[发明专利]一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法

权利要求书

1.一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用JSON格式从实船电子海图系统获取点、线和面状海图要素采样点集和属性值；

步骤2、提取海图要素采样点集和属性值，根据属性值确定是否影响船舶安全航行，如果影响船舶安全航行则进行环境势场建模，执行步骤3；

步骤3、为环境势场建模构建各海图要素的避碰参数；

步骤4、建立各海图要素的环境势场；

步骤5、对所有海图要素环境势场累加计算，得到总体环境势场。

2.如权利要求1所述的一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤4.1、建立点状海图要素的环境势场；

步骤4.2、建立线状海图要素的环境势场；

步骤4.3、建立面状海图要素的环境势场。

3.如权利要求2所述的一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，所述步骤4.1具体为：

给定在二维空间中存在N个点状海图障碍物，第i个障碍物(i＝1,2,…,N)的坐标位置为p_i(x_i,y_i)，则任意位置点p(x,y)到障碍物p_i的距离f_Point-i表示为：

任意位置点p(x,y)处的斥力势场f_Point(p)表示为：

其中β_i表示第i个点状海图要素的避碰参数。

4.如权利要求3所述的一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，所述步骤4.2具体为：

在按照逆时针排序的直线段上，第i条直线段的起点为p_i(x_i,y_i)，终点为p_i+1(x_i+1,y_i+1)，构成直线段方程f_Line-i，直线段方程具体为：

f_Line-i＝A_ix+B_iy+C_i

其中A_i、B_i和C_i为直线段方程的系数，则线状要素f_Line(p)的势场方程可表示为：

其中γ_i代表线状海图要素的避碰参数。

5.如权利要求4所述的一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，所述步骤4.3具体为：

给定二维空间中共有N个面状要素，任一面状要素由按照逆时针排序的一系列直线段组成，任意直线段构成的多边形的表达式F_i(x,y)，则面状要素的环境势场f_face(p)可以表示为：

其中航道内部、设定的可航安全区域范围中面状要素的环境势场f_face-i可以表示为：

其中_αi代表面状海图要素的避碰参数。

6.如权利要求5所述的一种基于实船电子海图数据的环境势场建模方法，其特征在于，所述步骤5得到总体环境势场f(p)具体为：

f(p)＝f_face(p)+f_Line(p)+f_Point(p)。