CN117233747B - 雷达目标与ais目标的融合方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法、装置和可读存储介质，涉及雷达数据处理技术领域。方法包括：确定雷达设备的扫描范围；获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合方法可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

Description

雷达目标与AIS目标的融合方法、装置和可读存储介质

技术领域

本发明涉及雷达数据处理技术领域，具体而言，涉及一种雷达目标与AIS目标的融合方法、装置和可读存储介质。

背景技术

雷达设备可敏捷、高速捕获周边作业范围内的活动船舶，但雷达设备不能识别船舶的身份。而AIS（Automatic Identification System，船舶自动识别系统）设备可以广播和收集船舶身份信息，因此雷达目标融合AIS数据的需求很大。但是由于系统及网络的限制等客观原因，融合系统获取到的AIS数据存在延迟的情况，这种延迟问题会导致雷达目标与AIS目标融合的效果变差。

因此，如何提出一种能够在AIS延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果的雷达目标与AIS目标的融合方法成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中在AIS延迟的情况下雷达目标与AIS目标的融合效果差的问题。

因此，本发明的第一个目的在于提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法。

本发明的第二个目的在于提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置。

本发明的第三个目的在于提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置。

本发明的第四个目的在于提供了一种可读存储介质。

本发明第一方面的技术方案提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法，包括：确定雷达设备的扫描范围；获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合方法，通过将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成雷达目标集合和AIS目标集合，从而可以根据AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差进行融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合方法可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请是通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行预设融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行基于空间分布相似方法地融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

其中，预设处理可以是坐标和时间的统一转换，从而得到坐标和时间统一后的雷达目标数据和AIS目标数据。空间分布相似意味着结构相似、形状相似。若空间相似且同一坐标系下大小近似、位置近似，则意味着两个集合的对象为同一组对象。

可以理解的是，在有雷达监控的系统中，雷达设备因其设备特性和使用要求，数据延时很低。而AIS数据作为外部采集数据，很难保证其实时性。这样一来，最新AIS目标和最新雷达目标实际上是时间不同步的。这种情况下，实际表达一个实体的AIS目标和雷达目标，其位置并不重合，会有一定的距离。若直接对AIS目标个体进行融合，一般也会采用距离相近的基本思路。若AIS数据延迟情况存在，AIS目标和雷达目标会出现错位，很可能关联到更近的错误的雷达目标。而采用本方案整体融合的思路，会要求所有AIS目标与其融合雷达目标的距离都满足距离阈值，因此本方案更容易解决AIS数据延迟问题。

另外，本申请提供的雷达目标与AIS目标的融合方法还可以具有如下附加技术特征：

在一些技术方案中，可选地，确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差的步骤，具体包括：获取AIS目标集合的第一几何中心；确定AIS目标集合中每个AIS目标与第一几何中心的第一距离值和第一角度值；将第一距离值和第一角度值按第一预设顺序进行排序，以形成第一有序集合；获取AIS目标集合中AIS目标的数量；对雷达目标集合中的雷达目标进行筛选，以确定出与AIS目标数量相同的雷达目标；获取筛选出的雷达目标的第二几何中心；确定雷达目标集合中每个雷达目标与第二几何中心的第二距离值和第二角度值；将第二距离值和第二角度值按第二预设顺序进行排序，以形成第二有序集合；基于第一有序集合和第二有序集合确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。

在该技术方案中，具体可以通过以下方式确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差：可以先确定出AIS目标集合的第一几何中心，计算出AIS目标集合中每个AIS目标与第一几何中心的第一距离值和第一角度值，然后将第一距离值和第一角度值按第一预设顺序进行排序，形成第一有序集合。同理，相应的确定出与AIS目标数量相同的雷达目标，然后求取出雷达目标的第二几何中心，计算出雷达目标集合中每个雷达目标与第二几何中心的第二距离值和第二角度值，并将第二距离值和第二角度值按第二预设顺序进行排序，形成第二有序集合。从而基于第一有序集合和第二有序集合确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。本申请通过先将AIS目标和雷达目标分别融合，然后再整体融合，避免了雷达噪声的干扰，提高了融合成功率。

