[发明专利]基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统和方法

权利要求书

1.一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，该系统包括：

第一信息获取模块，用于获取通过岸基感知设备和船用感知设备采集的目标航区内所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；

第一数据融合模块，用于通过预设的第一数据融合算法对所述信息获取模块获取的数据进行融合处理，得到包含目标航区内所有区域船舶航迹信息的区域船舶航迹集合；

第二信息获取模块，用于获取各区域船舶的船舶性能参数，将所述船舶性能参数作为第一决策辅助数据；

第二数据融合模块，用于基于第一数据融合模块生成的区域船舶航迹集合，通过预设的第二数据融合算法进行数据融合，得到融合航迹集合；

协同避碰模块，用于基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；

信息交互模块，用于借助VHF信息通讯方式，实现目标航区内所有区域船舶间的数据交互；

其中，所述第一信息获取模块、所述第一数据融合模块和所述信息交互模块设置于目标航区内的所有区域船舶；所述第二信息获取模块、所述第二数据融合模块、所述协同避碰模块设置于目标船舶；所述目标船舶为目标航区内所有区域船舶中优先级最高的区域船舶。

2.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述岸基感知设备包括设置于岸基的雷达系统。

3.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船用感知设备包括设置于船端的AIS系统和导航雷达。

4.根据权利要求1所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述第一决策辅助数据包括船舶回转性指数、船舶跟从性指数、船舶油程比。

5.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶回转性指数为船舶设计手册中无因次量K′，其计算方法为：

其中，K称为回转性指数，是单位舵角引起的定长回转角速度；V₀为回转初速，L为水线长。

6.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶跟从性指数为船舶设计手册中无因次量T′，其计算方法为：

其中，T为应舵指数，V₀为回转初速，L为水线长。

7.根据权利要求4所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，所述船舶油程比的计算方法为：

其中，c表示船舶油程比，m_油t表示当前燃油质量，m_油0表示出港燃油质量，S_t表示剩余里程，S₀表示初始里程。

8.根据权利要求5-7中任一权利要求所述的基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统，其特征在于，基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息，包括：

通过预设的权重因子对所述第一决策辅助数据中各数据进行量化提取，得到各区域船舶的第二决策辅助数据；

基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第二决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰航迹集合，将所述协同避碰航迹集合作为协同避碰决策信息输出。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标航区是应用基于船端融合数据的智能船舶协同避碰系统来协同调配智能船舶航行规划的任一航区。

10.一种基于船端融合数据的智能船舶协同避碰方法，其特征在于，该方法包括：

各区域船舶获取通过岸基感知设备和船用感知设备采集的目标航区内所有区域船舶和障碍物的航迹信息和位置信息；

各区域船舶通过预设的第一数据融合算法对获取的数据进行融合处理，得到包含目标航区内所有区域船舶航迹信息的区域船舶航迹集合；

目标船舶获取各区域船舶的船舶性能参数，将所述船舶性能参数作为第一决策辅助数据；

目标船舶基于各区域船舶的区域船舶航迹集合，通过预设的第二数据融合算法进行数据融合，得到融合航迹集合；

目标船舶基于所述融合航迹集合和各区域船舶的第一决策辅助数据，通过预设的协同避碰策略生成协同避碰决策信息；

其中，各区域船舶借助VHF信息通讯方式，实现目标航区内所有区域船舶间的数据交互；所述目标船舶为目标航区内所有区域船舶中优先级最高的区域船舶。