[发明专利]一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法

说明书

本发明公开了一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法，包括：获取本船与目标船舶的航行数据；根据航行数据判断本船与目标船舶的会遇局面和会遇几何态势；根据会遇局面和会遇几何态势选取适用的船舶海上避碰规则；根据船舶海上避碰规则选取自主避碰方式；通过算法对船舶海上避碰规则进行量化处理，得到惩罚分数；通过惩罚分数对自主避碰方式的合规性进行评价，得到合规性评分；选取合规性评分值最高的自主避碰方式进行海上避碰。本发明能够进一步提升自主避碰算法的合规性，从而使得船舶海上避碰行动在确保安全的前提下不违反海上避碰规定。

技术领域

本发明涉及船舶航行避碰技术领域，尤其涉及一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法。

背景技术

随着人工智能和计算机技术的迅速发展，水面自主船舶相关技术逐渐成为水路运输业的研究热点。智能自主航行船舶凭借其更安全、更高效、更经济等显著优点成为现代船舶发展的重要趋势，并将成为未来海上运输的重要方式。

智能自主航行船舶的迅猛发展推进了以各类智能方法为理论依据的船舶航行自主避碰算法的产生，尤其在无人船及智能船舶的自动避碰及路径规划方面，但现有技术仅将两船是否碰撞作为船舶自主避碰算法测试的主要依据，而未考虑自主避碰算法给出的决策是否满足《国际海上避碰规则》的相关规定，或者仅对避碰行为是否遵守规则进行定性而非定量的分析，即缺乏对自主避碰算法合规性的定量分析。

发明内容

本发明提供一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法，以克服缺乏对自主避碰算法合规性的定量分析的技术问题。

本发明一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法，包括：

获取本船与目标船舶的航行数据；

根据所述航行数据判断本船与所述目标船舶的会遇局面和会遇几何态势；

根据所述会遇局面和会遇几何态势选取适用的船舶海上避碰规则；根据所述船舶海上避碰规则选取自主避碰方式；

通过算法对所述船舶海上避碰规则进行量化处理，得到惩罚分数；

通过所述惩罚分数对所述自主避碰方式的合规性进行评价，得到合规性评分；

选取所述合规性评分值最高的所述自主避碰方式进行海上避碰。

进一步地，所述根据所述航行数据判断本船与所述目标船舶的会遇局面和会遇几何态势，包括：根据所述航行数据计算本船与所述目标船舶的最小会遇距离和最短会遇时间，并结合当前海上环境判断所述会遇局面；所述会遇局面，包括：碰撞危险局面、紧迫局面、紧迫危险局面；所述会遇几何态势为本船与所述目标船舶会遇时的几何关系；所述会遇几何态势，包括：对遇态势、交叉相遇态势及追越态势。

进一步地，所述通过算法对所述船舶海上避碰规则进行量化处理，得到惩罚分数，包括：对所述船舶海上避碰规则进行量化处理的算法，包括：对船舶航向与航速变化值的大小检测和判断的算法，包括：对延迟的行动量化算法、对不明显的航向变化量化算法、对不明显的航速变化量化算法、对直航船未保向保速的行为量化算法；对船舶方位角度与角度阈值的检测和比较的算法，包括：对横越船头的行为量化算法；对航向变化值的方向检测和判断的算法，包括：对未向右转向的行为量化算法、对交叉相遇局面下对在本船左舷的船舶向左转向的行为量化算法；根据两船之间的距离与直航船采取行动时的距离进行比较和判断的算法，包括：对直航船未独自采取操纵行动以避免碰撞量化算法。

进一步地，所述对船舶航向与航速变化值的大小检测和判断的算法，包括：