一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其包括：根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域；结合岸距和目标船的船宽计算目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距；在多个兴趣感知子区域内确定船岸可变进距的权重因子；根据船岸可变进距和权重因子计算得到船岸可变径距；根据多个兴趣感知子区域的船岸可变径距分别确定得到多个边界点，并将多个边界点依次连接得到基于船舶集群态势的船岸相对领域。本发明专利技术结合船岸可变进距以及在受限水域下不同兴趣感知子区域内船岸可变进距的权重因子，船岸可变进距结合权重因子计算船岸可变径距，确定以目标船为中心的能实时根据目标船避碰动态建立可变的船岸相对领域，更加精确、安全。

A method of acquiring ship shore relative domain based on ship cluster situation in confined water area

【技术实现步骤摘要】
一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法
本专利技术涉及船舶
，尤其涉及一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法。
技术介绍
船舶领域是在船舶周围存在的避免他船进入的区域，是衡量船舶间安全性的重要标准之一，多船会遇情况下船舶领域对航行安全性的判断显得尤为重要。现有多船会遇船舶领域的研究多以船舶观测数据为基础，通过观测数据中他船位置拟合出目标船舶领域。这种方法考虑因素较为单一，对复杂的环境因素等均未考虑，同时得到的船舶领域较为固定，不能随航行环境实时变化。在避碰过程中目标船向岸壁一侧转向避碰可能导致岸壁效应的产生，影响船舶安全航行。基于上述，现有技术中存在多船会遇船舶领域无法实时随环境变化的问题。上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，解决现有技术中存在多船会遇船舶领域无法实时随环境变化的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术一实施例提供一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其包括：根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域；结合岸距和所述目标船的船宽计算所述目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距；在所述多个兴趣感知子区域内确定船岸可变进距的权重因子；根据所述船岸可变进距和所述权重因子计算得到船岸可变径距；根据所述多个兴趣感知子区域的船岸可变径距分别确定得到多个边界点，并将所述多个边界点依次连接得到基于船舶集群态势的船岸相对领域。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域包括：以所述目标船所在航道的最左侧边界线和最右侧边界线作为划分所述目标船的左侧区域的界线和右侧区域的界线；以所述目标船的前侧或后侧的距离为所述安全会遇距离作为划分所述目标船的前侧区域的界线和后侧区域的界线；根据所述左侧区域的界线、右侧区域的界线、前侧区域的界线和后侧区域的界线结合预设距离以及航道宽度将对所述兴趣感知区域进行划分，得到左前侧兴趣感知子区域、前侧兴趣感知子区域、左后侧兴趣感知子区域、右前侧兴趣感知子区域、右侧兴趣感知子区域和右后侧兴趣感知子区域共6个兴趣感知子区域。在本专利技术的一种示例性实施例中，根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域之后，还包括：在受限水域对船舶会遇类型进行划分，得到的会遇类型包括对遇、对驶和追越。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述结合岸距和所述目标船的船宽计算所述目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距包括：根据所述目标船避碰操作前的航速、决策反应时间和操作反应时间计算所述目标船的预计横向进距，预计横向进距计算公式为：其中vl为所述目标船避碰操作前的航速，为所述决策反应时间，为所述操作反应时间，vl(t)为所述目标船在操作反应时间内任意时刻t的速度、为航向，为避碰反应时间内所述目标船的预计横向进距，所述避碰反应时间为决策反应时间和操作反应时间之和；在对驶局面和追越局面下分别根据所述预计横向进距结合岸距和所述船宽计算得到船岸可变进距。在本专利技术的一种示例性实施例中，在对驶局面下根据所述预计横向进距结合岸距和所述船宽计算得到船岸可变进距的计算公式为：其中为所述预计横向进距，WBg为船舶靠近航迹带外侧边缘航行时的岸距，B0为目标船的船宽。在本专利技术的一种示例性实施例中，在追越局面下根据所述预计横向进距结合岸距和所述船宽计算得到船岸可变进距的计算公式为：其中为所述预计横向进距，WBg为船舶靠近航迹带外侧边缘航行时的岸距，B0为目标船的船宽。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述在所述多个兴趣感知子区域内确定船岸可变进距的权重因子包括：采用模糊逻辑算法分别在所述多个兴趣感知子区域内得到岸壁对目标船的作用力，并得到相应的作用粒度；将所述作用粒度作为所述权重因子。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述根据所述船岸可变进距和所述权重因子计算得到船岸可变径距包括：以所述目标船的中心为原点建立坐标轴，在所述坐标轴中获取干扰船相对于目标船的真方位；根据所述真方位计算在所述兴趣感知子区域内干扰船与所述目标船的相对方位；根据所述相对方位、所述船岸可变进距和所述权重因子计算所述船岸可变径距的公式为：其中i为不同的兴趣感知子区域，为兴趣感知子区域i内岸壁对目标船的权重因子，为目标船对兴趣感知子区域i内岸壁的船岸可变进距，θi为兴趣感知子区域i内干扰船与目标船的相对方位。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述根据所述多个兴趣感知子区域的船岸可变径距分别确定得到多个边界点包括：基于船舶集群态势在所述多个兴趣感知子区域中分别得到6个船岸可变径距；根据所述6个船岸可变径距分别确定靠近干扰船的点为边界点。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述将所述多个边界点依次连接得到基于船舶集群态势的船岸相对领域包括：将所述多个边界点依次连接，得到不规则六边形，所述不规则六边形为所述船岸相对领域。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，根据船舶集群态势中岸壁效应在目标船避碰中不同会遇类型下的船岸可变进距，以及在受限水域下不同兴趣感知子区域内船岸可变进距的权重因子，进而根据船岸可变进距结合权重因子计算船岸可变径距，可以确定以目标船为中心的能实时根据目标船避碰动态建立可变的船岸相对领域，更加精确、安全。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法的流程图；图2为本专利技术一实施例中受限水域目标船兴趣感知区域划分的示意图；图3为本专利技术一实施例中船舶对遇与对驶时的示意图；图4为本专利技术一实施例中船舶追越时的示意图；图5为本专利技术一实施例中两船会遇基本信息示意图；图6为本专利技术一实施例中预计进距的示意图；图7为本专利技术一实施例中船舶避碰反应时间的示意图；图8为本专利技术一实施例中预计横向进距的示意图；图9为本专利技术一实施例中左前侧兴趣感知子区域的船岸可变径距计算示意图；图10为本专利技术一实施例中船舶集群态势可变径距计算示意图；图11为本专利技术一实施例中基于船舶集群态势得到的船岸相对领域的示意图。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其特征在于，其包括：/n根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域；/n结合岸距和所述目标船的船宽计算所述目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距；/n在所述多个兴趣感知子区域内确定船岸可变进距的权重因子；/n根据所述船岸可变进距和所述权重因子计算得到船岸可变径距；/n根据所述多个兴趣感知子区域的船岸可变径距分别确定得到多个边界点，并将所述多个边界点依次连接得到基于船舶集群态势的船岸相对领域。/n

