基于融合感知的船舶航行安全预警方法技术

本发明专利技术提供一种基于融合感知的船舶航行安全预警方法

【技术实现步骤摘要】
基于融合感知的船舶航行安全预警方法、系统和终端


[0001]本专利技术涉及船舶航行
，尤其涉及一种基于融合感知的船舶航行安全预警方法
、
系统和终端
。

技术介绍

[0002]在船舶航行
，现有技术主要以关注水上环境安全为主，在构建的船舶状态监测
/
态势感知系统时，通常只是与
AIS
系统
(Automatic Identification System
，船舶自动识别系统，简称
AIS
系统
)
分别传输相关的信息，对水底环境关注较少
。
[0003]现有基于
AIS
船舶航行状态监测方案，由于系统局限性，存在着一些缺点，如该装置状态数据通过人工判断和记录，受到外界环境干扰或者误操作，数据准确性
、
可靠性不高；如，该装置船舶动态信息，主要包含发动机在用
、
锚泊
、
失控
、
操作受限
、
吃水受限
、
靠泊
、
搁浅
、
捕捞作业等船舶本身运行状态信息，缺乏水底
、
水面航行环境数据动态监测，缺乏对船舶航行状态全方位描述；如，受沿海地形，建
(
构
)
筑物，磁场等因素干扰等部分水域
AIS
信号受干扰严重，甚至无法覆盖
。
[0004]因此，仅通过
AIS
系统上报应急等关键信息，难以满足船舶航行所需要的及时并可靠通讯要求，现有
AIS
系统存在状态信息不准确
、
环境信息不全面
、
通讯不可靠等问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种基于融合感知的船舶航行安全预警方法
、
系统和终端，以解决现有技术中船舶安全预警存在的问题，保障船舶航行过程的安全性及信息发送准确性
。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于融合感知的船舶航行安全预警方法，包括：
[0008]接收声呐和摄像装置采集的船舶周围的环境数据；
[0009]对所述环境数据进行融合，根据融合后的环境数据确定感知数据，所述感知数据包括障碍物信息和所述船舶的螺旋桨状态；
[0010]基于所述感知数据，确定所述船舶的航行环境等级；
[0011]基于
AIS
动态数据和所述感知数据，确定所述船舶的航行状态；
[0012]根据所述船舶的航行环境等级和所述船舶的航行状态，确定所述船舶的航行安全信息
。
[0013]可选的，所述障碍物信息包括以下至少之一：障碍物的类型
、
障碍物距离所述船舶的距离和障碍物相对所述船舶的速度可选的，所述确定所述船舶的航行环境等级包括：
[0014]根据每个障碍物的距离所述船舶的距离和相对所述船舶的速度，确定每个障碍物的环境等级评估表；
[0015]根据所述环境等级评估表，确定每个待评估指标的权重；
[0016]基于所述每个待评估指标的权重，计算各指标值，根据所述指标值为每个环境等
级区间匹配对应的评估分数；
[0017]获得每个障碍物的环境等级评估分数，确定每个障碍物的环境等级；
[0018]根据所述每个障碍物的环境等级，确定所述船舶的航行环境等级
。
[0019]可选的，所述根据所述每个障碍物的环境等级，确定所述船舶的航行环境等级包括：
[0020]若所述船舶感知数据中只识别出单个障碍物，则以所述单个障碍物的环境等级作为所述船舶的航行环境等级；
[0021]若所述船舶感知数据中识别出多个障碍物，则以所述多个障碍物中每个障碍物的权重系数和每个障碍物的环境等级，确定优先级最高的障碍物，以优先级最高的障碍物的环境等级，作为所述船舶的航行环境等级
。
[0022]可选的，所述基于
AIS
动态数据和所述感知数据，确定所述船舶的航行状态还包括：
[0023]根据
AIS
状态数据，对所述船舶的航行状态进行校验，获取所述船舶的航行状态的置信度；
[0024]若置信度小于预设的阈值则重新判断所述船舶的航行状态，直到所述置信度大于等于所述预设的阈值
。
可选的，所述根据所述船舶的航行环境等级和所述船舶的航行状态，确定所述船舶的航行安全信息还包括：
[0025]根据每条船舶的航行安全信息的类型，判断所述每条船舶的航行安全信息的紧急程度；
[0026]所述紧急程度从低到高包括：正常
、
紧急
、
很紧急和非常紧急
。
[0027]可选的，所述方法还包括根据所述航行安全信息的紧急程度，上报所述船舶的航行安全信息：
[0028]根据所述船舶的航行安全信息的紧急程度和当前网络状态评估结果，进行传输的网络选择并确定传输方案；
[0029]根据所述网络选择的结果重新编译
AIS
数据包，并对所述传输方案进行判断：