在一些技术方案中，可选地，对雷达目标集合中的雷达目标进行筛选的步骤，具体包括：获取AIS目标集合中每个AIS目标的距离分布特征；获取雷达目标集合中每个雷达目标的距离分布特征；判断每个雷达目标的距离分布特征是否至少包含一个AIS目标的距离分布特征；将雷达目标的距离分布特征中，至少包含一个AIS目标的距离分布特征的雷达目标筛选出来。

在该技术方案中，雷达目标集合中的雷达目标会很多，需要将满足条件的雷达目标筛选出来，筛选可以通过距离分布特征的相似性判断进行实现。具体地，获取AIS目标集合中每个AIS目标的距离分布特征，以及获取雷达目标集合中每个雷达目标的距离分布特征，判断每个雷达目标的距离分布特征中是否至少包含一个AIS目标的距离分布特征，将雷达目标的距离分布特征中，至少包含一个AIS目标的距离分布特征的雷达目标筛选出来，进而根据筛选出的雷达目标确定第二几何中心。

在一些技术方案中，可选地，基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合的步骤，具体包括：基于距离差生成距离差集合；基于角度差生成角度差集合；对距离差集合和角度差集合分别计算标准差；确定距离差集合的标准差和角度差集合的标准差是否均满足预设误差；在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差均满足预设误差的情况下将雷达目标与AIS目标融合。

在该技术方案中，可以根据距离差生成距离差集合，根据角度差生成角度差集合，然后对距离差集合和角度差集合分别计算标准差，进而确定距离差集合的标准差和角度差集合的标准差是否均满足预设误差，在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差均满足预设误差的情况下将雷达目标与AIS目标融合，从而确保了融合的成功率。

可选地，在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差不满足预设误差的情况下，重新从雷达目标集合中筛选雷达目标，直至融合成功。

在一些技术方案中，可选地，将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理的步骤，具体包括：将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐；将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一。

在该技术方案中，可以将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐。将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一，从而实现AIS目标数据和雷达目标数据的预设处理。可以理解的是，AIS设备广播AIS消息的时间是不一致的，数据服务接收到AIS消息后，会对AIS消息加上时间戳，以表示目标在此时间的位置。为了使所有目标的时间一致，需要将这些目标时间进行对齐。而雷达目标更新频度非常高，因此，本申请不考虑雷达目标时间和空间对齐问题。

在一些技术方案中，可选地，将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐的步骤，具体包括：获取AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度；根据AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度确定出所有AIS目标在同一时刻的位置。

在该技术方案中，通过获取AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度，根据AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度确定出所有AIS目标在同一时刻的位置，从而实现AIS目标的时间和空间对齐。

在一些技术方案中，可选地，将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一的步骤，具体包括：将雷达目标的方位数据转化为与AIS目标相同的经纬度形式。

在该技术方案中，将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一包括，将雷达目标的方位（角度、距离）数据转化为与AIS目标相同的经纬度形式。

本发明第二方面的技术方案提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置，包括：第一确定模块，用于确定雷达设备的扫描范围；获取模块，用于获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；处理模块，用于将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；第二确定模块，用于确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；融合模块，用于基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置，包括第一确定模块、获取模块、处理模块、第二确定模块和融合模块。第一确定模块能够确定雷达设备的扫描范围。获取模块能够获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据。处理模块能够将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合。第二确定模块能够确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。融合模块能够基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合装置可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行预设融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

本发明第三方面的技术方案提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置，包括：存储器和处理器，存储器储存有程序或指令，程序或指令被处理器执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置，包括存储器和处理器，存储器储存有程序或指令，程序或指令被处理器执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。由于该雷达目标与AIS目标的融合装置能够实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。因此，本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置还具有第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第四方面的技术方案提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。

根据本发明提供的可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。由于该可读存储介质能够实现如第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。因此，本发明提供的可读存储介质还具有第一方面任一项技术方案中的雷达目标与AIS目标的融合方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标的融合方法的流程示意图之一；

