[發明專利]基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統和方法

有效

• 申請號: 202010983449.X
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112141287B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;朱慎超;孫鑫;王曼曼;萬倩男
• 申請（專利權）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: B63B43/18
• 分類號: B63B43/18;G08G3/02
• 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

本申請屬于智能船舶技術領域，具體涉及一種基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統和方法。該系統包括：第一信息獲取模塊，用于獲取所有區域船舶和障礙物的航跡信息和位置信息；第一數據融合模塊，用于對所述信息獲取模塊獲取的數據進行融合處理，得到區域船舶航跡集合；第二信息獲取模塊，用于獲取各區域船舶的船舶性能參數；第二數據融合模塊，用于通過數據融合得到融合航跡集合；協同避碰模塊，用于通過預設的協同避碰策略生成協同避碰決策信息；信息交互模塊，用于借助VHF信息通訊方式實現數據交互。本申請系統可更為快速的生成區域船舶避碰指令，為船舶實行避碰決策預留出充分的時間，增強了協同避碰的安全性。

技術領域

本申請屬于智能船舶技術領域，具體涉及一種基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統和方法。

背景技術

目前國內港口、內河航道的船舶噸位、數量大幅度增加，進港船舶數量越來越多，水上交通安全問題日益凸顯。如何判斷相鄰船舶是否會發生碰撞并指導有碰撞危險船舶實行避碰操作，協助智能船舶安全航行并維持海航交通秩序，已受到越來越多人的關注。

現行的避碰策略多采取岸端融合-中心協控的思路指揮航區內智能船舶協同避碰，這樣處理無疑能最大程度的發揮岸基中心的指揮協同作用，加強區域交通的秩序性及穩定性，但從船舶會遇到收到避碰策略用時較長，決策時效性較低，從而降低了智能船舶的安全性。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本申請提出了一種基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統和方法，以解決現有的基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統從船舶會遇到收到避碰策略的用時較長，決策時效性較低，從而降低了智能船舶的安全性的問題。

(二)技術方案

為達到上述目的，本申請采用如下技術方案：

第一方面，本申請實施例提供一種基于船端融合數據的智能船舶協同避碰系統，該系統包括：

第一信息獲取模塊，用于獲取通過岸基感知設備和船用感知設備采集的目標航區內所有區域船舶和障礙物的航跡信息和位置信息；

第一數據融合模塊，用于通過預設的第一數據融合算法對所述信息獲取模塊獲取的數據進行融合處理，得到包含目標航區內所有區域船舶航跡信息的區域船舶航跡集合；

第二信息獲取模塊，用于獲取各區域船舶的船舶性能參數，將所述船舶性能參數作為第一決策輔助數據；

第二數據融合模塊，用于基于第一數據融合模塊生成的區域船舶航跡集合，通過預設的第二數據融合算法進行數據融合，得到融合航跡集合；

協同避碰模塊，用于基于所述融合航跡集合和各區域船舶的第一決策輔助數據，通過預設的協同避碰策略生成協同避碰決策信息；

信息交互模塊，用于借助VHF信息通訊方式，實現目標航區內所有區域船舶間的數據交互；

其中，所述第一信息獲取模塊、所述第一數據融合模塊和所述信息交互模塊設置于目標航區內的所有區域船舶；所述第二信息獲取模塊、所述第二數據融合模塊、所述協同避碰模塊設置于目標船舶；所述目標船舶為目標航區內所有區域船舶中優先級最高的區域船舶。

可選地，所述岸基感知設備包括設置于岸基的雷達系統。

可選地，所述船用感知設備包括設置于船端的AIS系統和導航雷達。

可選地，所述第一決策輔助數據包括船舶回轉性指數、船舶跟從性指數、船舶油程比。

可選地，所述船舶回轉性指數為船舶設計手冊中無因次量K′，其計算方法為：

其中，K稱為回轉性指數，是單位舵角引起的定長回轉角速度；V₀為回轉初速，L為水線長。