[发明专利]一种确定内河船舶碰撞危险度的方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种确定内河船舶碰撞危险度的方法，包括：基于船舶尺寸构建本船物理模型和目标船物理模型，根据本船和目标船之间相对运动态势和位置关系识别会遇场景，判断本船物理模型和目标船物理模型的多个关键特征点，以本船物理模型和目标船物理模型的多个关键特征点之间的运动趋势变化的核心参数构建相关随机变量和碰撞概率分布模型，分析船舶在不同运动趋势和不同距离下的碰撞发生概率，即碰撞危险度。本发明实施例还公开了一种确定内河船舶碰撞危险度的系统。本发明可以解决不同航行角度对碰撞危险度的影响以及过大的船舶领域范围导致的误报警问题。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体而言，涉及一种确定内河船舶碰撞危险度的方法及系统。

背景技术

在智能船舶航行控制领域中，在对内河通航船舶确定碰撞危险度时，一般是先建立船舶领域模型，实时计算本船与目标船领域之间、目标船与本船领域之间的位置关系，再根据目标船对本船领域的入侵程度、本船对目标船领域的入侵程度或本船领域和目标船领域之间的相互入侵程度，来计算本船和目标船之间的碰撞危险度。其中，领域模型多基于船舶尺寸和操纵性能等经验参数建立。这种根据领域入侵计算碰撞危险度的方式，无法反应不同航行角度对碰撞危险度程度的影响，导致计算的结果不够准确。另外，对于领域模型预警范围设定通常过大，在狭窄的内河航道上会产生大量的误报警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定内河船舶碰撞危险度的方法及系统，可以解决不同航行角度对碰撞危险度的影响，以及过大的船舶领域范围导致的误报警问题。

本发明实施例提供了一种确定内河船舶碰撞危险度的方法，所述方法包括：

基于本船和目标船的尺寸，分别构建本船物理模型和目标船物理模型，其中，所述本船物理模型和所述目标船物理模型分别包括多个特征点；

根据所述本船和所述目标船之间的相对运动态势和位置关系识别会遇场景，根据识别出的会遇场景，从所述本船物理模型和所述目标船物理模型的多个特征点中确定多个关键特征点；

根据所述多个关键特征点之间的相对位置确定随机变量，并基于所述随机变量构建横向船舶碰撞概率分布模型和纵向船舶碰撞概率分布模型；

根据所述本船和所述目标船之间会遇时间的变化，动态调整所述纵向船舶碰撞概率分布模型，基于所述横向船舶碰撞概率分布模型和调整后的纵向船舶碰撞概率分布模型，确定船舶碰撞危险度。

作为本发明进一步的改进，所述基于本船和目标船的尺寸，分别构建本船物理模型和目标船物理模型，包括：

以所述本船的船体中心为原点，沿所述本船的船体纵向指向船艏为y轴，沿所述本船的船体横向指向右为x轴，建立所述本船的船体坐标系；

在所述本船的船体坐标系下，将覆盖所述本船的船体的最小矩形作为所述本船物理模型，该矩形的四个顶点p_i作为所述本船物理模型的特征点，其中，i表示所述本船物理模型的特征点的序号，i=1,2,3,4；

在所述本船的船体坐标系下，将覆盖所述目标船的船体的最小矩形作为所述目标船物理模型，该矩形的四个顶点t_j作为所述目标船物理模型的特征点，其中，j表示所述目标船物理模型的特征点的序号，j=1,2,3,4。

作为本发明进一步的改进，所述根据所述本船和所述目标船之间的相对运动态势和位置关系识别会遇场景，根据识别出的会遇场景，从所述本船物理模型和所述目标船物理模型的多个特征点中确定多个关键特征点，包括：

在所述本船的船体坐标系下，确定所述目标船的位置方向以及所述目标船艏向与所述目标船的位置方向之间的夹角；

根据所述目标船的位置方向以及所述夹角所在的角度范围，识别所述本船和所述目标船的会遇场景；