[發明專利]混合航行場景下的多船避碰決策方法、存儲介質及處理器

有效

• 申請號: 202110342662.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113096446B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張金奮;劉炯炯;張笛;劉克中;袁曉麗;萬程鵬;蔡明佑
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02;G06F17/11
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

1.混合航行場景下的多船避碰決策方法，應用于常規船舶和智能船舶混合航行場景，其特征在于，包括：

建立常規船舶避碰決策模型和智能船舶避碰決策模型；其中，依據避讓方向、避碰幅度以及結束避碰時刻構建常規船舶避碰決策模型；

劃分會遇船舶的優先級，確定常規船舶的避碰決策優先級高于智能船舶；

常規船舶優先進行避碰決策，并將形成的避碰意圖告知智能船舶；

智能船舶基于常規船舶的避碰意圖進行避碰決策；

常規船舶和智能船舶以預定周期，根據實時船舶會遇場景更新避碰決策，直到船舶駛過讓清；進一步包括：常規船舶根據會遇場景制定本船避碰決策，形成常規船舶初始避碰方案并向會遇場景中的智能船舶進行避碰意圖告知；智能船舶依據常規船舶告知的避碰意圖制定本船避碰決策，形成智能船舶初始避碰方案；常規船舶和智能船舶分別執行各自制定的初始避碰方案，并更新船舶位置；間隔預定周期后，常規船舶和智能船舶重復前述步驟，直至船舶駛過讓清；

構建智能船舶避碰決策模型的步驟進一步包括：構建船舶操縱集合；建立評價指標；基于建立的評價指標對船舶操縱集合中的元素進行評價，得到最優決策；

構建船舶操縱集合的步驟包括：

假設本船S_i在t時刻舵角為γ_i(t)，其中-RudMax≤γ_i(t)≤RudMax，t+1時刻本船S_i的操縱集合為：

Dγ_i(t+1)＝[γ_i(t)-a γ_i(t) γ_i(t)+b]

其中，a和b由不同階段的行動及最大舵角的限制確定，RudMax表示船舶轉向避碰的最大舵角；

將船舶避碰過程劃分為避碰行動階段和復航行動階段，在避碰行動階段，a和b的取值為：

在復航行動階段，a和b的取值為：

其中：CourseDev_i(t)表示t時刻S_i的偏航角，RudStep表示單位時間舵角變化量；

建立評價指標的步驟包括：依據最近會遇距離和會遇安全距離建立安全性評價指標；依據COLREGs要求建立規則符合度評價指標；依據初始船舶位置、目標點位置、t時刻船舶位置和航向確定偏航距離并依據該偏航距離建立偏航距離評價指標；依據船舶相對方位計算方法計算偏航角并依據該偏航角建立偏航角評價指標；

基于建立的評價指標對船舶操縱集合中的元素進行評價，得到最優決策的步驟進一步包括：在多船會遇局面下，建立目標船舶重要程度評價函數；依據避碰安全性評價指標、規則符合度評價指標、船偏航距離評價指標、偏航角評價指標建立分層評價模型，得到本船對于來船的決策評價函數；依據該決策評價函數和目標船舶重要程度評價函數，得到多船會遇下本船的避碰決策評價函數，確定最優決策。

2.一種存儲介質，其特征在于，其上存儲有程序指令，所述程序指令被處理器執行時實現如權利要求1所述的多船避碰決策方法。

3.一種處理器，其特征在于，所述處理器用于運行程序，其中，所述程序運行時執行權利要求1所述的多船避碰決策方法。