图2是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标的融合方法的流程示意图之二；

图3是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标的融合方法的流程示意图之三；

图4是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标融合过程的示意图之一；

图5是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标融合过程的示意图之二；

图6是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标融合过程的示意图之三；

图7是根据本发明的一个实施例的雷达目标与AIS目标的融合装置的方框示意图；

图8是根据本发明的另一个实施例的雷达目标与AIS目标的融合装置的方框示意图。

其中，图7和图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1雷达目标与AIS目标的融合装置，12第一确定模块，14获取模块，16处理模块，18第二确定模块，20融合模块，2雷达目标与AIS目标的融合装置，22存储器，24处理器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本发明一些实施例的雷达目标与AIS目标的融合方法。

在根据本申请的一个实施例中，如图1所示，提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法，包括：

S102，确定雷达设备的扫描范围。

S104，获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据。

S106，将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合。

S108，确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。

S110，基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合方法，通过将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成雷达目标集合和AIS目标集合，从而可以根据AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差进行融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合方法可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请是通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行预设融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行基于空间分布相似方法地融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

其中，预设处理可以是坐标和时间的统一转换，从而得到坐标和时间统一后的雷达目标数据和AIS目标数据。空间分布相似意味着结构相似、形状相似。若空间相似且同一坐标系下大小近似、位置近似，则意味着两个集合的对象为同一组对象。

可以理解的是，在有雷达监控的系统中，雷达设备因其设备特性和使用要求，数据延时很低。而AIS数据作为外部采集数据，很难保证其实时性。这样一来，最新AIS目标和最新雷达目标实际上是时间不同步的。这种情况下，实际表达一个实体的AIS目标和雷达目标，其位置并不重合，会有一定的距离。若直接对AIS目标个体进行融合，一般也会采用距离相近的基本思路。若AIS数据延迟情况存在，AIS目标和雷达目标会出现错位，很可能关联到更近的错误的雷达目标。而采用本方案整体融合的思路，会要求所有AIS目标与其融合雷达目标的距离都满足距离阈值，因此本方案更容易解决AIS数据延迟问题。

在根据本申请的一个实施例中，如图2所示，提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法，包括：

S202，确定雷达设备的扫描范围。

S204，获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据。

S206，将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合。

S208，获取AIS目标集合的第一几何中心；确定AIS目标集合中每个AIS目标与第一几何中心的第一距离值和第一角度值；将第一距离值和第一角度值按第一预设顺序进行排序，以形成第一有序集合；获取AIS目标集合中AIS目标的数量；对雷达目标集合中的雷达目标进行筛选，以确定出与AIS目标数量相同的雷达目标；获取筛选出的雷达目标的第二几何中心；确定雷达目标集合中每个雷达目标与第二几何中心的第二距离值和第二角度值；将第二距离值和第二角度值按第二预设顺序进行排序，以形成第二有序集合；基于第一有序集合和第二有序集合确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。

S210，基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合方法，通过将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成雷达目标集合和AIS目标集合，从而可以根据AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差进行融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合方法可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请是通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

其中，具体可以通过以下方式确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差：可以先确定出AIS目标集合的第一几何中心，计算出AIS目标集合中每个AIS目标与第一几何中心的第一距离值和第一角度值，然后将第一距离值和第一角度值按第一预设顺序进行排序，形成第一有序集合。同理，相应的确定出与AIS目标数量相同的雷达目标，然后求取出雷达目标的第二几何中心，计算出雷达目标集合中每个雷达目标与第二几何中心的第二距离值和第二角度值，并将第二距离值和第二角度值按第二预设顺序进行排序，形成第二有序集合。从而基于第一有序集合和第二有序集合确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。本申请通过先将AIS目标和雷达目标分别融合，然后再整体融合，避免了雷达噪声的干扰，提高了融合成功率。

在一些实施例中，可选地，对雷达目标集合中的雷达目标进行筛选的步骤，具体包括：获取AIS目标集合中每个AIS目标的距离分布特征；获取雷达目标集合中每个雷达目标的距离分布特征；判断每个雷达目标的距离分布特征是否至少包含一个AIS目标的距离分布特征；将雷达目标的距离分布特征中，至少包含一个AIS目标的距离分布特征的雷达目标筛选出来。

