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针对目前船舶典型轨迹的挖掘多以轨迹段作为基本单元,导致聚类对象较为复杂且聚类参数难以确定的问题,本文提出一种基于改进K中心点聚类的船舶典型轨迹自适应挖掘算法。算法以轨迹点作为聚类对象,分析船舶的航速、航向特征并对轨迹点进行压缩;将分段均方根误差引入K中心点聚类算法,实现聚类参数的自适应选择;提取其中的聚类中心点作为轨迹特征点,得到不同类别船舶的典型轨迹。以天津港主航道船舶自动识别系统（automatic identification system, AIS）数据为例,基于地理信息系统平台ArcGIS实现聚类结果的可视化展示。实验结果表明,运用该算法得到的船舶典型轨迹与实际相符,自适应程度较高。研究结果对于辅助船舶轨迹异常检测及挖掘海上交通特征具有重要意义。 相似文献
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为降低海事监控视频图像背景中运动物体引起的杂波和噪声对船舶目标检测的影响,根据采集的可见光视频图像特性,提出一种海天背景下船舶目标自适应检测算法。将待检测图像进行预处理,使用自适应中值滤波和均值漂移(mean-shift)滤波对图像进行滤波去噪。采用密度峰聚类对传统K均值聚类算法进行改进,自适应确定初始聚类中心及其数量。对海面船舶进行自适应聚类分割。仿真实验显示:该算法的检测准确率为90.3%,验证了其准确性和可靠性;单帧视频图像的船舶目标检测用时可控制在100 ms以内,满足实时检测的要求。结果表明:该算法可以实现海天背景下船舶目标的准确、快速检测,为海上船舶目标跟踪奠定了可靠的基础。 相似文献
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基于AIS数据的船舶运动模式识别与应用 总被引：1，自引：0，他引：1
船舶运动模式的提取是轨迹数据分析的重要任务，它可以为船舶异常行为的检测提供参考依据，同时也可以作为航路规划和定线制设计的技术指标.针对现存的聚类算法大多为了追求效率而忽略了运动轨迹特征的问题，对聚类算法中的轨迹结构距离进行改进，将其作为轨迹相似度的评价标准.采用无监督DBSCAN聚类算法实现船舶运动模式的提取.利用琼州海峡船舶自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）数据，对该水域的船舶运动模式进行提取，获得行驶于该水域的船舶运动轨迹分布以及各类轨迹中转向区域的分布，其中船舶运动轨迹包括从琼州海峡东峡口向西航行的船舶轨迹，从琼州海峡西峡口向东航行的船舶轨迹，从秀英港前往海安港的船舶轨迹，从海安港前往秀英港的船舶轨迹和从琼州海峡东峡口前往海口港的船舶轨迹.将最终的聚类结果应用于电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information System, ECDIS）上，实现了对船舶的动态监控仿真. 相似文献
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《安徽职业技术学院学报》2021,(4):1-5
传统数据并行挖掘算法忽略了对数据特征的聚类,数据边界特征点无法得以融合,导致数据挖掘收敛性较差、精度偏低。文章提出基于并行挖掘的多云协同构架云数据分区挖掘算法,建立多云协同构架云数据的特征数据聚类模型,采用边界特征点融合和阈值分割方法,实现多云协同构架云数据的信息融合和聚类处理。 相似文献
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为解决内河航道中具有不同运动模式的船舶轨迹识别问题,提出一种基于宽度学习系统(broad learning system, BLS)的船舶轨迹分类算法。对通航区域进行划分并制定轨迹筛选规则以构建标签矩阵。利用分段三次Hermite插值法分别从轨迹点记录时间上等时距和轨迹点空间分布上等间距两个角度,从原轨迹数据中进行特征点坐标的提取以构建轨迹特征矩阵。将标签矩阵和轨迹特征矩阵代入BLS以实现分类算法的训练与测试。以京杭运河淮安段交叉航道AIS数据为实例,进行轨迹分类实验。结果表明,基于BLS的船舶轨迹分类算法在分类精度和训练耗时上均优于基于反向传播神经网络和支持向量机的轨迹分类算法。 相似文献
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为实现船舶能效的智能优化,从船舶通航环境出发,研究船舶通航环境的智能识别方法。基于所获得的船舶通航环境大数据,建立基于改进K均值聚类算法的船舶通航环境类别知识库,设计相关系数加权的K近邻算法,实现船舶通航环境的智能识别。实例分析结果表明,此基于改进K近邻算法的智能识别方法的识别准确率可达97.25%,相对于未改进的K近邻算法,准确率提高7.81%。所提出的智能识别方法可为基于通航环境智能识别的船舶分段航速智能优化方法的研究奠定基础。 相似文献
