一种江河航道航行决策方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种江河航道航行决策方法、装置及系统，其中所述方法包括：采集目标船舶航行时的船舶运动数据；获取目标船舶航行的河道数据以及目标船舶的第一航线；设置目标船舶的属性参数；然后确定河道中的第一安全水域；根据雷达探测数据，获取航向上的第一障碍物坐标；根据第一障碍物坐标、航向、航速、船舶坐标、航行方位角以及航行加速度，确定目标船舶按照当前状态航行是否与障碍物发生碰撞；若是，则根据第一障碍物坐标，缩小第一安全水域的范围，获得第二安全水域；根据航向，在第二安全水域内确定新的第二航线。本发明专利技术方法使得船舶的航线更新更加快速且安全可靠，提高了船舶航行的自动化决策，降低了驾驶员的决策和操作的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种江河航道航行决策方法、装置及系统
本专利技术涉及船舶导航
，尤其涉及一种江河航道航行决策方法、装置及系统。
技术介绍
随着数字化、智能化技术在各行各业蓬勃发展，河流航运事业也对新的助航技术产生了迫切需求。导航信息是船舶在江河航行的基础信息，直接影响到船舶航行效率和航行安全。船舶上安装的各种设备数量多，使用复杂，给驾驶员的较高的学习以及使用成本。各种设备相互独立，缺乏与航行任务的关联性，各设备的显示界面不统一，需要驾驶员来回转移注意力观察不同设备。为了减少驾驶员的导航信息判断、组织利用时间，提高信息使用决策效率，目前有采用基于电子航道图的辅助驾驶综合信息显示系统。传统的船舶辅助驾驶系统，主要采用多设备结合的方式辅助船舶驾驶，例如使用自动雷达标绘仪扫描航线，采用差分GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)进行船舶精确定位，采用AIS(AutomaticIdentificationSystem，船舶自动识别系统)进行船舶的识别和跟踪，以及采用电子海图接入以上设备的信号并显示当前船舶位置。但是，目前传统的船舶辅助驾驶系统的使用需要在船舶驾驶过程中，需要驾驶员综合利用雷达、AIS等设备，在夜航、雾航等情况下，甚至还要在驾驶台来回走动观察设备数据。可见目前的船舶辅助驾驶系统的导航自动化程度低，由于需要驾驶员进行观察判断，航行信息的处理速度和准确性不够高。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种江河航道航行决策方法、装置及系统，使得船舶的航线更新更加快速且安全可靠，提高了船舶航行的自动化决策，降低了驾驶员的决策和操作的难度。第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种江河航道航行决策方法，包括：采集目标船舶航行时的船舶运动数据；所述船舶运动数据包括：航向、航速、船舶坐标、航行方位角以及航行加速度；获取目标船舶航行的河道数据以及所述目标船舶的第一航线；所述河道数据包括：雷达探测数据和电子航道图；设置所述目标船舶的属性参数，所述属性参数包括：船长和吃水深度；根据所述船长、所述吃水深度以及所述电子航道图，确定河道中的第一安全水域；所述河道为所述目标船舶的航线所在河道；根据所述雷达探测数据，获取所述航向上的第一障碍物坐标；根据所述第一障碍物坐标、所述航向、所述航速、所述船舶坐标、所述航行方位角以及所述航行加速度，确定所述目标船舶按照当前状态航行是否与障碍物发生碰撞；若是，则根据所述第一障碍物坐标，缩小所述第一安全水域的范围，获得第二安全水域；其中，所述第一障碍物坐标位于所述第二安全水域之外；根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线。可选的，所述河道数据还包括：水流流速、水流流向、河道风速以及河道风向；所述根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线之后，还包括：获取所述第二航线对应的当前方位角；根据所述水流流速和所述水流流向，获得第一流速和第二流速；其中，所述第一流速为在所述航行方位角方向上的水流流速，所述第二流速为在所述当前方位角方向上的水流流速；基于所述第一流速和所述第二流速的之间的大小，对所述航速进行调整。可选的，当所述航向为顺流航行时，所述基于所述第一流速和所述第二流速的之间的大小，对所述航速进行调整，包括：当所述第一流速大于所述第二流速时，对所述航速进行增加；当所述第一流速小于所述第二流速时，对所述航速进行减小。可选的，所述根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线之后，还包括：根据所述河道风速和所述河道风向，获得第一风速和第二风速；其中，所述第一风速为在所述航行方位角方向上的河道风速，所述第二风速为在所述当前方位角方向上的河道风速；基于所述第一风速和所述第二风速的之间的大小，对所述航速进行调整。可选的，所述基于所述第一风速和所述第二风速的之间的大小，对所述航速进行调整，包括：当所述第一风速大于所述第二风速时，对所述航速进行增加；当所述第一风速小于所述第二风速时，对所述航速进行减小。可选的，所述根据所述船长、所述吃水深度以及所述电子航道图，确定河道中的第一安全水域之后，还包括：根据AIS系统中预设时段内的航行数据，确定所述第一航线沿线的第二障碍物坐标；根据所述目标船舶的吃水深度和所述船长，判断所述第二障碍物坐标是否阻碍所述目标船舶航行；其中，所述阻碍表示所述第二障碍物坐标的深度小于所述吃水深度；若是，则根据所述第二障碍物坐标，缩小所述第二安全水域的范围，获得第三安全水域；根据所述航向，在所述第三安全水域内确定新的第三航线。