[发明专利]一种智能船舶避碰方法及系统

说明书

本发明涉及一种智能船舶避碰方法及系统，方法包括：S1、智能船舶获取危险海域内所有船舶的航行信息。S2、智能船舶根据所有船舶的航行信息，将需要进行避碰处理的船舶标记为障碍船。S3、基于障碍船，选择执行预置的用于避碰处理的TFT策略，使得实际中的障碍船的避碰路线更加趋近于神经网络模型预测出的路线，从而提高轨迹预测的精准度。S4、在智能船舶执行TFT策略过程中，实时采集障碍船的位置信息，以障碍船的位置信息为输入，基于神经网络模型实时预测障碍船在未来时间段内的行驶轨迹。S5、根据预测的障碍船的行驶轨迹，和本船在未来时间段内的行驶轨迹，若危险海域存在障碍船，则重复S3至S5，直至危险海域内不存在障碍船。

技术领域

本发明涉及智能船舶领域，尤其涉及一种智能船舶避碰方法及系统。

背景技术

在智能无人驾驶船舶的实际航行中，当感知到有障碍船靠近，并且可能会侵犯到本船的正常安全航行的时候，需要启动智能避碰程序，避碰程序的运行首先要准确的预测出障碍船未来航行的轨迹，并以此来进行本船的避碰决策、航路规划，目前已有的轨迹预测方案都是按照感知当前的障碍目标的方向和速度，假设障碍目标保向保速前进，进行短时间的障碍轨迹预测，但是这种方法随着时间的加长准确度就会急剧降低，最终预测的轨迹会变得可参考价值低，降低了避碰的安全性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种智能船舶避碰方法及系统，旨在解决用障碍目标的方向和速度对障碍船进行轨迹预测随时间增长，精度降低的问题，使得在船舶的避碰过程中作出错误的判断。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能船舶避碰方法，包括：

S1、基于智能船舶位所处的位置确定危险海域，智能船舶获取危险海域内所有船舶的航行信息；

S2、智能船舶根据所有船舶的航行信息，将需要进行避碰处理的船舶标记为障碍船，进入避碰期，初始化时间；

S3、基于障碍船，选择执行预置的用于避碰处理的TFT策略；

S4、在智能船舶执行TFT策略过程中，实时采集障碍船的位置信息，以障碍船的位置信息为输入，基于神经网络模型实时预测障碍船在未来时间段内的行驶轨迹；

S5、根据预测的障碍船的行驶轨迹，和当前智能船舶在未来时间段内的行驶轨迹，确定危险海域是否存在障碍船；

若存在，则重复S3至S5，直至危险海域内不存在障碍船，退出避碰期。

优选地，所述博弈TFT策略具体为：

智能船舶相对于障碍船先采取避让措施的航行策略，其中，所述航行策略包括：采取避让措施和不采取避让措施；

根据障碍船此时的所述航行信息，判断障碍船相对于本船所采取的航行策略，若障碍船采取了避让措施的航行策略，则记录z_n＝1，否则记录z_n＝0，z_n表示在第n时刻障碍船采取的航行策略，同时还获取此时障碍船的位置信息；

本船第n+1时刻的航行策略为障碍船在第n时刻时所采取的航行策略，n≥0，且n为自然数。

优选地，在S4中：

所述障碍船的位置信息包括：x_n和y_n，其中，x_n表示在第n个时刻障碍船所处的经度值，y_n表示在第n个时刻障碍船所处的纬度值；

所述神经网络模型包括：经度神经网络模型和纬度神经网络模型；

所述以障碍船的位置信息为输入，基于神经网络模型实时预测每一个障碍船在未来时间段内的行驶轨迹，包括：