一种船舶航行避碰方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种船舶航行避碰方法及系统。该方法包括：获取当前船舶和危险船舶的航行数据；获取水文气象环境；根据当前船舶的航行数据和水文气象环境计算当前船舶在水文气象环境影响下的实际移动参数；根据危险船舶的航行数据和水文气象环境计算危险船舶在水文气象环境影响下的实际移动参数；根据当前船舶和危险船舶的实际移动参数计算当前船舶与危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间；获取当前船舶所需经过的区域的电子海图内的静态障碍物信息；利用最近会遇距离、最近会遇时间和静态障碍物信息判断当前船舶是否会发生碰撞；若是，则调整当前船舶的航行路线；若否，则控制船舶沿当前航行路线航行。本发明专利技术的技术方案能够提高船舶避碰的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶航行避碰方法及系统
本专利技术涉及海上船舶避碰与航线规划领域，特别是涉及一种船舶航行避碰方法及系统。
技术介绍
目前对船舶航线规划的研究主要分两个方向，一个是基于海洋环境信息的全局路径规划，一个是基于传感器信息的局部路径规划。全局路径规划是指从电子海图中获取本航次所要经过海区的静态障碍物信息，包括岸线、岛屿、暗礁和沉船等，然后采用一定的算法找出从起点到终点的无碰路径。局部路径规划则是指根据船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem，AIS)获取附近船舶信息，或根据雷达等传感器装置探测周围障碍物信息的小范围实时路径规划。然而无论是基于静态障碍物信息的全局路径规划还是基于附近船舶信息的局部路径规划，均只是从单一角度考虑对路径产生影响的因素，所规划的路径的避碰准确度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高船舶避碰的准确度的船舶航行避碰方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种船舶航行避碰方法，包括：获取当前船舶的航行数据和危险船舶的航行数据；所述危险船舶为在所述当前船舶的剩余航行路线所途径的区域内航行的船舶；获取当前船舶所在区域的水文气象环境；根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间；获取当前船舶从当前位置至目的地所需经过的区域的电子海图内的静态障碍物信息；利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。可选的，所述利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行，具体包括：根据所述当前船舶的当前航行路线确定当前船舶的下一个路径节点；根据所述当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；若所述第二判断结果为否，则根据所述当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；若所述第二判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。可选的，所述根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数，具体包括：根据水文气象环境确定所述当前船舶受到的外界合力；根据所述外界合力计算在所述外界合力的影响下所述当前船舶的合力船速和合力船向；将所述当前船舶的航行数据中的航行船速与所述当前船舶的合力船速合成，将所述当前船舶的航行数据中的航行船向与所述当前船舶的合力船向合成，得到所述当前船舶的实际船速和实际船向；所述根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数，具体包括：根据水文气象环境确定所述危险船舶受到的外界合力；根据所述外界合力计算在所述外界合力的影响下所述危险船舶的合力船速和合力船向；将所述危险船舶的航行数据中的航行船速与所述危险船舶的合力船速合成，将所述危险船舶的航行数据中的航行船向与所述危险船舶的合力船向合成，得到所述危险船舶的实际船速和实际船向。可选的，所述根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间，具体包括：根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶和所述危险船舶的相对移动速度和相对移动方向；根据所述相对移动速度、所述相对移动方向以及所述当前船舶和所述危险船舶的航位计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间。本专利技术还公开一种船舶航行避碰系统，包括：船载数据获取模块，用于获取当前船舶的航行数据和危险船舶的航行数据；所述危险船舶为在所述当前船舶的剩余航行路线所途径的区域内航行的船舶；环境获取模块，用于获取当前船舶所在区域的水文气象环境；第一融合模块，用于根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；第二融合模块，用于根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；会遇参数计算模块，用于根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间；静态信息获取模块，用于获取当前船舶从当前位置至目的地所需经过的区域的电子海图内的静态障碍物信息；避碰模块，用于利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。