[发明专利]一种基于循迹航行的自主驾驶船舶避碰时机确定方法

说明书

本发明提供一种基于循迹航行的自主驾驶船舶避碰时机确定方法，包括：基于电子海图利用路径规划算法确定多航段构成的初始航线，根据多航段确定包含有多个航迹点的航迹点集合；在沿初始航线进行循迹航行的过程中，获取动态目标信息集合，包含至少一个动态目标的信息；通过遍历动态目标信息集合中的动态目标的信息，分别计算本船避碰至少一个动态目标的最晚时间，确定本船避碰动态目标集合的最晚时间；如本船避碰动态目标集合的最晚时间大于0，且至少一个动态目标与本船间的距离小于安全会遇距离，则基于本船避碰动态目标集合的最晚时间确定避碰时机。本发明基于循迹航行确定避碰时机，能准确确定本船未来航行轨迹，避碰准确性更高。

技术领域

本发明涉及无人船舶航行技术领域，尤其涉及一种基于循迹航行的 自主驾驶船舶避碰时机确定方法。

背景技术

随着航运业的发展，船舶数量迅速增长，海上交通事故时有发生， 造成了人员伤亡、财产损失和海洋环境污染等巨大损失，因此，船舶避 碰决策系统的研究受到了航海界的高度重视。在船舶避碰决策中，如何 确定船舶避让时机是一个备受关注的问题。驾驶员若过早采取避让行动， 会造成本船偏离航线较多，浪费航程，从经济的角度考虑，是没有必要 的。若采取避让行动较晚，就可能会造成紧迫局面、紧迫危险甚至碰撞 事故。《1972年国际海上避碰规则》中规定让路船要“及早的”采取大 幅度的行动，但是这一规定是比较模糊的。不少专家学者致力于在遵守 规则的前提下将此问题量化，建立船舶避让时机决策模型，取得了一定 进展，但是尚无令航海人员普遍满意的成果。

为了船舶领域不被“侵犯”，驾驶员应提前采取行动，因此，有必 要确定动界。动界模型的逻辑是：当未来情况是本船领域受到来船“侵 犯”时，来船到达船舶动界边界时本船采取避碰行动。日本的长泽明用 类似的方法建立了避让开始时机模型，其方法是：如果来船的相对运动 线穿过本船的避让领域，则本船在来船到达避让开始领域边界时采取避 让行动。

但是现有技术中的动界仅仅是一个距离概念，避让规划中未考虑 TCPA、相对运动速度等时间因素对避让时机的影响，而实际场景下自主 驾驶船舶根据规划路径循迹航行时可能存在多航迹段变化，传统技术无 法直接应用于自主驾驶船舶。

上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于循迹航行的自 主驾驶船舶避碰时机确定方法，解决现有技术中无法充分利用自主驾驶 船舶优势导致决策时考虑因素不够全面，避碰时机不符合航海实际情况 的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种基于循迹航行的自主驾驶船舶避碰时机确定方法， 包括：

S10、基于电子海图利用路径规划算法确定多航段构成的初始航线， 根据所述多航段确定包含有多个航迹点的航迹点集合；

S20、在沿初始航线进行循迹航行的过程中，获取动态目标信息集合， 所述动态目标信息集合中包含至少一个动态目标的信息；

S30、通过遍历动态目标信息集合中的动态目标的信息，分别计算本 船避碰至少一个动态目标的最晚时间，确定本船避碰动态目标集合的最 晚时间；

S40、如果所述本船避碰动态目标集合的最晚时间大于0，且动态目 标集合中至少有一个动态目标与本船之间的距离小于安全会遇距离，则 基于所述本船避碰动态目标集合的最晚时间确定避碰时机。

在本发明的一种示例性实施例中，所述多个航迹段均已避开静态障 碍物。