本发明专利技术公开一种动态水深船岸协同避障方法、系统、装置及存储介质，涉及船舶辅助驾驶技术领域。动态水深船岸协同避障方法包括以下步骤：根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型；根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型；根据船舶吃水深度和船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系；根据船舶定位信息将所述航道水面障碍物模型和所述航道动态水深模型的坐标转换到所述动态随体空间直角坐标系中；基于所述动态随体空间直角坐标系确定各船舶表面位置点与船舶周围障碍物表面位置点的位置关系以进行碰撞预警。本申请能够提高不同环境下的避障灵活性，降低船舶碰撞风险。降低船舶碰撞风险。降低船舶碰撞风险。
【技术实现步骤摘要】
动态水深船岸协同避障方法、系统、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及船舶辅助驾驶
，尤其涉及一种动态水深船岸协同避障方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]内河船舶驾驶过程中往往依据驾驶员的经验和观察进行避碰，这种方法的精度低、风险高。近年来，随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新理念、新技术的突飞猛进，船舶自动化水平不断提高，智能化船舶成为船舶的主要发展趋势。无人船避障的主要方法有：运用雷达探测技术的雷达避障、用于机器视觉技术的机器视觉避障等。虽然智能化船舶能够进行辅助避障，但目前的避障方法均没有考虑船舶装载量不同产生吃水波动、受到潮汐、降水等因素影响，避障灵活性差，碰撞风险仍然较高。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种动态水深船岸协同避障方法、系统、装置及存储介质，能够提高不同环境下的避障灵活性，降低船舶碰撞风险。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种动态水深船岸协同避障方法，包括以下步骤：
[0005]根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型；
[0006]根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型；
[0007]根据船舶吃水深度和船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系；
[0008]根据船舶定位信息将所述航道水面障碍物模型和所述航道动态水深模型的坐标转换到所述动态随体空间直角坐标系中；
[0009]基于所述动态随体空间直角坐标系确定各船舶表面位置点与船舶周围障碍物表面位置点的位置关系以进行碰撞预警。
[0010]根据本专利技术一些实施例，所述根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型包括以下步骤：
[0011]根据船舶航行信息确定拍摄区域；
[0012]通过无人机在所述拍摄区域上采集多个岸基水面图像信息，其中，所述岸基水面图像信息包括水面图像数据、拍摄时相机的姿态参数和相机内参数；
[0013]根据多个所述岸基水面图像信息和无人拍摄定位信息构建大地坐标系下的航道水面障碍物模型。
[0014]根据本专利技术一些实施例，所述根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型包括以下步骤：
[0015]根据船舶航行信息确定声呐探测区域；
[0016]通过多波束水下测深声呐在所述声呐探测区域进行声波探测以采集岸基河床声呐信息，其中，所述岸基河床声呐信息包括回波时间和回波入射角；
[0017]根据所述回波时间确定河床各点的深度信息；
[0018]根据所述回波入射角和所述深度信息构建航道河床静态模型；
[0019]根据所述航道河床静态模型和所述岸基水深信息构建航道动态水深模型。
[0020]根据本专利技术一些实施例，所述根据所述航道河床静态模型和所述岸基水深信息构建航道动态水深模型包括以下步骤：
[0021]按照预设时间间隔采集航道两侧的水深数据；
[0022]计算两侧的水深数据平均值得到岸基水位数据；
[0023]将所述岸基水位数据导入所述航道河床静态模型得到航道动态水深模型。
[0024]根据本专利技术一些实施例，所述根据船舶吃水深度确定船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系包括以下步骤：
[0025]通过设置在船舶最低点的压力传感器采集压力值；
[0026]根据所述压力值和航域水密度确定船舶吃水深度；
[0027]根据所述船舶吃水深度确定船舶吃水平面；
[0028]以所述船舶吃水平面为XY平面，以所述船舶三维模型的中点为坐标系原点构建动态随体空间直角坐标系。
[0029]根据本专利技术一些实施例，所述船舶三维模型通过以下步骤获得：
[0030]根据船舶尺寸信息和线型图，在船舶随体坐标系下建立船壳外表面的船舶稠密点云坐标，其中，所述船舶稠密点云坐标与船舶编号绑定存储于岸基终端数据库中；
[0031]通过岸基摄像头获取船舶照片并根据所述船舶照片识别船舶编号；
[0032]根据所述船舶编号匹配船舶照片和船舶稠密点云坐标；
[0033]根据所述船舶照片和所述船舶稠密点云坐标构建船舶三维模型。
[0034]根据本专利技术一些实施例，所述基于所述动态随体空间直角坐标系确定各船舶表面位置点与船舶周围障碍物表面位置点的位置关系以进行碰撞预警包括以下步骤：
[0035]将所述动态随体空间直角坐标系转化为动态随体球面坐标系；