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为解决船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据挖掘不够充分,对航路辨识分析不够全面等问题,提出一种基于改进谱聚类算法的数据挖掘方式。利用Sliding Window算法对船舶轨迹AIS数据进行压缩,减少数据冗余提高聚类效率。改进亲和距离函数,提出新的亲和矩阵的标准,提高聚类的稳定性,进一步对数据去噪,减少噪声敏感。通过优化初始中心对k均值算法进行改进,优化全局搜索能力,缓解初始值的选取对聚类效果的影响。以天津港AIS数据为样本进行算法验证。结果表明,该聚类算法能准确提取和划分某水域船舶主要航迹段,算法消耗系统资源少,计算速度快。改进后的算法可为航路辨识、分道通航制定等提供理论支持。 相似文献
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为提高船舶进出交通流密集区域的安全性、解决数据挖掘不充分的问题,基于AIS数据,将多种算法相结合,提出一种多元化的船舶交通流框架提取方法。利用Douglas-Peucker压缩算法和航迹交会算法分别提取交通流中的船舶转向点和航迹交会点。利用密度聚类算法对包括船位点在内的3种特征点进行数据挖掘,提取出更有代表性的特征点。将3种特征点进行加权融合,得到新的多元特征点,以点的大小表示其重要程度,最终生成某水域的船舶交通流框架。实验结果表明,通过以上方法能够获得老铁山水道附近水域船舶交通流框架。该框架融合了多种航迹特征点,能够显示附近水域的重要航迹分布,充分体现船舶交通流的总体态势和密集区域;该框架从统计学角度凝结了该水域船舶行驶的习惯航线,这些航线具有较好的适航度,既可用于航路规划,还能为海事部门选取推荐航道提供参考。 相似文献
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针对内河船舶监管过程中对船舶干舷的测量还需人工巡航,增加了海事部门管理成本问题,提出一种不借助船舶水尺标志检测船舶干舷的方法。对采集的图像进行中值滤波预处理,去除孤立点、降低噪声敏感性;考虑图像颜色特性,应用自适应K均值聚类算法识别船舶区域;联合Canny边缘检测和霍夫直线检测的方法,标记船舶吃水线和甲板边线,并利用数学形态学方法提高检测准确性;基于标定相机和双目测距原理建立图像坐标与世界坐标转换关系,找到甲板中间位置,取其与水面的距离作为船舶实际干舷值。用相机拍摄内河船舶进行检测,结果表明,该方法可以对内河船舶的吃水线和船舷线进行检测并计算干舷值,用于判断船舶是否超载并及时发出预警,满足海事部门的监管需求。 相似文献
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针对SAR图像的分割问题，对K均值聚类算法进行研究.分析动态K均值聚类算法，用聚类样本数的正比函数对该聚类适应度函数进行平均，改进适应度函数的计算.毫米波SAR图像分割实验结果表明，对于城区建筑及路、桥场景的分割，改进后的动态K均值聚类算法和自适应动态K均值聚类算法的分割质量与改进前相同，但是分割时间有一定的减少，改进适应度函数后分割效率得到了提高. 相似文献
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基于减聚类ANFIS模型的船舶横摇运动实时预测 总被引：2，自引：0，他引：2
为准确高效地预测船舶在波浪中的航行状态以保证人员、货物和船舶的安全,提出一种基于减聚类的自适应神经模糊推理系统(Subtractive Clustering based Adaptive Neural-Fuzzy Inference System,SC-ANFIS)模型.SC-ANFIS模型使用减聚类算法对输入样本进行聚类分析,得到模糊规则数,并建立神经模糊推理系统,再使用结合BP算法与最小二乘估计算法的混合算法对建立的预测系统进行优化训练,得到最优的预测系统模型,并使用自相关分析确定预测系统模型的输入.运用该模型对大连海事大学科研教学船"育鲲"号的横摇运动进行实时预测,结果验证了该方法可行、有效,并具有较高的预测精度. 相似文献
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为了从大量含噪的航运信息中挖掘出有用的知识,研究孤立点探测方法在航运信息处理中的应用.首先在对k-means聚类算法分析的基础上,定义中位数的概念及孤立点的判断标准,提出一种基于k-means聚类的孤立点分析算法;然后,针对航运信息的特点,采用一维数据和多维数据异常点探测方法挖掘AIS数据库中的异常信息.实验结果证明,基于k-means聚类的算法对孤立点更敏感,能够探测到一维统计方法中探测不到的异常点 相似文献
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为快速、准确地检测船舶目标,提出一种基于YOLOv3算法的船舶双目视觉检测与定位方法。在特征学习时针对样本中不同船舶长宽比例,重新聚类样本中心锚点框,增强对船舶检测的准确性;利用SURF算法进行特征匹配,并引入双目测距算法,实现目标的测距与定位。实验结果表明,该方法在每秒传输图片30帧的情况下,平均检测精度达到94%,在1 n mile内的目标平均定位误差为11 m左右,与现有检测算法相比,具有更好的实时性、准确性。该方法对智能船舶视觉感知信息与雷达、AIS信息的融合,以及避碰辅助决策具有非常重要的作用。 相似文献