在该实施例中，雷达目标集合中的雷达目标会很多，需要将满足条件的雷达目标筛选出来，筛选可以通过距离分布特征的相似性判断进行实现。具体地，获取AIS目标集合中每个AIS目标的距离分布特征，以及获取雷达目标集合中每个雷达目标的距离分布特征，判断每个雷达目标的距离分布特征中是否至少包含一个AIS目标的距离分布特征，将雷达目标的距离分布特征中，至少包含一个AIS目标的距离分布特征的雷达目标筛选出来，进而根据筛选出的雷达目标确定第二几何中心。

在根据本申请的一个实施例中，如图3所示，提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法，包括：

S302，确定雷达设备的扫描范围。

S304，获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据。

S306，将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合。

S308，确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。

S310，基于距离差生成距离差集合；基于角度差生成角度差集合；对距离差集合和角度差集合分别计算标准差；确定距离差集合的标准差和角度差集合的标准差是否均满足预设误差；在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差均满足预设误差的情况下将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合方法，通过将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成雷达目标集合和AIS目标集合，从而可以根据AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差进行融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合方法可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请是通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

其中，可以根据距离差生成距离差集合，根据角度差生成角度差集合，然后对距离差集合和角度差集合分别计算标准差，进而确定距离差集合的标准差和角度差集合的标准差是否均满足预设误差，在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差均满足预设误差的情况下将雷达目标与AIS目标融合，从而确保了融合的成功率。

可选地，在距离差集合的标准差和角度差集合的标准差不满足预设误差的情况下，重新从雷达目标集合中筛选雷达目标，直至融合成功。

在一些实施例中，可选地，将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理的步骤，具体包括：将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐；将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一。

在该实施例中，可以将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐。将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一，从而实现AIS目标数据和雷达目标数据的预设处理。可以理解的是，AIS设备广播AIS消息的时间是不一致的，数据服务接收到AIS消息后，会对AIS消息加上时间戳，以表示目标在此时间的位置。为了使所有目标的时间一致，需要将这些目标时间进行对齐。而雷达目标更新频度非常高，因此，本申请不考虑雷达目标时间和空间对齐问题。

在一些实施例中，可选地，将AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐的步骤，具体包括：获取AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度；根据AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度确定出所有AIS目标在同一时刻的位置。

在该实施例中，通过获取AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度，根据AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度确定出所有AIS目标在同一时刻的位置，从而实现AIS目标的时间和空间对齐。

在一些实施例中，可选地，将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一的步骤，具体包括：将雷达目标的方位数据转化为与AIS目标相同的经纬度形式。

在该实施例中，将雷达目标数据中雷达目标的坐标系和AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一包括，将雷达目标的方位（角度、距离）数据转化为与AIS目标相同的经纬度形式。

在根据本申请的一个实施例中，提供了一种雷达目标与AIS目标的融合方法，该方法的动态输入为AIS目标数据集合和雷达目标数据集合。因AIS目标船舶身份准确，因此本方案按照优先融合AIS目标的思路进行。

具体融合步骤如下：

1、预准备。

确定雷达设备的扫描范围。以经纬度坐标点构成的区域表示。此范围为雷达设备的完全有效扫描范围。即不会因功率衰减等问题而扫描不到对象。

2、接收并标准化AIS目标数据及雷达目标数据。

（1）AIS目标时空对齐：AIS设备广播AIS消息的时间是不一致的，数据服务接收到AIS消息后，会对AIS消息加上时间戳，以表示目标在此时间的位置。为了使所有目标的时间一致，需要将这些目标时间进行对齐。对齐方法是，依据AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度，计算出所有目标在同一时刻的位置。

（2）雷达目标时空对齐：雷达目标更新频度非常高，此融合方法不考虑时空对齐问题。

（3）统一坐标系：将雷达目标信息中的方位（角度、距离）数据转化为与AIS目标的经纬度形式。

3、按雷达设备扫描范围生成AIS目标集合。

（1）保留此范围内的AIS目标，形成待融合AIS目标的集合。

（2）对范围外AIS目标进行留存。

4、对范围内AIS目标集合进行整体融合。

（1）计算AIS目标集合中目标数量。设定目标数量用N表示。

（2）求取AIS目标集合的几何中心，计算集合中每个目标与几何中心的距离及方位值，将计算结果按距离和方位角进行排序，形成有序集合A。

（3）从雷达目标集合中选取N个雷达目标。

从X个元素中选取Y个元素，是个组合问题。具体到雷达和AIS融合应用，组合数量会很大，为了减少组合数量，需要尽量多去除完全不满足条件的雷达目标。这个过程通过距离分布特征的相似性判断进行实现。

