[发明专利]一种用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法

权利要求书

1.一种用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，包括：

S1，采集当前船只预定航行区域内的多个目标船只的航行参数；

S2，根据各目标船只的航行参数以及当前船只的预定航行参数分别计算得到各目标船只碰撞危险度；

S3，根据预设的危险等级阈值范围对各目标船只碰撞危险度进行危险等级的分类，并根据各目标船只的危险等级将其分为安全目标船、次危险目标船只和危险目标船只；在当前船只预定航行区域内根据安全目标船、次危险目标船只的航行参数划分禁航区；

S4，将禁航区以外的当前船只预定航行区域划分为可航行区域，并根据预设的危险目标船只数量阈值范围判断在处于可航行区域内危险目标船只的数量；

S401，若危险目标船只的数量未超出危险目标船只数量阈值范围，则根据可航行区域和危险目标船只的航行参数获取当前船只的避碰方案；

S402，若危险目标船只的数量超出危险目标船只数量阈值范围，则调整预设的危险等级阈值范围，并根据调整后的危险等级阈值范围对各危险目标船只碰撞危险度再次进行危险等级的分类，并根据各危险目标船只的危险等级将其分为高度危险目标船只和轻度危险目标船只；在当前船只预定航行区域内根据轻度危险目标船只的航行参数再次划分禁航区；

S403，根据再次划分的禁航区重新调整可航行区域，并根据预设的危险目标船只数量阈值范围再次判断在处于调整后的可航行区域内的高度危险目标船只的数量；S4031，若高度危险目标船只的数量未超出危险目标船只数量阈值范围，则根据调整后的可航行区域和高度危险目标船只的航行参数获取当前船只的避碰方案；

S4032，若高度危险目标船只的数量超出危险目标船只数量阈值范围，则重复步骤S402，直至高度危险目标船只的数量未超出危险目标船只数量阈值范围后，则根据调整后的可航行区域和高度危险目标船只的航行参数获取当前船只的避碰方案；

通过聚类算法分别根据安全目标船、次危险目标船只的航行参数划分禁航区，并通过聚类算法根据轻度危险目标船只的航行参数再次划分禁航区；

其中，通过聚类算法根据安全目标船的航行参数划分禁航区，具体实现如下：

第一步，通过聚类算法根据各安全目标船的相对位置选取聚类数；

第二步，从所有安全目标船中任意选取聚类数个安全目标船作为初始聚类中心；

第三步，计算每个安全目标船与初始聚类中心的距离，并根据最小距离将安全目标船划分至不同的聚类中；

第四步，计算每一个聚类中所有安全目标船的中心位置作为新聚类中心；

第五步，计算每一个聚类中所有安全目标船到新聚类中心的距离均值，并与每个安全目标船的平均安全会遇距离SDA值相比；

第六步，若每一个聚类中所有安全目标船到新聚类中心的距离均值大于每个安全目标船的平均SDA值，则聚类区域为禁航区；

第七步，若每一个聚类中所有安全目标船到新聚类中心的距离均值小于每个安全目标船的平均SDA值，则回到第三步。

2.根据权利要求1所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，航行参数包括船只的航速、航向、位置。

3.根据权利要求2所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，通过模糊数学计算法、BP神经网络法和灰色关联分析法中任一种计算各目标船相对于当前船只的碰撞危险度。

4.根据权利要求2所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，碰撞危险度为两船会遇时的最小通过距离DCPA值。

5.根据权利要求2所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，碰撞危险度为TCPA值。

6.根据权利要求2所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，在步骤S2中，碰撞危险度包括SDA值和两船最小会遇时间TCPA值；在步骤S3中，碰撞危险度为DCPA值；在步骤S402中，碰撞危险度为TCPA值。

7.根据权利要求2所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，危险目标船只数量阈值范围为1～5。

8.根据权利要求7所述的用于繁忙水域的船舶辅助避碰方法，其特征在于，通过PIDVCA算法根据可航行区域和危险目标船只获取避碰方案。