基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112141287A(43)申请公布日2020.12.29(21)申请号202010983449.X(22)申请日2020.09.17(71)申请人智慧航海（青岛）科技有限公司地址266200山东省青岛市即墨区青岛蓝色硅谷创业中心(72)发明人王晓原夏媛媛姜雨函朱慎超孙鑫王曼曼万倩男(74)专利代理机构北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)11613代理人齐胜杰(51)Int.Cl.B63B43/18(2006.01)G08G3/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法(57)摘要本申请属于智能船舶技术领域，具体涉及一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法。该系统包括：第一信息获取模块，用于获取所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；第一数据融合模块，用于对所述信息获取模块获取的数据进行融合处理，得到区域船舶航迹集合；第二信息获取模块，用于获取各区域船舶的船舶性能参数；第二数据融合模块，用于通过数据融合得到融合航迹集合；协同避碰模块，用于通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；信息交互模块，用于借助VHF信息通讯方式实现数据交互。本申请系统可更为快速的生成区域船舶避碰指令，为船舶实行避碰决策预留出充分的时间，增强了协同避碰的安全性。CN112141287ACN112141287A权利要求书1/2页1.一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，该系统包括：第一信息获取模块，用于获取通过岸基感知设备和船用感知设备采集的目标航区内所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；第一数据融合模块，用于通过预设的第一数据融合算法对所述信息获取模块获取的数据进行融合处理，得到包含目标航区内所有区域船舶航迹信息的区域船舶航迹集合；第二信息获取模块，用于获取各区域船舶的船舶性能参数，将所述船舶性能参数作为第一决策辅助数据；第二数据融合模块，用于基于第一数据融合模块生成的区域船舶航迹集合，通过预设的第二数据融合算法进行数据融合，得到融合航迹集合；协同避碰模块，用于基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；信息交互模块，用于借助VHF信息通讯方式，实现目标航区内所有区域船舶间的数据交互；其中，所述第一信息获取模块、所述第一数据融合模块和所述信息交互模块设置于目标航区内的所有区域船舶；所述第二信息获取模块、所述第二数据融合模块、所述协同避碰模块设置于目标船舶；所述目标船舶为目标航区内所有区域船舶中优先级最高的区域船舶。2.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述岸基感知设备包括设置于岸基的雷达系统。3.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船用感知设备包括设置于船端的AIS系统和导航雷达。4.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述第一决策辅助数据包括船舶回转性指数、船舶跟从性指数、船舶油程比。5.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶回转性指数为船舶设计手册中无因次量K′，其计算方法为：其中，K称为回转性指数，是单位舵角引起的定长回转角速度；V0为回转初速，L为水线长。6.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶跟从性指数为船舶设计手册中无因次量T′，其计算方法为：其中，T为应舵指数，是单位舵角引起的定长回转角速度；V0为回转初速，L为水线长。7.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶油程比的计算方法为：2CN112141287A权利要求书2/2页其中，c表示船舶油程比，m油t表示当前燃油质量，m油0表示出港燃油质量，St表示剩余里程，S0表示初始里程。8.根据权利要求5-7中任一权利要求所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息，包括：通过预设的权重因子对所述第一决策辅助数据中各数据进行量化提取，得到各区域船舶的第二决策辅助数据；基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第二决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰航迹集合，将所述协同避碰航迹集合作为协同避碰决策信息输出。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标航区是应用基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统来协同调配智能船舶航行规划的任一航区。10.一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰方法，其特征在于，该方法包括：各区