[发明专利]一种开阔繁忙水域基于船舶集群态势的相对领域获取方法

权利要求书

1.一种开阔繁忙水域基于船舶集群态势的相对领域获取方法，其特征在于，其包括：

将船舶感知区域划分为多个虚拟动态网格；

采用模糊逻辑规则计算所述虚拟动态网格对目标船的作用粒度值；

所述采用模糊逻辑规则计算所述虚拟动态网格对目标船的作用粒度值包括：

在所述虚拟动态网格中根据多个干扰船的分布情况结合干扰船特性虚拟出虚拟代表船；

根据所述虚拟代表船与所述目标船的船型和行驶倾向性，采用模糊逻辑规则计算所述虚拟动态网格对所述目标船的作用粒度值；

所述模糊逻辑规则为平行非冲突状态下的模糊推理规则；

具体地，当目标船型与代表船型均为小和/或中，目标船行驶倾向性为中庸型，代表船行驶倾向性为保守型，所述虚拟动态网格对所述目标船的作用粒度值为1；

当目标船型为大，代表船型均为小或中，目标船行驶倾向性为保守型，代表船行驶倾向性为保守型，所述虚拟动态网格对所述目标船的作用粒度值为0.8；

当目标船型为小或中，代表船型均为大，目标船行驶倾向性为保守型，代表船行驶倾向性为高效型，所述虚拟动态网格对所述目标船的作用粒度值为0.6；

当目标船型为小，代表船型均为大，目标船行驶倾向性与代表船行驶倾向性均为高效型或中庸型，所述虚拟动态网格对所述目标船的作用粒度值为0.4；

根据会遇角度将船舶感知区域划分为一级会遇区域、二级会遇区域和三级会遇区域；

在所述一级会遇区域、所述二级会遇区域和所述三级会遇区域内，根据船舶间特征项结合所述作用粒度值实时确定领域的边界点，所述船舶间特征项包括最小安全会遇距离、决策反应时间和停船视距；

根据所述一级会遇区域、所述二级会遇区域和所述三级会遇区域内确定的多个边界点进行拟合，得到目标船的相对领域；

所述根据船舶间特征项结合所述作用粒度值实时确定领域的边界点，具体为：

其中d_DSPA为船舶间所述最小安全会遇距离；t_sa为目标船的操作反应时间；t_ma为目标船的行驶倾向性感知决策反应时间；v_a为目标船的速度；t_sb为干扰船的操作反应时间；t_mb为干扰船的行驶倾向性感知决策反应时间；v_b为干扰船的速度；β为反应时间内船舶行驶的距离转换到最小安全会遇距离方向的系数；f_n为动态网格区域n对目标船的作用粒度；S为跟驶干扰船的停船视距；

所述最小安全会遇距离的计算公式为：

d_DSPA＝a₁×a₂×y

a₁为水文气象条件系数，a₂为船舶密度，y为让路船全速满舵避让90°时两船之间的距离，其中a₁的取值范围为0～1；

a₂的计算公式为：

其中ρ为所述船舶感知区域内所有船舶的数量；

y的计算公式为：

其中ω_jk、v_jk为中间变量；

所述决策反应时间包括感知决策时间和操作反应时间的总和时间；

所述感知决策时间由船舶行驶倾向性确定，所述船舶行驶倾向性包括高效型、中庸型和保守型，当所述船舶行驶倾向性为高效型时，所述操作反应时间为2.5min；当所述船舶行驶倾向性为中庸型时，所述操作反应时间为3min；当所述船舶行驶倾向性为保守型时，所述操作反应时间为3.5min；

所述操作反应时间为船舶从接收操作指令到做出相应操作所需要的时间，计算公式为：

其中t_s为船首转向ΔC角，速度改变Δv时所用的时间；δ为使用的舵角；K为在所述舵角下回旋性指数；T为航向稳定性指数；a为船舶的加速度；

所述停船视距的计算公式为：

v为跟驶船初始行驶的速度；a为跟驶船制动加速度；l_z为跟驶船的船长；t_m为所述感知决策时间；L为干扰船与目标船之间的距离。