[發明專利]一種基于循跡航行的自主駕駛船舶避碰時機確定方法

在審

• 申請號: 202010648200.3
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111897326A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;伯佳更;潘金磊
• 申請（專利權）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰;孫曉淑

本發明提供一種基于循跡航行的自主駕駛船舶避碰時機確定方法，包括：基于電子海圖利用路徑規劃算法確定多航段構成的初始航線，根據多航段確定包含有多個航跡點的航跡點集合；在沿初始航線進行循跡航行的過程中，獲取動態目標信息集合，包含至少一個動態目標的信息；通過遍歷動態目標信息集合中的動態目標的信息，分別計算本船避碰至少一個動態目標的最晚時間，確定本船避碰動態目標集合的最晚時間；如本船避碰動態目標集合的最晚時間大于0，且至少一個動態目標與本船間的距離小于安全會遇距離，則基于本船避碰動態目標集合的最晚時間確定避碰時機。本發明基于循跡航行確定避碰時機，能準確確定本船未來航行軌跡，避碰準確性更高。

技術領域

本發明涉及無人船舶航行技術領域，尤其涉及一種基于循跡航行的 自主駕駛船舶避碰時機確定方法。

背景技術

隨著航運業的發展，船舶數量迅速增長，海上交通事故時有發生， 造成了人員傷亡、財產損失和海洋環境污染等巨大損失，因此，船舶避 碰決策系統的研究受到了航海界的高度重視。在船舶避碰決策中，如何 確定船舶避讓時機是一個備受關注的問題。駕駛員若過早采取避讓行動， 會造成本船偏離航線較多，浪費航程，從經濟的角度考慮，是沒有必要 的。若采取避讓行動較晚，就可能會造成緊迫局面、緊迫危險甚至碰撞 事故?！?972年國際海上避碰規則》中規定讓路船要“及早的”采取大 幅度的行動，但是這一規定是比較模糊的。不少專家學者致力于在遵守 規則的前提下將此問題量化，建立船舶避讓時機決策模型，取得了一定 進展，但是尚無令航海人員普遍滿意的成果。

為了船舶領域不被“侵犯”，駕駛員應提前采取行動，因此，有必 要確定動界。動界模型的邏輯是：當未來情況是本船領域受到來船“侵 犯”時，來船到達船舶動界邊界時本船采取避碰行動。日本的長澤明用 類似的方法建立了避讓開始時機模型，其方法是：如果來船的相對運動 線穿過本船的避讓領域，則本船在來船到達避讓開始領域邊界時采取避 讓行動。

但是現有技術中的動界僅僅是一個距離概念，避讓規劃中未考慮 TCPA、相對運動速度等時間因素對避讓時機的影響，而實際場景下自主 駕駛船舶根據規劃路徑循跡航行時可能存在多航跡段變化，傳統技術無 法直接應用于自主駕駛船舶。

上述缺陷是本領域技術人員期望克服的。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種基于循跡航行的自 主駕駛船舶避碰時機確定方法，解決現有技術中無法充分利用自主駕駛 船舶優勢導致決策時考慮因素不夠全面，避碰時機不符合航海實際情況 的問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

本發明提供一種基于循跡航行的自主駕駛船舶避碰時機確定方法， 包括：

S10、基于電子海圖利用路徑規劃算法確定多航段構成的初始航線， 根據所述多航段確定包含有多個航跡點的航跡點集合；

S20、在沿初始航線進行循跡航行的過程中，獲取動態目標信息集合， 所述動態目標信息集合中包含至少一個動態目標的信息；

S30、通過遍歷動態目標信息集合中的動態目標的信息，分別計算本 船避碰至少一個動態目標的最晚時間，確定本船避碰動態目標集合的最 晚時間；

S40、如果所述本船避碰動態目標集合的最晚時間大于0，且動態目 標集合中至少有一個動態目標與本船之間的距離小于安全會遇距離，則 基于所述本船避碰動態目標集合的最晚時間確定避碰時機。

在本發明的一種示例性實施例中，所述多個航跡段均已避開靜態障 礙物。