[0036]在所述动态随体球面坐标系下计算各船舶表面位置点的第一角度参数，其中，所述第一角度参数包括船舶表面位置点方位角和极角；
[0037]在所述动态随体球面坐标系下计算船舶周围障碍物表面位置点的第二角度参数，其中，所述第二角度参数包括船舶周围障碍物表面位置点方位角和极角；
[0038]根据所述第一角度参数和所述第二角度参数相同的船舶表面位置点和船舶周围障碍物表面位置点的极半径关系确定位置关系；
[0039]当所述位置关系为相交则进行碰撞预警。
[0040]另一方面，本专利技术实施例还提供一种动态水深船岸协同避障系统，包括：
[0041]第一模块，用于根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型；
[0042]第二模块，用于根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型；
[0043]第三模块，用于根据船舶吃水深度和船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系；
[0044]第四模块，用于根据船舶定位信息将所述航道水面障碍物模型和所述航道动态水
深模型的坐标转换到所述动态随体空间直角坐标系中；
[0045]第五模块，用于基于所述动态随体空间直角坐标系确定各船舶表面位置点与船舶周围障碍物表面位置点的位置关系以进行碰撞预警。
[0046]另一方面，本专利技术实施例还提供一种动态水深船岸协同避障装置，包括：
[0047]至少一个处理器；
[0048]至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0049]当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得至少一个所述处理器实现如前面所述的动态水深船岸协同避障方法。
[0050]另一方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如前面所述的动态水深船岸协同避障方法。
[0051]本专利技术上述的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本申请根据船舶航行信息、岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型，根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和实时检测的岸基水深信息构建航道动态水深模型，然后根据检测到的船舶吃水深度和船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系，根据船舶定位信息将大地坐标系下的航道水面障碍物模型和航道动态水深模型的坐标转换到所述动态随体空间直角坐标系中，基于所述动态随体空间直本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态水深船岸协同避障方法，其特征在于，包括以下步骤：根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型；根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型；根据船舶吃水深度和船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系；根据船舶定位信息将所述航道水面障碍物模型和所述航道动态水深模型的坐标转换到所述动态随体空间直角坐标系中；基于所述动态随体空间直角坐标系确定各船舶表面位置点与船舶周围障碍物表面位置点的位置关系以进行碰撞预警。2.根据权利要求1所述的动态水深船岸协同避障方法，其特征在于，所述根据船舶航行信息和岸基水面图像信息构建航道水面障碍物模型包括以下步骤：根据船舶航行信息确定拍摄区域；通过无人机在所述拍摄区域上采集多个岸基水面图像信息，其中，所述岸基水面图像信息包括水面图像数据、拍摄时相机的姿态参数和相机内参数；根据多个所述岸基水面图像信息和无人拍摄定位信息构建大地坐标系下的航道水面障碍物模型。3.根据权利要求1所述的动态水深船岸协同避障方法，其特征在于，所述根据船舶航行信息、岸基河床声呐信息和岸基水深信息构建航道动态水深模型包括以下步骤：根据船舶航行信息确定声呐探测区域；通过多波束水下测深声呐在所述声呐探测区域进行声波探测以采集岸基河床声呐信息，其中，所述岸基河床声呐信息包括回波时间和回波入射角；根据所述回波时间确定河床各点的深度信息；根据所述回波入射角和所述深度信息构建航道河床静态模型；根据所述航道河床静态模型和所述岸基水深信息构建航道动态水深模型。4.根据权利要求3所述的动态水深船岸协同避障方法，其特征在于，所述根据所述航道河床静态模型和所述岸基水深信息构建航道动态水深模型包括以下步骤：按照预设时间间隔采集航道两侧的水深数据；计算两侧的水深数据平均值得到岸基水位数据；将所述岸基水位数据导入所述航道河床静态模型得到航道动态水深模型。5.根据权利要求1所述的动态水深船岸协同避障方法，其特征在于，所述根据船舶吃水深度确定船舶三维模型构建动态随体空间直角坐标系包括以下步骤：通过设置在船舶最低点的压力传感器采集压力值；根据所述压力值和航域水密度确定船舶吃水深度；根据所述船舶吃水深度确定船舶吃水平面；以所述船舶吃水平面为XY平面，以所述船舶三维模型的中点为坐标系原点构建动态随体空间直角坐标系。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕植勇，陈瑞枢，刘俊雯，梅锦龙，刘锦豪，田骞，沈泳岑，崔雅莉，饶峰昌，邓积斌，郭文静，
申请(专利权)人：广东省内河港航产业研究有限公司广东韶关港有限公司，
类型：发明
国别省市：
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