[0030]若所述传输方案判断通过，则执行所述传输方案，完成对所述船舶的航行安全信息的上报；
[0031]若所述传输方案判断不通过，则重新评估网络状态，重新进行传输网络的选择，并确定新的传输方案
。
[0032]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于融合感知的船舶航行安全预警系统，所述系统包括用于本申请实施例所述的任一项所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，所述系统可搭载于船舶
、AIS
基站
、4/5G
基站
、
卫星和中心用户
。
[0033]第三方面，本专利技术实施例提供了一种基于融合感知的船舶航行安全预警的
AIS
终端，所述
AIS
终端包括：
[0034]信息接收模块，用于接收声呐和摄像装置采集的船舶周围的环境数据；
[0035]信息融合感知模块，用于对所述环境数据进行融合，根据融合后的环境数据确定感知数据，所述感知数据包括障碍物信息和所述船舶的螺旋桨状态；
[0036]航行环境处理模块，用于基于所述感知数据，确定所述船舶的航行环境等级；
[0037]船舶状态判断模块，用于基于
AIS
动态数据和所述感知数据，确定所述船舶的航行
状态；
[0038]航行安全信息模块，用于根据所述船舶的航行环境等级和所述船舶的航行状态，确定所述船舶的航行安全信息；
[0039]AIS
信息转化模块，用于将所述船舶的航行安全信息转化为
AIS
报文格式
。
[0040]第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述方法包括：接收声呐和摄像装置采集的船舶周围的环境数据；对所述环境数据进行融合，根据融合后的环境数据确定感知数据，所述感知数据包括障碍物信息和所述船舶的螺旋桨状态；基于所述感知数据，确定所述船舶的航行环境等级；基于
AIS
动态数据和所述感知数据，确定所述船舶的航行状态；根据所述船舶的航行环境等级和所述船舶的航行状态，确定所述船舶的航行安全信息
。2.
根据权利要求1所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述障碍物信息包括以下至少之一：障碍物的类型
、
障碍物距离所述船舶的距离和障碍物相对所述船舶的速度
。3.
根据权利要求2所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述确定所述船舶的航行环境等级包括：根据每个障碍物的距离所述船舶的距离和相对所述船舶的速度，确定每个障碍物的环境等级评估表；根据所述环境等级评估表，确定每个待评估指标的权重；基于所述每个待评估指标的权重，计算各指标值，根据所述指标值为每个环境等级区间匹配对应的评估分数；获得每个障碍物的环境等级评估分数，确定每个障碍物的环境等级；根据所述每个障碍物的环境等级，确定所述船舶的航行环境等级
。4.
根据权利要求3所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述根据所述每个障碍物的环境等级，确定所述船舶的航行环境等级包括：若所述船舶感知数据中只识别出单个障碍物，则以所述单个障碍物的环境等级作为所述船舶的航行环境等级；若所述船舶感知数据中识别出多个障碍物，则以所述多个障碍物中每个障碍物的权重系数和每个障碍物的环境等级，确定优先级最高的障碍物，以优先级最高的障碍物的环境等级，作为所述船舶的航行环境等级
。5.
根据权利要求1所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述基于
AIS
动态数据和所述感知数据，确定所述船舶的航行状态还包括：根据
AIS
状态数据，对所述船舶的航行状态进行校验，获取所述船舶的航行状态的置信度；若置信度小于预设的阈值则重新判断所述船舶的航行状态，直到所述置信度大于等于所述预设的阈值
。6.
根据权利要求1所述的基于融合感知的船舶航行安全预警方法，其特征在于，所述根据所述船舶的航行环境等级和所述船舶的航行状态，确定所述船舶的航行安全信息还包括：根据每条船舶的航行安全信息的类型，判断所述每条船舶的航行安全信息的紧急程度；所述紧急程度从低到高包括：正常
、
紧急
、
很紧急和非常紧急
。
7.
根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：季昌琪，谢中伍，余娟，潘琤雯，
申请(专利权)人：中移智行网络科技有限公司中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：