可选的，所述避碰模块，具体包括：下一节点确定单元，用于根据所述当前船舶的当前航行路线确定当前船舶的下一个路径节点；第二判断单元，用于根据所述当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；第一返回单元，用于若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；第三判断单元，用于若所述第二判断结果为否，则根据所述当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；第二返回单元，用于若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；航线保持单元，用于若所述第二判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。可选的，所述第一融合模块，具体包括：第一合力计算单元，用于根据水文气象环境确定所述当前船舶受到的外界合力；第一合力船速计算单元，用于根据所述外界合力计算在所述外界合力的影响下所述当前船舶的合力船速和合力船向；第一合成单元，用于将所述当前船舶的航行数据中的航行船速与所述当前船舶的合力船速合成，将所述当前船舶的航行数据中的航行船向与所述当前船舶的合力船向合成，得到所述当前船舶的实际船速和实际船向；所述第二融合模块，具体包括：第二合力计算单元，用于根据水文气象环境确定所述危险船舶受到的外界合力；第二合力船速计算单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶航行避碰方法，其特征在于，包括：获取当前船舶的航行数据和危险船舶的航行数据；所述危险船舶为在所述当前船舶的剩余航行路线所途径的区域内航行的船舶；获取当前船舶所在区域的水文气象环境；根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间；获取当前船舶从当前位置至目的地所需经过的区域的电子海图内的静态障碍物信息；利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。

【技术特征摘要】
1.一种船舶航行避碰方法，其特征在于，包括：获取当前船舶的航行数据和危险船舶的航行数据；所述危险船舶为在所述当前船舶的剩余航行路线所途径的区域内航行的船舶；获取当前船舶所在区域的水文气象环境；根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数；根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间；获取当前船舶从当前位置至目的地所需经过的区域的电子海图内的静态障碍物信息；利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。2.根据权利要求1所述的一种船舶航行避碰方法，其特征在于，所述利用所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断所述当前船舶是否会发生碰撞，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则调整所述当前船舶的航行路线；若所述第一判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行，具体包括：根据所述当前船舶的当前航行路线确定当前船舶的下一个路径节点；根据所述当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从当前位置至下一个路径节点的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；若所述第二判断结果为否，则根据所述当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中所述当前船舶与所述危险船舶的所述最近会遇距离、所述最近会遇时间和所述静态障碍物信息判断当前船舶从下一个路径节点至目的地的过程中是否会发生碰撞，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则重新确定下一个路径节点；若所述第二判断结果为否，则控制船舶沿当前航行路线继续航行。3.根据权利要求1所述的一种船舶航行避碰方法，其特征在于，所述根据所述当前船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述当前船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数，具体包括：根据水文气象环境确定所述当前船舶受到的外界合力；根据所述外界合力计算在所述外界合力的影响下所述当前船舶的合力船速和合力船向；将所述当前船舶的航行数据中的航行船速与所述当前船舶的合力船速合成，将所述当前船舶的航行数据中的航行船向与所述当前船舶的合力船向合成，得到所述当前船舶的实际船速和实际船向；所述根据所述危险船舶的航行数据和所述水文气象环境计算所述危险船舶在所述水文气象环境影响下的实际移动参数，具体包括：根据水文气象环境确定所述危险船舶受到的外界合力；根据所述外界合力计算在所述外界合力的影响下所述危险船舶的合力船速和合力船向；将所述危险船舶的航行数据中的航行船速与所述危险船舶的合力船速合成，将所述危险船舶的航行数据中的航行船向与所述危险船舶的合力船向合成，得到所述危险船舶的实际船速和实际船向。4.根据权利要求1所述的一种船舶航行避碰方法，其特征在于，所述根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶与所述危险船舶的最近会遇距离和最近会遇时间，具体包括：根据所述当前船舶的实际移动参数和所述危险船舶的实际移动参数计算所述当前船舶和所述危险船舶的相对移动速度和相对移动方向；根据所述相对移动速度、所述相对移动方向以及所述当前船舶和所述危险船舶的航位计算所述当前船舶与所述危险船舶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，王正美，冯国富，董立夫，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海,31