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《沈阳大学学报（自然科学版）》2015,(3)
以数字识别为应用背景构建RBF神经网络结构,首先把最近邻聚类算法与k-均值聚类算法应用于RBF神经网络隐层中心个数及中心值的确定中,实现了隐层中心个数与中心值的自适应获取;然后将遗传算法与伪逆法相结合来确定隐层中心宽度及输出权值;最后对混合优化的神经网络与传统的基于中心自组织学习算法优化的网络进行仿真实验.实验中使用未加噪声和添加噪声的数字样本对网络进行测试,与传统优化方法对比结果表明,应用该混合学习算法构建的神经网络具有识别能力强、计算量小的优点. 相似文献
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DBSCAN是一种经典的基于密度聚类算法,能够自动确定簇的数量,对任意形状的簇都能有效处理.DBSCAN算法需要人为确定Eps和minPts?2个参数,导致聚类过程需人工干预才能进行.在DBSCAN的基础上提出了SA-DBSCAN聚类算法,通过分析数据集统计特性来自动确定Eps和minPts参数,从而避免了聚类过程的人工干预,实现聚类过程的全自动化.实验表明,SA-DBSCAN能够选择合理的Eps和minPts参数并得到较高准确度的聚类结果. 相似文献
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提出了一种结合了基于密度聚类思想的划分聚类方法——"密度最大值聚类算法(MDCA)",以最大密度对象作为起始点,通过考察最大密度对象所处空间区域的密度分布情况来划分基本簇,并合并基本簇获得最终的簇划分.实验表明,MDCA能够自动确定簇数量,并有效发现任意形状的簇,对于未知数据集的处理能力和聚类准确度都优于传统的基于划分聚类算法. 相似文献
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文本聚类是建立大规模文本集合的分类体系实例的有效手段之一。本文讨论了利用标准的分类测试集合进行聚类质量的量化评价的手段,选择了k-Means聚类算法、STC（后缀树聚类）算法和基于Ant的聚类算法进行了实验对比。对实验结果的分析表明,STC聚类算法由于在处理文本时充分考虑了文本的短语特性,其聚类效果较好;基于Ant的聚类算法的结果受参数输入的影响较大;在Ant聚类算法中引入文本特性可以提高聚类结果的质量。 相似文献
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聚类分析中处理数据量的急剧增加,面对大规模数据,传统K-Means聚类算法面临着巨大挑战.K-means聚类算法在面对海量数据时,时间和空间的复杂性已成为K—means聚类算法的瓶颈;在传统的K均值算法的基础上,详细介绍了基于大规模集群环境下的并行K-means聚类算法,给出了计算速度和效率的方法,并通过实验证明了该算法的正确性以及对传统算法在速度的上优势;研究结果可以为以后设计更好的大规模数据快速并行聚类划分算法提供研究依据. 相似文献
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针对由于地形起伏、地物类型丰富等因素导致一般配准方法无法正确拟合遥感影像局部区域的问题,提出一种基于特征信息层次聚类对影像区域快速划分实现精细拟合的方法。该方法利用差分空间尺度约束提取更高精度的SIFT的特征点,并结合Hellinger变换优化匹配效率,完成特征粗匹配。根据点邻域信息完成初始聚类,得到变换模型;计算匹配点对不同变换模型的符合程度构建倾向集,根据距离合并集合得到聚类中心,使用泰森多边形法生成子区域。求解每个子区域的变换模型并插值拼接,得到配准结果。使用农田、山地、沿海城镇地形的遥感影像进行实验,将SIFT+ST、FSC-SIFT、PSO-SIFT方法的配准效果与该方法进行对比,结果表明该方法的精度与目视配准效果均更优。 相似文献
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为提高船舶在复杂施工水域通行的安全性,提出一种基于Maklink图和布谷鸟搜索(cuckoo search, CS)算法的船舶路径规划方法。利用改进的Maklink图构建施工水域环境模型;设置变量参数并用改进的CS算法对模型进行求解,其中采用基于Dijkstra算法得到的最短路径长度作为种群个体的适应度值;采用3个衡量算法性能的指标——优化性能指标、时间性能指标和动态性能指标,对多种算法进行分析比较。结果表明,采用指数型自适应步长和线性自适应发现概率对CS算法进行改进,能提高其在路径规划中的搜索效率和迭代速度,并可以保证求出一定精度内的近似最优解,显示出该算法的优越性。 相似文献