[发明专利]一种面向无人船的智能避碰系统

摘要

本发明公开了一种面向无人船的智能避碰系统，一种面向无人船的智能避碰系统，包括：多传感器感知模块、多传感器信息融合控制器、拟人驾驶避碰决策模块；所述多传感器感知模块用于采集ARPA雷达信息、AIS信息、水流信息、风向信息、无人船的GPS定位信息以及本船运动信息；所述多传感器信息融合控制器，用于将采集的ARPA雷达信息、AIS信息进行融合,得到无人船避碰目标的定位；拟人驾驶避碰决策系统包括预测控制滚动优化系统、机器学习系统和控制系统；所述控制器，用于根据机器学习系统给出的航路规划控制无人船的航向，避让碰撞目标。本发明利用机器学习方法植入船舶驾驶员的经验做法，能够实时实现无人船在紧迫局面时可以安全而经济地避让危险。

主权项

1.一种面向无人船的智能避碰系统，其特征在于，包括：/n多传感器感知模块、多传感器信息融合控制器、拟人驾驶避碰决策模块；/n所述多传感器感知模块用于采集无人船的以外目标的ARPA雷达信息、无人船附近船只的AIS信息、无人船所在区域的水流信息、风向信息、无人船的GPS定位信息以及本船运动信息；/n所述多传感器感知模块包括设置在无人船上的ARPA雷达、AIS船舶定位系统、水流感知系统、风向感知系统、GPS系统和电子罗经系统；/n所述多传感器信息融合控制器，用于将采集的ARPA雷达信息、AIS信息进行融合,得到无人船避碰目标的定位；拟人驾驶避碰决策系统包括预测控制滚动优化系统、机器学习系统和控制系统；/n所述预测控制滚动优化系统，对融合后的数据进行分析，利用局部航路规划算法和滚动航路规划算法计算出目标参数的运动轨迹，并且利用推理机分析目标参数的运动轨迹，判断是否有碰撞的可能；/n所述机器学习系统，用于在判断结果为有碰撞的可能时，生成用于避碰的航路规划；/n所述控制器，用于根据机器学习系统给出的航路规划控制无人船的航向，避让碰撞目标；/n所述多传感器信息融合控制器中进行融合为将AIS数据和雷达ARPA的数据进行融合，方法如下：/n1)进行针对航迹关联所必需的坐标转换：将ARPA雷达信息坐标转换到AIS位置信息所在坐标系；/n2)将测量到的ARPA雷达信息的空间直线距离化为大地线距离的地面观测元素的归算问题，在椭球面上利用高斯平均引数正算公式求解待定点大地经纬度，进行基于ARPA雷达信息的定位计算；/n3)获得AIS数据和雷达ARPA的数据融合后的无人船避碰目标的定位；/n4)无人船航向控制，通过控制系统控制无人船的航向，避让碰撞目标。/n