本發(fā)明涉及飛鳥距離評(píng)估，具體為基于探鳥雷達(dá)的飛鳥距離評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)飛鳥距離評(píng)估方法及系統(tǒng)在技術(shù)上存在若干瓶頸和不足，影響其在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用和準(zhǔn)確性。

2、首先，傳統(tǒng)系統(tǒng)通常依賴于固定或靜態(tài)的數(shù)據(jù)采集機(jī)制，只能提供即時(shí)的距離測(cè)量，而無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)的行為分析。這限制了系統(tǒng)在處理飛鳥快速移動(dòng)或不規(guī)則軌跡時(shí)的反應(yīng)能力，導(dǎo)致識(shí)別迅速變化場(chǎng)景中的準(zhǔn)確性欠佳。此外，這些系統(tǒng)多依賴于簡(jiǎn)單的幾何測(cè)量來(lái)評(píng)估飛鳥與關(guān)鍵區(qū)域的距離，而不充分考慮時(shí)間因素中的運(yùn)動(dòng)量變化，如速度和加速度，這使得對(duì)未來(lái)位置的預(yù)測(cè)缺乏科學(xué)依據(jù)和合理性。其換句話說，無(wú)法在飛鳥偏離既定軌道時(shí)進(jìn)行有效預(yù)警或調(diào)整策略。

3、更為重要的是，傳統(tǒng)的距離評(píng)估方法往往忽略了飛鳥種類的多樣性以及不同種類的運(yùn)動(dòng)特征，這導(dǎo)致在處理跨種類數(shù)據(jù)或交互式生態(tài)動(dòng)態(tài)時(shí)的適應(yīng)性不足。缺乏基于實(shí)際飛鳥行為特性的模型意味著系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理和決策支持時(shí)難以提供精細(xì)化的分析和定制化的響應(yīng)。一旦數(shù)據(jù)存在誤差或異常，傳統(tǒng)方法通常缺乏有效的校正機(jī)制，無(wú)法通過對(duì)歷史行為模式的分析來(lái)修正預(yù)測(cè)誤差，更難以應(yīng)對(duì)環(huán)境變化或飛鳥自主行為引發(fā)的動(dòng)態(tài)差異。因此，這就需要更先進(jìn)的系統(tǒng)能夠在多維度和多層次上進(jìn)行分析和調(diào)整，以克服上述技術(shù)難題，提高實(shí)時(shí)性、預(yù)測(cè)能力和數(shù)據(jù)校正精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于基于探鳥雷達(dá)的飛鳥距離評(píng)估方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的之一在于，基于探鳥雷達(dá)的飛鳥距離評(píng)估系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、過去波動(dòng)分析模塊、未來(lái)波動(dòng)分析模塊和距離矯正模塊，其中：

3、所述數(shù)據(jù)獲取模塊實(shí)時(shí)獲取飛鳥的雷達(dá)數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵區(qū)域的中心位置，并對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，特征提取結(jié)果包括飛鳥種類以及過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、飛鳥速度和飛鳥加速度；

4、所述過去波動(dòng)分析模塊根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置，計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置的距離，作為過去時(shí)間點(diǎn)距離，并對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行過去波動(dòng)分析，其中：若過去波動(dòng)分析正常，則進(jìn)入未來(lái)波動(dòng)分析模塊，否則，則進(jìn)入距離矯正模塊，并對(duì)矯正后的結(jié)果重新進(jìn)行過去波動(dòng)分析，若此時(shí)產(chǎn)生異常，則進(jìn)行過去波動(dòng)預(yù)警；

5、所述未來(lái)波動(dòng)分析模塊根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、飛鳥速度和飛鳥加速度，預(yù)測(cè)飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置，并計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置的距離，作為未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離，并對(duì)未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，其中：若未來(lái)波動(dòng)分析正常，則將未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行輸出；否則，將進(jìn)入距離矯正模塊，并對(duì)矯正后的結(jié)果重新進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，若此時(shí)產(chǎn)生異常，則進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)預(yù)警；

