[發(fā)明專利]一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910196803.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN110009936B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凌波;段澤;覃善興;李常偉;文婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京海蘭信數(shù)據(jù)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G08G3/02
• 分類號(hào): G08G3/02
• 代理公司: 北京潤(rùn)捷智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11831
• 代理人: 孫巍

本發(fā)明涉及一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，包括：S1，采集當(dāng)前船只預(yù)定航行區(qū)域內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)船只的航行參數(shù)；S2，分別計(jì)算得到各目標(biāo)船只碰撞危險(xiǎn)度；S3，根據(jù)各目標(biāo)船只的危險(xiǎn)等級(jí)將其分為安全目標(biāo)船、次危險(xiǎn)目標(biāo)船只和危險(xiǎn)目標(biāo)船只；根據(jù)安全目標(biāo)船、次危險(xiǎn)目標(biāo)船只的航行參數(shù)劃分禁航區(qū)；S4，判斷危險(xiǎn)目標(biāo)船只的數(shù)量是否超出危險(xiǎn)目標(biāo)船只數(shù)量閾值范圍；S401，若未超出，則獲取當(dāng)前船只的避碰方案；S402，若超出，則調(diào)整預(yù)設(shè)的危險(xiǎn)等級(jí)閾值范圍。通過將安全目標(biāo)船和次危險(xiǎn)目標(biāo)船只劃到禁航區(qū)來減少目標(biāo)船，使得危險(xiǎn)目標(biāo)船只數(shù)目減少至預(yù)定數(shù)量以下，方便現(xiàn)有寬水域多目標(biāo)輔助避碰技術(shù)較好地運(yùn)用于繁忙水域的避碰決策中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶航行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法。

背景技術(shù)

根據(jù)海上實(shí)際的航行環(huán)境，船舶的智能避碰決策基本過程如下：

海域信息的自動(dòng)采集與預(yù)處理；計(jì)算當(dāng)前船只航行區(qū)域內(nèi)所有船舶的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；判斷是否存在對(duì)當(dāng)前船只有危險(xiǎn)的目標(biāo)船；若有，則根據(jù)目標(biāo)船生成當(dāng)前船只航行的最佳航行區(qū)域；若否，則繼續(xù)進(jìn)行海域信息的自動(dòng)采集與預(yù)處理。

而海域信息的自動(dòng)采集和預(yù)處理決定著避碰決策的合理性和有效性，在這個(gè)步驟中，需要得到必要的數(shù)據(jù)同時(shí)又需要盡可能地簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)，良好的信息采集與預(yù)處理，能夠極大的提升避碰算法的功能。目前船舶的寬水域多目標(biāo)輔助避碰技術(shù)可以較好的實(shí)現(xiàn)3-5艘危險(xiǎn)目標(biāo)船只的避碰，能夠較好地滿足船舶在遠(yuǎn)洋航行中的避碰決策需要。如果船舶在繁忙水域中航行，船舶附近的水域會(huì)有10個(gè)以上的AIS(Automatic identification system，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))目標(biāo)，船舶航行的復(fù)雜性也遠(yuǎn)超寬水域，現(xiàn)有的輔助避碰技術(shù)無法較好地實(shí)現(xiàn)5個(gè)以上目標(biāo)的避碰，所以寬水域多目標(biāo)輔助避碰技術(shù)無法較好地運(yùn)用于繁忙水域的避碰決策中。

聚類算法(聚類分析)又稱群分析，它是研究(樣品或指標(biāo))分類問題的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，其中的劃分法即給定一個(gè)有N個(gè)元組或者紀(jì)錄的數(shù)據(jù)集，將其構(gòu)造為K個(gè)分組，每一個(gè)分組就代表一個(gè)聚類，KN。

目前，應(yīng)用于繁忙水域的聚類算法的關(guān)鍵技術(shù)有：

第一，確定聚類的數(shù)量。因?yàn)槊總€(gè)繁忙水域的情況不盡相同，聚類的數(shù)量決定著避碰算法輸出的決策的合理性；

第二，聚類算法的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)度函數(shù)，即聚類什么時(shí)候停止才能形成合理的禁航區(qū)域，需要考慮到船舶自身的安全性參數(shù)。

因此，提供一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，解決寬水域多目標(biāo)輔助避碰技術(shù)無法較好地運(yùn)用于繁忙水域的避碰決策的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于繁忙水域的船舶輔助避碰方法，包括：

S1，采集當(dāng)前船只預(yù)定航行區(qū)域內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)船只的航行參數(shù)；

S2，根據(jù)各目標(biāo)船只的航行參數(shù)以及當(dāng)前船只的預(yù)定航行參數(shù)分別計(jì)算得到各目標(biāo)船只碰撞危險(xiǎn)度；

S3，根據(jù)預(yù)設(shè)的危險(xiǎn)等級(jí)閾值范圍對(duì)各目標(biāo)船只碰撞危險(xiǎn)度進(jìn)行危險(xiǎn)等級(jí)的分類，并根據(jù)各目標(biāo)船只的危險(xiǎn)等級(jí)將其分為安全目標(biāo)船、次危險(xiǎn)目標(biāo)船只和危險(xiǎn)目標(biāo)船只；在當(dāng)前船只預(yù)定航行區(qū)域內(nèi)根據(jù)安全目標(biāo)船、次危險(xiǎn)目標(biāo)船只的航行參數(shù)劃分禁航區(qū)；

S4，將禁航區(qū)以外的當(dāng)前船只預(yù)定航行區(qū)域劃分為可航行區(qū)域，并根據(jù)預(yù)設(shè)的危險(xiǎn)目標(biāo)船只數(shù)量閾值范圍判斷在處于可航行區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)目標(biāo)船只的數(shù)量；

S401，若危險(xiǎn)目標(biāo)船只的數(shù)量未超出危險(xiǎn)目標(biāo)船只數(shù)量閾值范圍，則根據(jù)可航行區(qū)域和危險(xiǎn)目標(biāo)船只的航行參數(shù)獲取當(dāng)前船只的避碰方案；