对象距离分布特征定义：对于空间对象集合的某一对象，计算其与所有其他对象的距离，并按距离值从小到大进行排序和记录。

A对象距离分布特征包含B对象距离分布特征的定义：A对象到自身集合中其他对象的距离集合包含B对象到自身集合中其他对象的距离集合。这里，距离的比较采用近似比较，即距离差小于指定阈值，则认为相等。

其中，去除雷达目标的过程如下（只需执行一次）：

a、计算AIS目标集合中每个对象的距离分布特征。

b、计算雷达目标集合中每个对象的距离分布特征，若此特征包含AIS目标集合的任何一个对象距离分布特征，则保留此雷达目标，不满足此条件则舍弃此雷达对象。

c、得到保留的雷达目标组成的集合。实际情况下，此集合数量与AIS目标数量会近似相等。

（4）求取已选雷达目标集合的几何中心，计算集合中每个目标与几何中心的距离及角度值，计算结果按距离和角度进行排序，形成有序集合R。

（5）对于A和R两个有序集合。计算每个对应元素Ai与Ri的距离差及角度差。形成距离差集合Dis及角度差集合Dir。

（6）对距离差集合Dis计算标准差。对角度差集合Dir计算标准差。

（7）两个标准差均满足设定误差，则认为融合成功。否则认定失败，重新从第（3）步开始执行。若雷达目标集合中任意N个目标都不能融合成功，则最终融合失败。

（8）如果融合成功，对A和R中的对象按序号进行一对一匹配。

5、对剩余未融合的AIS目标及雷达目标进行一般融合。可以理解的是，本申请是对雷达安全扫描范围内AIS目标的融合，但安全扫描范围外也有AIS目标和雷达目标，因处于边界位置，更适合使用对单个AIS目标实行按距离进行融合的一般思路。

6、输出融合数据。

其中，可以结合图4、图5和图6对本申请的雷达目标与AIS目标的融合方法进行理解。图4、图5和图6中的实线空心圆形表示雷达目标、虚线空心圆形表示雷达噪声或关闭AIS信号的船舶、实心圆形表示雷达目标的第二几何中心、空心三角形表示AIS目标、实心三角形表示的是AIS目标集合的第一几何中心。图4表示为获取到的雷达目标和AIS目标，图5表示了确定出了雷达目标和AIS目标的几何中心，并确定出了目标到几何中心的距离。图6表示雷达目标和AIS目标已经融合。

如图7所示，本发明第二方面的实施例提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置1，包括：第一确定模块12，用于确定雷达设备的扫描范围；获取模块14，用于获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；处理模块16，用于将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；第二确定模块18，用于确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；融合模块20，用于基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置1，包括第一确定模块12、获取模块14、处理模块16、第二确定模块18和融合模块20。第一确定模块12能够确定雷达设备的扫描范围。获取模块14能够获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据。处理模块16能够将AIS目标数据和雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合。第二确定模块18能够确定出AIS目标集合中AIS目标与雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。融合模块20能够基于距离差和角度差将雷达目标与AIS目标融合。本申请的雷达目标与AIS目标的融合装置可以在AIS数据延迟的情况下保证雷达目标与AIS目标的融合效果。可以理解的是，本申请通过将AIS目标数据和雷达目标数据先进行融合处理，形成AIS目标集合和雷达目标集合，从而进一步将AIS目标集合和雷达目标集合进行融合，实现了AIS目标和雷达目标的整体融合，从而减少了雷达目标的噪声，提高了融合成功率。

如图8所示，本发明第三方面的实施例提供了一种雷达目标与AIS目标的融合装置2，包括：存储器22和处理器24，存储器22储存有程序或指令，程序或指令被处理器24执行时，实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。

根据本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置2，包括存储器22和处理器24，存储器22储存有程序或指令，程序或指令被处理器24执行时，实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。由于该雷达目标与AIS目标的融合装置2能够实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。因此，本发明提供的雷达目标与AIS目标的融合装置2还具有第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第四方面的实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。