6、所述距離矯正模塊根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置，利用線性回歸算法計(jì)算得出該飛鳥的線性回歸函數(shù)；并根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥速度，獲取最大的飛鳥速度；基于該飛鳥的線性回歸函數(shù)、最大的飛鳥速度以及飛鳥種類，計(jì)算得到矯正因子；并根據(jù)矯正因子對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離或者未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行矯正。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過去波動(dòng)分析模塊利用歐氏距離的計(jì)算方法，計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置的距離，作為過去時(shí)間點(diǎn)距離，用表示，其中表示過去時(shí)間點(diǎn)。

8、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過去波動(dòng)分析模塊對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行波動(dòng)分析的過程具體如下：

9、通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)評(píng)估波動(dòng)，計(jì)算過去時(shí)間點(diǎn)距離的標(biāo)準(zhǔn)差的公式如下：

10、，其中是過去時(shí)間點(diǎn)的總數(shù)，是過去時(shí)間點(diǎn)距離的平均值；

11、設(shè)置波動(dòng)閾值，若，則表示過去波動(dòng)分析正常，則進(jìn)入未來(lái)波動(dòng)分析模塊；若，則表示過去波動(dòng)分析異常，則進(jìn)入距離矯正模塊，對(duì)矯正后的過去時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行同樣的過去波動(dòng)分析，若再度滿足過去波動(dòng)分析異常的條件，則進(jìn)行過去波動(dòng)預(yù)警。

12、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述未來(lái)波動(dòng)分析模塊計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置的距離的過程具體包括：

13、設(shè)置未來(lái)時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、飛鳥速度和飛鳥加速度，預(yù)測(cè)飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置，其中的計(jì)算公式如下：

14、；

15、對(duì)于每個(gè)未來(lái)時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置與關(guān)鍵區(qū)域的中心位置的歐氏距離，其中作為未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離。

16、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述未來(lái)波動(dòng)分析模塊進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析的過程具體包括：

17、對(duì)未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)評(píng)估波動(dòng)，計(jì)算未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離的標(biāo)準(zhǔn)差的公式如下：

18、，其中是未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的總數(shù)，是未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離的平均值；

19、根據(jù)過去波動(dòng)分析模塊中的波動(dòng)閾值，進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，其中：若，則表示未來(lái)波動(dòng)分析正常，則將未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行輸出，作為該系統(tǒng)的輸出結(jié)果；若，則表示未來(lái)波動(dòng)分析異常，則進(jìn)入距離矯正模塊，并對(duì)矯正后的未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行同樣的未來(lái)波動(dòng)分析，若再度滿足未來(lái)波動(dòng)分析異常的條件，則進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)預(yù)警。

20、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述距離矯正模塊利用矯正因子對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離或者未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行矯正的過程具體包括：

21、根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、分別對(duì)每個(gè)坐標(biāo)分量建立線性回歸函數(shù)，包括、和，其中、、、、和分別表示對(duì)應(yīng)坐標(biāo)分量建立的線性回歸函數(shù)的參數(shù)；

22、利用最小二乘法計(jì)算出線性回歸函數(shù)的參數(shù)，通過使得線性回歸函數(shù)的輸出值與實(shí)際的過去時(shí)間點(diǎn)上之間的飛鳥位置誤差平方和最小，來(lái)確定對(duì)應(yīng)坐標(biāo)分量上線性回歸函數(shù)的參數(shù)；

23、根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥速度，得到最大速度，其中；

24、基于該飛鳥的線性回歸函數(shù)中的參數(shù)，最大的飛鳥速度以及飛鳥種類，計(jì)算得到矯正因子，具體公式如下：

25、，其中，是飛鳥種類；

26、最終將矯正因子與過去時(shí)間點(diǎn)距離或者未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行相乘，從而進(jìn)行矯正。

27、本發(fā)明目的之二在于，提供了使用基于探鳥雷達(dá)的飛鳥距離評(píng)估系統(tǒng)的方法，包括如下方法步驟：

28、s1、實(shí)時(shí)獲取飛鳥的雷達(dá)數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵區(qū)域的中心位置，并對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，特征提取結(jié)果包括飛鳥種類以及過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、飛鳥速度和飛鳥加速度；

