[发明专利]一种基于海陆约束的船舶预测轨迹修正方法

权利要求书

1.一种基于海陆约束的船舶预测轨迹修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)生成差异化陆地缓冲区；具体方式为：通过GIS缓冲区生成方法，以全球海岸线为依据，分别针对船舶在开阔海域、海峡、群岛、内河环境下的可通行区域，制定差异化陆地缓冲区生成策略，并融合形成统一的全球船舶航行区域MP；

其中，MP是由σ个多边形组成的MULTIPOLYGON矢量对象MULTIPOLYGON(P₁,P₂,...,P_σ)，每个多边形对象P_i为由π个地理坐标点首尾依次连接所围城的闭合矢量面；

(2)判断船舶预测航迹与缓冲区的关系模式，针对每种关系模式分别对船舶预测航迹进行修正；具体方式为：

(201)假设船舶预测航迹为l＝(p₁,p₂,...p_m)，p_i处的经度、纬度分别为x_i,y_i；获取与l有交集的MP中的第一个多边形P_θ，然后转至步骤(202)，若l与MP无交集，则表示未出现轨迹上陆情况，无需进行航迹修正；

(202)根据l与P_θ的边的交点数量，区分不同模式如下：

模式0，l与P_θ的边无交点；

模式1，l与P_θ的边有一个交点，且l的起点p₁包含在P_θ区域内；

模式2，l与P_θ的边有一个交点，且l的起点p₁不包含在P_θ区域内；

模式3，l与P_θ的边有两个交点；

模式-1，l与P_θ的边有至少3个交点；

(203)针对不同模式，分别进行航迹修正如下：

模式0的航迹修正：在模式0下，预测船舶在进入缓冲区范围后继续向前运动，此情况下判定船舶将发生靠岸行为，船舶在航迹与海岸线相交处停止前行，航迹在该处截断；

模式1的航迹修正：在模式1下，预测船舶在缓冲区内自内向外穿出，此情况下判定船舶将发生离港行为，船舶将穿出缓冲区后继续前行，缓冲区内航迹段保持不变，缓冲区外航迹段作为新的l送入步骤(201)进行递归处理；

模式2的航迹修正：在模式2下，预测船舶在缓冲区外由外向内进入缓冲区，此情况下判定船舶将沿着缓冲区边缘航行，船舶在抵达缓冲区边缘后，依据方向优先策略选择航行方向；

模式3的航迹修正：在模式3下，预测船舶将在缓冲区外开始穿过缓冲区航行，此情况下判定船舶将绕过缓冲区航行，将预测航迹进入缓冲区的交点记为入点，穿出缓冲区的交点记为出点，则入点之前的航迹段保持不变，入点之后的航迹段在缓冲区边缘根据方向优先策略或距离优先策略进行修正，出点后的航迹段作为新的l送入步骤(201)进行递归处理；

模式-1的航迹修正：在模式-1下，预测船舶将在缓冲区外开始多次穿过缓冲区航行，此情况下判定船舶将绕过缓冲区航行，将预测航迹首次进入缓冲区的交点记为首次入点，首次穿出缓冲区的交点记为首次出点，则首次入点前航迹段保持不变，首次入点后的航迹段在缓冲区边缘根据方向优先策略进行修正，首次出点后的航迹段作为新的l送入步骤(201)进行递归处理；

其中，方向优先策略是指，计算交点处航迹前进方向与交点处缓冲区边缘的逆时针方向的夹角，若夹角小于90°，则沿顺时针方向绕行，否则沿逆时针方向绕行；

距离优先策略是指，计算缓冲区边缘上从入点到出点的顺时针距离和逆时针距离，选定距离较短的方向为绕行方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于海陆约束的船舶预测轨迹修正方法，其特征在于，MP的生成方式为，在全球海岸线MP₀的基础上，针对开阔海域，以12海里为缓冲距离，基于开阔海域内领海基线或海岸线生成缓冲区域；针对海峡、群岛、内河区域，在保证区域拓扑关系不变的前提下，以指定距离为缓冲距离生成缓冲区域。