[发明专利]一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法

说明书

本发明属于船舶避碰技术领域，公开了一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法，包括以下步骤：根据船舶感知和导航系统获取本船和会遇船的速度、航向、位置等信息，计算最小会遇时间；根据计算的最小会遇时间判断是否存在碰撞危险；若不存在碰撞危险，则本船不采取避碰措施，继续沿着原有轨迹航行；若存在碰撞危险，则以本船为中心构建避碰转向判定模型，确定符合国际海上避碰规则要求的转向范围。本发明构建了一种符合国际海上避碰规则的船舶避碰转向判定方法，解决了船舶在遇到碰撞危险时，如何将符合国际海上避碰规则中的转向义务快速转化为数字化避碰转向问题，提高了船舶航行的规范程度和安全性。

技术领域

本发明属于船舶避碰技术领域，具体涉及一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法。

背景技术

大量事故案例显示，造成船舶海上航行安全事故的主要原因是船舶与障碍物的碰撞。国际海上避碰规则(International Regulations for Preventing Collisions atSea，COLREGS)，是为防止、避免海上船舶之间的碰撞，由国际海事组织制订的海上交通规则。其中定义了船舶间具有碰撞危险时，各个船只的义务避碰转向。有研究显示，大约50％的海上事故是由人为错误操作引起的，另外30％的事故是由人类发现和预防的。究其原因，首先，存在船舶在航行过程中未检测到突发障碍物的情况；其次，即使检测到突发障碍物，但由于其运动方向和速度处在不断变化中，因此造成环境不确定性增强，这直接导致人们需要在复杂的约束分类对船舶所处的避碰环境进行确定后，才能确定当前所能采取的避碰转向，耗费了较多的时间，降低了船舶的安全性；再次，国际海上避碰规则对船只在避碰中的转向义务只有语义描述，在实际船舶避让过程中，海员通常做法、驾驶员实际操船经验等会对具体决策方案和船舶的避碰效果产生明显影响。因此，针对国际海上避碰规则规定的几种场景下的义务避碰转向行为，如何简洁明了的将其转化为数字化的约束关系以辅助判断是一个非常关键的问题，既可以保证船舶航行的规范性，也可以有效的降低碰撞危险。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种符合国际海上避碰规则的避碰转向判定方法，包括以下步骤：

(1)利用本船的感知和导航系统实时探测本船和动态会遇船的船舶信息；

(2)利用步骤(1)中获得的船舶信息，计算本船和会遇船的会遇参数，判断本船和会遇船是否存在碰撞危险；若存在碰撞危险，则进入步骤(3)；若无碰撞危险，则沿既定航线继续航行，返回步骤(1)；

(3)以本船和会遇船为中心建立船舶避碰转向判定模型，确定当前时刻本船的避碰义务转向。

优选地，步骤(1)所述中感知和导航系统包括姿态感测装置、导航系统、雷达感测装置、光电系统装置、声纳感测系统。

更加优选地，所述姿态感测装置可以实时监测本船的速度、航向信息；导航系统、雷达感测装置、声纳感测系统可以侦测本船的位置，动态会遇船的船身尺寸、航速、航向、位置等信息。

更加优选地，所述感知和导航系统对获得的信息进行数据筛选、处理和融合，实现本船的姿态感知、目标识别、目标跟踪以及目标融合，得到本船除船身长度和船身宽度等船舶已知固定信息外本船的动态信息，以及动态会遇船只的大小、位置、航速、航向信息。

优选地，步骤(1)中所述船舶信息包括本船的航速、航向、位置信息，以及动态会遇船的船身尺寸、航速、航向、位置信息。

优选地，步骤(2)中所述判断本船和会遇船是否存在碰撞危险的具体步骤为：