根据本发明提供的可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。由于该可读存储介质能够实现如第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。因此，本发明提供的可读存储介质还具有第一方面任一项实施例中的雷达目标与AIS目标的融合方法的全部有益效果，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，包括：

确定雷达设备的扫描范围；

获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；

将所述AIS目标数据和所述雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；

确定出所述AIS目标集合中AIS目标与所述雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；

基于所述距离差和所述角度差将所述雷达目标与所述AIS目标融合；

所述确定出所述AIS目标集合中AIS目标与所述雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差的步骤，具体包括：

获取AIS目标集合的第一几何中心；

确定所述AIS目标集合中每个AIS目标与所述第一几何中心的第一距离值和第一角度值；

将所述第一距离值和所述第一角度值按第一预设顺序进行排序，以形成第一有序集合；

获取所述AIS目标集合中所述AIS目标的数量；

对所述雷达目标集合中的雷达目标进行筛选，以确定出与所述AIS目标数量相同的雷达目标；

获取筛选出的雷达目标的第二几何中心；

确定所述雷达目标集合中每个雷达目标与所述第二几何中心的第二距离值和第二角度值；

将所述第二距离值和所述第二角度值按第二预设顺序进行排序，以形成第二有序集合；

基于所述第一有序集合和所述第二有序集合确定出所述AIS目标集合中AIS目标与所述雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差。

2.根据权利要求1所述的雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，所述对所述雷达目标集合中的雷达目标进行筛选的步骤，具体包括：

获取所述AIS目标集合中每个AIS目标的距离分布特征；

获取所述雷达目标集合中每个雷达目标的距离分布特征；

判断每个所述雷达目标的距离分布特征是否至少包含一个所述AIS目标的距离分布特征；

将所述雷达目标的距离分布特征中，至少包含一个所述AIS目标的距离分布特征的所述雷达目标筛选出来；

所述距离分布特征为对于空间对象集合的某一对象，计算所述某一对象与所述某一对象以外的所有其他对象的距离值，并按所述距离值从小到大排序和记录。

3.根据权利要求1所述的雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，所述基于所述距离差和所述角度差将所述雷达目标与所述AIS目标融合的步骤，具体包括：

基于所述距离差生成距离差集合；

基于所述角度差生成角度差集合；

对所述距离差集合和所述角度差集合分别计算标准差；

确定所述距离差集合的标准差和所述角度差集合的标准差是否均满足预设误差；

在所述距离差集合的标准差和所述角度差集合的标准差均满足预设误差的情况下将所述雷达目标与所述AIS目标融合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，所述将所述AIS目标数据和所述雷达目标数据进行预设处理的步骤，具体包括：

将所述AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐；

将所述雷达目标数据中雷达目标的坐标系和所述AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一。

5.根据权利要求4所述的雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，所述将所述AIS目标数据中的AIS目标进行时间和空间对齐的步骤，具体包括：

获取所述AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度；

根据所述AIS目标的当前位置、航迹向和航行速度确定出所有AIS目标在同一时刻的位置。

6.根据权利要求4所述的雷达目标与AIS目标的融合方法，其特征在于，所述将所述雷达目标数据中雷达目标的坐标系和所述AIS目标数据中AIS目标的坐标系进行统一的步骤，具体包括：

将所述雷达目标的方位数据转化为与所述AIS目标相同的经纬度形式。

7.一种雷达目标与AIS目标的融合装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定雷达设备的扫描范围；

获取模块，用于获取扫描范围内的AIS目标数据和雷达目标数据；

处理模块，用于将所述AIS目标数据和所述雷达目标数据进行预设处理，并生成AIS目标集合和雷达目标集合；

第二确定模块，用于确定出所述AIS目标集合中AIS目标与所述雷达目标集合中雷达目标的距离差和角度差；

融合模块，用于基于所述距离差和所述角度差将所述雷达目标与所述AIS目标融合。

8.一种雷达目标与AIS目标的融合装置，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器储存有程序或指令，所述程序或所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。

9.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序或指令，所述程序或所述指令被执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的雷达目标与AIS目标的融合方法的步骤。