29、s2、根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置，計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置的距離，作為過去時(shí)間點(diǎn)距離，并對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行過去波動(dòng)分析，其中：若過去波動(dòng)分析正常，則進(jìn)入s3，否則，則進(jìn)入s4，并對(duì)矯正后的結(jié)果重新進(jìn)行過去波動(dòng)分析，若此時(shí)產(chǎn)生異常，則進(jìn)行過去波動(dòng)預(yù)警；

30、s3、根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置、飛鳥速度和飛鳥加速度，預(yù)測(cè)飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置，并計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與飛鳥在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的上的位置的距離，作為未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離，并對(duì)未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，其中：若未來(lái)波動(dòng)分析正常，則將未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行輸出；否則，將進(jìn)入s4，并對(duì)矯正后的結(jié)果重新進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)分析，若此時(shí)產(chǎn)生異常，則進(jìn)行未來(lái)波動(dòng)預(yù)警；

31、s4、根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置，利用線性回歸算法計(jì)算得出該飛鳥的線性回歸函數(shù)；并根據(jù)過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥速度，獲取最大的飛鳥速度；基于該飛鳥的線性回歸函數(shù)、最大的飛鳥速度以及飛鳥種類，計(jì)算得到矯正因子；并根據(jù)矯正因子對(duì)過去時(shí)間點(diǎn)距離或者未來(lái)時(shí)間點(diǎn)距離進(jìn)行矯正。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、該基于探鳥雷達(dá)的飛鳥距離評(píng)估方法及系統(tǒng)，通過計(jì)算關(guān)鍵區(qū)域的中心位置與過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置的距離，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)追蹤飛鳥的位置變化和動(dòng)態(tài)行為；這種距離計(jì)算在過去波動(dòng)分析中用于檢測(cè)飛鳥運(yùn)動(dòng)軌跡的穩(wěn)定性和一致性，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；在此基礎(chǔ)上，通過考慮過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥速度和加速度進(jìn)行未來(lái)位置預(yù)測(cè)，系統(tǒng)不僅能對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)，還能提前預(yù)判飛鳥在未來(lái)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；這種預(yù)測(cè)功能對(duì)于關(guān)鍵區(qū)域的管理和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警尤為重要，能夠在飛鳥接近或偏離關(guān)鍵區(qū)域時(shí)提供早期預(yù)警，幫助制定更合適的管理和干預(yù)策略；這種基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行未來(lái)預(yù)測(cè)的能力提升了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力和前瞻性；

34、此外，通過利用過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥位置以及過去時(shí)間點(diǎn)上的飛鳥速度和飛鳥種類，利用線性回歸算法得到的飛鳥線性回歸函數(shù)及結(jié)合速度和飛鳥種類計(jì)算的矯正因子，共同構(gòu)建了一個(gè)用于數(shù)據(jù)校正的機(jī)制；當(dāng)系統(tǒng)識(shí)別出預(yù)測(cè)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間的偏差時(shí)，線性回歸分析利用過去數(shù)據(jù)建立的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)模型，可以調(diào)整預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性，同時(shí)考慮特定飛鳥的最大運(yùn)動(dòng)能力和種類特性，通過矯正因子的應(yīng)用，確保即便是在關(guān)鍵波動(dòng)時(shí)段，數(shù)據(jù)偏差也能被有效地糾正；這樣一來(lái)，即使數(shù)據(jù)采集過程中存在誤差或者飛鳥受外界環(huán)境影響發(fā)生異動(dòng)，系統(tǒng)仍能保有很高的可靠性，這種方法的多層次性確保了無(wú)論是過去數(shù)據(jù)分析、未來(lái)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)還是大范圍數(shù)據(jù)校正，都能夠適應(yīng)不同飛鳥種類的獨(dú)特行為特征，提高整體數(shù)據(jù)評(píng)估的精確度和適應(yīng)性。