【技术特征摘要】
1.一种受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其特征在于，其包括：
根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域；
结合岸距和所述目标船的船宽计算所述目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距；
在所述多个兴趣感知子区域内确定船岸可变进距的权重因子；
根据所述船岸可变进距和所述权重因子计算得到船岸可变径距；
根据所述多个兴趣感知子区域的船岸可变径距分别确定得到多个边界点，并将所述多个边界点依次连接得到基于船舶集群态势的船岸相对领域。


2.如权利要求1所述的受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其特征在于，所述根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域包括：
以所述目标船所在航道的最左侧边界线和最右侧边界线作为划分所述目标船的左侧区域的界线和右侧区域的界线；
以所述目标船的前侧或后侧的距离为所述安全会遇距离作为划分所述目标船的前侧区域的界线和后侧区域的界线；
根据所述左侧区域的界线、右侧区域的界线、前侧区域的界线和后侧区域的界线结合预设距离以及航道宽度将对所述兴趣感知区域进行划分，得到左前侧兴趣感知子区域、前侧兴趣感知子区域、左后侧兴趣感知子区域、右前侧兴趣感知子区域、右侧兴趣感知子区域和右后侧兴趣感知子区域共6个兴趣感知子区域。


3.如权利要求1所述的受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其特征在于，根据船舶安全会遇距离将目标船的兴趣感知区域划分为多个兴趣感知子区域之后，还包括：
在受限水域对船舶会遇类型进行划分，得到的会遇类型包括对遇、对驶和追越。


4.如权利要求1所述的受限水域基于船舶集群态势的船岸相对领域获取方法，其特征在于，所述结合岸距和所述目标船的船宽计算所述目标船在对驶局面下和追越局面下的船岸可变进距包括：
根据所述目标船避碰操作前的航速、决策反应时间和操作反应时间计算所述目标船的预计横向进距，预计横向进距计算公式为：



其中vl为所述目标船避碰操作前的航速，为所述决策反应时间，为所述操作反应时间，为所述目标船在操作反应时间内任意时刻t的速度、为航向，为避碰反应时间内所述目标船的预计横向进距，所述避碰反应时间为决策反应时间和操作反应时间之和；
在对驶局面和追越局面下分别根据所述预计横向进距结合岸距和所述船宽计算得到船岸可变进距。

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓原，孙懿飞，夏媛媛，姜雨函，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37