非线性关系对船舶的路径进行规划。

2.如权利要求1所述的船舶路径规划方法，其特征在于，所述将所述第一轨迹信息中的球面坐标进行转换，得到第二轨迹信息，具体为：

将所述第一轨迹信息中的球面坐标转换成三维笛卡尔坐标，得到第二轨迹信息。

3.如权利要求1所述的船舶路径规划方法，其特征在于，在所述将所述第一轨迹信息中的坐标进行转换，得到第二轨迹信息之后，还包括：

获取所述第二轨迹信息中路径长度的四分位数，根据所述四分位数与所述第二轨迹信息中的各个数据之间的关系计算异常值，并将所述异常值进行删除，得到异常值删除后的第二轨迹信息。

4.如权利要求1所述的船舶路径规划方法，其特征在于，所述通过非均匀有理B样条对所述第二轨迹信息进行插值处理，具体为：

通过非均匀有理B样条对所述坐标数据进行处理，得到所述第二轨迹信息中船舶位置点之间的样条曲线，根据所述样条曲线对所述第二轨迹信息进行插值处理。

5.如权利要求1所述的船舶路径规划方法，其特征在于，所述通过所述训练集和所述测试集对所述非线性回归模型进行训练以及验证，得到所述第二轨迹信息中时间序列与位置坐标之间的非线性关系，具体为：

设置所述非线性回归模型的输入为时间序列，输出为位置坐标，通过所述训练集对所述给线性回归模型进行训练得到所述时间序列和所述位置坐标的模型关系；

通过所述测试集对所述非线性回归模型进行验证，获得所述时间序列与所述位置坐标的非线性关系。

6.一种船舶路径规划系统，其特征在于，包括：获取模块、转换模块、插值处理模块、模型建立模块、训练及验证模块和规划模块；

所述获取模块，用于获取船舶海运轨迹的历史数据，得到船舶第一轨迹信息；

所述转换模块，用于将所述第一轨迹信息中的球面坐标进行转换，得到第二轨迹信息；

所述插值处理模块，用于通过非均匀有理B样条对所述第二轨迹信息进行插值处理，得到所述第二轨迹信息对应的时间等分的坐标数据；

所述模型建立模块，用于建立基于神经网络的非线性回归模型，将所述坐标数据按照预设的比例分为训练集和测试集；

所述训练及验证模块，用于通过所述训练集和所述测试集对所述非线性回归模型进行训练以及验证，所述第二轨迹信息中时间序列与位置坐标之间的非线性关系；

所述规划模块，用于根据所述非线性关系对船舶的路径进行规划。

7.如权利要求6所述的船舶路径规划系统，其特征在于，所述转换模块，具体为：

将所述第一轨迹信息中的球面坐标转换成三维笛卡尔坐标，得到第二轨迹信息。

8.如权利要求6所述的船舶路径规划系统，其特征在于，还包括异常值处理模块；所述异常值处理模块用于获取所述第二轨迹信息中路径长度的四分位数，根据所述四分位数与所述第二轨迹信息中的各个数据之间的关系计算异常值，并将所述异常值进行删除，得到异常值删除后的第二轨迹信息。

9.如权利要求6所述的船舶路径规划系统，其特征在于，所述插值处理模块，具体为：

通过非均匀有理B样条对所述坐标数据进行处理，得到所述第二轨迹信息中船舶位置点之间的样条曲线，根据所述样条曲线对所述第二轨迹信息进行插值处理。

10.如权利要求6所述的船舶路径规划系统，其特征在于，所述训练及验证模块，具体为：

设置所述非线性回归模型的输入为时间序列，输出为位置坐标，通过所述训练集对所述给线性回归模型进行训练得到所述时间序列和所述位置坐标的模型关系；

通过所述测试集对所述非线性回归模型进行验证，获得所述时间序列与所述位置坐标的非线性关系。