一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法与流程

本发明涉及计算机仿真，更具体地说，它涉及一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法。

背景技术：

1、在近海搜救作业中，搜救区域多依赖失联目标已有定位记录、海洋观测或预报数据以及电子海图数据生成。定位记录能够提供目标位置和采样时刻，海洋观测或预报数据能够提供表层流速，电子海图数据能够提供岸线坐标。搜救指挥系统需把上述数据送入计算机仿真处理流程，形成能够在电子海图或地理信息系统中显示的搜救区域。

2、现有计算作业中，常见处理方式是先依据目标位置和采样时刻推定后续轨迹，再结合表层流速得到候选位置，并对候选位置进行整体包络处理，形成一个闭合区域供后续搜索使用。该方式在开阔海面场景中便于快速生成区域，但在近海岸线弯折、半岛、岛礁或湾口场景中，整体包络更关注候选位置的整体覆盖，容易弱化相邻时段之间的先后关系，也难以区分被陆地区域隔开的不同水域。

3、在部分作业中，整体包络生成后会再结合岸线坐标进行陆地区域剔除，以减少明显落入陆地区域的部分。但是，该处理发生在整体包络已经生成之后，不能恢复候选位置在相邻时段中的生成来源，也不能直接判断某一水域片段能否从前一时段的水域片段连续到达。对于近海水陆边界变化较密集的场景，仅依赖整体包络和后续剔除，仍可能得到与实际水域可达关系不一致的搜救区域。

4、因此，在计算机仿真处理过程中，需要一种能够同时利用目标位置、采样时刻、表层流速和岸线坐标的搜救区域推定方式，使区域生成过程保留相邻时段顺序，并在每一时段内结合水域范围进行片段划分，再依据相邻时段水域片段之间的非空几何交集递推可达片段，从而输出可直接用于电子海图显示的搜救区域闭合边界。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、为了实现上述的发明目的，本发明提供如下的技术方案。

3、一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，由计算机执行，包括：

4、获取带采样时刻的目标位置并确定目标预测时刻；

5、在最后采样时刻之后至目标预测时刻确定按时间顺序排列且包括目标预测时刻对应的预测节点；

6、按采样时刻顺序对目标位置进行时序轨迹回归，得到预测节点的回归位置；

7、获取最后采样时刻和预测节点对应的表层流速，并根据表层流速得到最后采样时刻的目标位置和预测节点的回归位置对应的流推位置；

8、生成逐时带片，其中第一个时段的逐时带片由最后采样时刻的目标位置、该目标位置对应的流推位置、相邻预测节点的回归位置和流推位置生成，后续时段的逐时带片由相邻两个预测节点的回归位置和流推位置生成；

9、根据岸线坐标确定水域范围，对逐时带片与水域范围进行求交处理并按几何连通性拆分为水域片段；

10、从最后采样时刻的目标位置所在水域片段开始，按预测节点顺序，仅将与上一时段可达片段存在非空几何交集的水域片段确定为当前时段的可达片段；

11、合并依次确定至以目标预测时刻结束的最后一个时段的可达片段，输出搜救区域的闭合边界。

12、与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和显著进步：

13、本发明利用带采样时刻的目标位置、表层流速和岸线坐标，在计算机仿真处理中按时段生成逐时带片，并在水域范围内拆分水域片段后进行可达片段递推，使搜救区域从生成阶段即保留采样时刻顺序、表层流速位移和真实岸线约束。与一次性生成总包络的方式相比，输出的闭合边界减少跨越陆地区域或不连通水域的情形，便于电子海图或地理信息系统直接显示，也便于搜救指挥系统据此确定后续搜索范围。

1.一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，由计算机执行，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述获取带采样时刻的目标位置，包括从定位记录中取得一一对应的目标位置和采样时刻，并按照采样时刻由早到晚排列目标位置，以形成用于时序轨迹回归的目标位置序列。

3.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述时序轨迹回归包括在同一坐标基准下将目标位置分解为横向坐标和纵向坐标，将采样时刻转换为相对时间，并依据目标位置随采样时刻的变化，分别建立横向坐标和纵向坐标相对于相对时间的回归关系，以在预测节点得到回归位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述预测节点根据最后采样时刻、目标预测时刻和预测步长确定，所述预测步长根据相邻采样时刻之间的时间间隔的中位数确定。

5.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述流推位置通过将表层流速转换为预测步长内的空间位移，并将空间位移作用于同一预测节点的回归位置得到。

6.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述逐时带片通过对同一时段的边界控制位置进行凸包处理得到，所述边界控制位置由同一时段中参与生成逐时带片的目标位置、回归位置和流推位置中的位置组成。

7.根据权利要求6所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述逐时带片依据最大偏差进行外扩，将各采样时刻的目标位置与同一采样时刻的回归位置之间的位置差异确定为位置偏差，并将各位置偏差中的最大值确定为最大偏差。

8.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述水域范围通过在覆盖逐时带片并覆盖岸线坐标所表征岸线的计算区域内由岸线坐标围定陆地区域，并将计算区域中除陆地区域之外的部分确定为水域范围；

9.根据权利要求1所述的一种基于时序轨迹回归的近海搜救区域推定方法，其特征在于，所述闭合边界按照边界顶点及边界顶点顺序输出。