第二方面，基于同一专利技术构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种江河航道航行决策装置，包括：数据获取模块，用于采集目标船舶航行时的船舶运动数据；所述船舶运动数据包括：航向、航速、船舶坐标、航行方位角以及航行加速度；获取目标船舶航行的河道数据以及所述目标船舶的第一航线；所述河道数据包括：雷达探测数据和电子航道图；设置所述目标船舶的属性参数，所述属性参数包括：船长和吃水深度；水域识别模块，用于根据所述船长、所述吃水深度以及所述电子航道图，确定河道中的第一安全水域；所述河道为所述目标船舶的航线所在河道；障碍物识别模块，用于根据所述雷达探测数据，获取所述航向上的第一障碍物坐标；碰撞模拟模块，用于根据所述第一障碍物坐标、所述航向、所述航速、所述船舶坐标、所述航行方位角以及所述航行加速度，确定所述目标船舶按照当前状态航行是否与障碍物发生碰撞；水域调整模块，用于若是，则根据所述第一障碍物坐标，缩小所述第一安全水域的范围，获得第二安全水域；其中，所述第一障碍物坐标位于所述第二安全水域之外；航线更新模块，用于根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线。可选的，所述河道数据还包括：水流流速、水流流向、河道风速以及河道风向；所述装置还包括：航速调整模块，用于在所述根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线之后，获取所述第二航线对应的当前方位角；根据所述水流流速和所述水流流向，获得第一流速和第二流速；其中，所述第一流速为在所述航行方位角方向上的水流流速，所述第二流速为在所述当前方位角方向上的水流流速；基于所述第一流速和所述第二流速的之间的大小，对所述航速进行调整。可选的，当所述航向为顺流航行时，所述航速调整模块，还用于：当所述第一流速大于所述第二流速时，对所述航速进行增加；当所述第一流速小于所述第二流速时，对所述航速进行减小。第三方面，基于同一专利技术构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：一种江河航道航行决策系统，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述用户终端执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。本专利技术实施例中提供的一种江河航道航行决策方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种江河航道航行决策方法，其特征在于，包括：/n采集目标船舶航行时的船舶运动数据；所述船舶运动数据包括：航向、航速、船舶坐标、航行方位角以及航行加速度；获取目标船舶航行的河道数据以及所述目标船舶的第一航线；所述河道数据包括：雷达探测数据和电子航道图；设置所述目标船舶的属性参数，所述属性参数包括：船长和吃水深度；/n根据所述船长、所述吃水深度以及所述电子航道图，确定河道中的第一安全水域；所述河道为所述目标船舶的航线所在河道；/n根据所述雷达探测数据，获取所述航向上的第一障碍物坐标；/n根据所述第一障碍物坐标、所述航向、所述航速、所述船舶坐标、所述航行方位角以及所述航行加速度，确定所述目标船舶按照当前状态航行是否与障碍物发生碰撞；/n若是，则根据所述第一障碍物坐标，缩小所述第一安全水域的范围，获得第二安全水域；其中，所述第一障碍物坐标位于所述第二安全水域之外；/n根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线。/n

【技术特征摘要】
1.一种江河航道航行决策方法，其特征在于，包括：
采集目标船舶航行时的船舶运动数据；所述船舶运动数据包括：航向、航速、船舶坐标、航行方位角以及航行加速度；获取目标船舶航行的河道数据以及所述目标船舶的第一航线；所述河道数据包括：雷达探测数据和电子航道图；设置所述目标船舶的属性参数，所述属性参数包括：船长和吃水深度；
根据所述船长、所述吃水深度以及所述电子航道图，确定河道中的第一安全水域；所述河道为所述目标船舶的航线所在河道；
根据所述雷达探测数据，获取所述航向上的第一障碍物坐标；
根据所述第一障碍物坐标、所述航向、所述航速、所述船舶坐标、所述航行方位角以及所述航行加速度，确定所述目标船舶按照当前状态航行是否与障碍物发生碰撞；
若是，则根据所述第一障碍物坐标，缩小所述第一安全水域的范围，获得第二安全水域；其中，所述第一障碍物坐标位于所述第二安全水域之外；
根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述河道数据还包括：水流流速、水流流向、河道风速以及河道风向；所述根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线之后，还包括：
获取所述第二航线对应的当前方位角；
根据所述水流流速和所述水流流向，获得第一流速和第二流速；其中，所述第一流速为在所述航行方位角方向上的水流流速，所述第二流速为在所述当前方位角方向上的水流流速；
基于所述第一流速和所述第二流速的之间的大小，对所述航速进行调整。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述航向为顺流航行时，所述基于所述第一流速和所述第二流速的之间的大小，对所述航速进行调整，包括：
当所述第一流速大于所述第二流速时，对所述航速进行增加；
当所述第一流速小于所述第二流速时，对所述航速进行减小。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述航向，在所述第二安全水域内确定新的第二航线之后，还包括：
根据所述河道风速和所述河道风向，获得第一风速和第二风速；其中，所述第一风速为在所述航行方位角方向上的河道风速，所述第二风速为在所述当前方位角方向上的河道风速；
基于所述第一风速和所述第二风速的之间的大小，对所述航速进行调整。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一风速和所述第二风速的之间的大小，对所述航速进行调整，包括：
当所述第一风速大于所述第二风速时，对所述航速进行增加；
当所述第一风速小于所述第二风速时，对所述航速进行减小。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述船长、所述吃水深度以及所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤文军，铁井华，周伟，武亚伟，王雄飞，王晗，李志俊，
申请(专利权)人：武汉长江船舶设计院有限公司，武汉南华工业设备工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42