[发明专利]基于人工势场法的船舶避碰方法及系统

权利要求书

1.一种基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，包括:

一信息取得模块，以取得一船舶信息、至少一障碍物信息以及一目标点信息；

一中央处理模块，与该信息取得模块连接，该中央处理模块基于一人工势场的船舶避碰方法，产生一航行控制指令；以及

一航行控制模块，与该中央处理模块连接，该航行控制模块依据该航行控制指令控制船舶航行。

2.如权利要求1所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该信息取得模块包括图像采集装置、姿态感测装置、雷达感测装置、光达感测装置、声纳感测装置、无线定位装置、自动辨识系统或其组合。

3.如权利要求1所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该中央处理模块包括可程序逻辑控制器、微控制器或其组合。

4.如权利要求1所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该航行控制模块包括一方向控制模块以及一动力推进模块。

5.如权利要求4所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该方向控制模块包括方向舵、电子转向系统或其组合。

6.如权利要求4所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该动力推进模块包括发电机、引擎、侧推器、油门、电池、马达或其组合。

7.如权利要求1所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，更包括一信息安全模块，该信息安全模块与该中央处理模块及该信息取得模块连接。

8.如权利要求1所述的基于人工势场法的船舶避碰系统，其特征在于，该信息安全模块包括入侵检测系统、身分验证系统、授权与加密系统、防火墙系统、白名单系统或其组合。

9.一种基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，包括：

(S1)取得一船舶的船舶信息、至少一障碍物的障碍物信息以及一目标点的目标点信息；

(S2)依据该船舶信息、该障碍物信息以及该目标点信息，建立一人工势场，该人工势场包括一目标点吸引力势场以及至少一障碍物排斥力势场；

(S3)合成该目标点吸引力势场与该至少一障碍物排斥力势场，取得一第一合力；

(S4)依据该船舶信息或该障碍物信息加入一外部作用力；

(S5)合成该第一合力与该外部作用力，取得一第二合力；以及

(S6)该船舶依据该第二合力的方向航行，以回避该至少一障碍物。

10.如权利要求9所述的基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，该船舶信息包括该船舶的船速、位置、航行方向、船身长度及船身宽度。

11.如权利要求9所述的基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，该障碍物信息包括该障碍物的移动速度、位置、移动方向、障碍物大小及与该船舶的距离。

12.如权利要求9所述的基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，该目标点信息包括该目标点的位置及与该船舶的距离。

13.如权利要求9所述的基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，该人工势场的定义如下：U＝U_att+∑U_rep，其中U_att表示该目标点吸引力势场，U_rep表示该目标点吸引力势场。

14.如权利要求13所述的基于人工势场法的船舶避碰方法，其特征在于，该目标点吸引力势场U_att的定义如下：其中k表示常数增益，X表示该船舶的位置，X_g表示该目标点的位置。