CN109460021A - 船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统，它包含自动化航行模块、船只避碰模块、AIS系统；自动化航行模块与船舶自动舵结合，将各种航行数据输入自动驾驶系统，使船舶沿既定航线航行；船只避碰模块对北斗卫星、AIS系统等收集的数据进行分析处理；AIS系统在船舶避碰决策中的重要角色，增加了雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子海图上显示所有船舶可视化的航向，航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。
Description
技术领域
本发明涉及船只航行安全技术领域，具体涉及一种船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统。
背景技术
船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统根据综合评判模型，为船只航行提供保驾护航。船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统也是一种咨询式的避碰决策系统。知识的表示采取产生式规则，知识库采取启发式搜索策略。碰撞危险度根据目标的DCPA，TCPA，方位和距离因素；并根据模糊综合评判确定；避碰行动时机根据设定的碰撞危险度阀值确定。
海上巷道错综复杂，船舶的全局意识薄弱，船只易偏离航线。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含自动化航行模块、船只避碰模块、AIS系统；
所述的自动化航行模块包含航迹模块控制器、航向控制器、操舵装置、陀螺罗经、北斗GPS接收机、计程仪；航迹模块控制器指令航向；船舶航向有所偏差时，航向控制器控制操舵装置调整船舶航向；船舶的运动数据分别经陀螺罗经、北斗GPS接收机、计程仪反馈给航迹模块控制器，实现船舶航向的自动调整；
所述的船只避碰模块包含电子海图、海上交通规则库；电子海图为船舶的姿态评估提供技术支持；姿态评估系统将评估后的数据传输给避让模糊数学模型，通过避让模糊数学模型提出避让方案，再通过局部路径规划启发式算法，并结合海上交通规则库的优化算法，计算船舶运动数据，反馈给姿态评估系统；
所述的AIS系统包含AIS信息处理器、VHF收发部、信息显示器；GPS/DGPS/GNSS模块、陀螺罗经、计程仪、雷达/APPA模块将船舶的运动数据通过船用导航设备通用接口传输给AIS信息处理器，并通过信息显示器显示出来；AIS信息处理器与VHF收发部进行信息交互，AIS信息处理器将接收到的VHF收发部的信息通过船用导航设备通用接口传输给雷达/APPA模块、ECDIS模块、VDR模块。
进一步地，航迹模块控制器、航向控制器之间设有航向偏差指示灯；船舶的运动数据经陀螺罗经同时反馈给航向偏差指示灯和航迹模块控制器。
采用上述方案后，本发明所述的船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统，具有以下优点：
1、采用动态路径识别系统的数学模型以动态规划为理论基础，
2、通过避让模糊数学模型对各目标对船舶所构成的危险性程度进行综合评判，结构简单，制作成本低；
3、基于启发式和知识优化启发式算法，对目标状态变量的赋值采用正向推理，算法简单，计算准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是船只避碰模块的闭环控制原理图；
图2是自动化航行模块的控制原理图；
图3是AIS系统的结构框图。
附图标记说明：
1、姿态评估系统；2、电子海图；3、避让模糊数学模型；4、海上交通规则库；5、航迹模块控制器；6、航向偏差指示灯；7、航向控制器；8、操舵装置；9、船舶；10、陀螺罗经；11、北斗GPS接收机；12、计程仪；13、VDR模块；14、ECDIS模块；15、雷达/APPA模块；16、GPS/DGPS/GNSS模块；17、船用导航设备通用接口；18、AIS信息处理器；19、VHF收发部；20、AIS系统；21、信息显示器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
本具体实施方式采用的技术方案是：它包含自动化航行模块、船只避碰模块、AIS系统20；
参看图2所示，所述的自动化航行模块包含航迹模块控制器5、航向控制器7、操舵装置8、陀螺罗经10、北斗GPS接收机11、计程仪12；航迹模块控制器5指令航向；船舶9航向有所偏差时，航向控制器7控制操舵装置8调整船舶9航向；船舶9的运动数据分别经陀螺罗经10、北斗GPS接收机11、计程仪12反馈给航迹模块控制器5，实现船舶9航向的自动调整；航迹模块控制器5、航向控制器7之间设有航向偏差指示灯6；船舶9的运动数据经陀螺罗经10同时反馈给航向偏差指示灯6和航迹模块控制器7。自动化航行模块与船舶自动舵结合，将各种航行数据输入自动驾驶系统，使船舶9沿既定航线航行；
参看图1所示，所述的船只避碰模块对北斗卫星、AIS系统等收集的数据进行分析处理；船只避碰模块包含电子海图2、海上交通规则库4；电子海图2为船舶的姿态评估提供技术支持；姿态评估系统1将评估后的数据传输给避让模糊数学模型3，通过避让模糊数学模型3提出避让方案，再通过局部路径规划启发式算法，并结合海上交通规则库4的优化算法，计算船舶9运动数据，反馈给姿态评估系统1；
参看图3所示，所述的AIS系统20包含AIS信息处理器19、VHF收发部19、信息显示器21；GPS/DGPS/GNSS模块16、陀螺罗经10、计程仪12、雷达/APPA模块14将船舶9的运动数据通过船用导航设备通用接口17传输给AIS信息处理器18，并通过信息显示器21显示出来；AIS信息处理器18与VHF收发部19进行信息交互，AIS信息处理器18将接收到的VHF收发部19的信息通过船用导航设备通用接口17传输给雷达/APPA模块15、ECDIS模块14、VDR模块13。AIS系统20在船舶9避碰决策中的重要角色，增加了雷达、船舶交通管理系统、船舶报告的功能，在电子海图2上显示所有船舶可视化的航向，航线、船名等信息，改进了海事通信的功能，提供了一种与通过AIS识别的船舶进行语音和文本通信的方法，增强了船舶的全局意识。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案,而非限制本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统，其特征在于它包含自动化航行模块、船只避碰模块、AIS系统；
所述的自动化航行模块包含航迹模块控制器、航向控制器、操舵装置、陀螺罗经、北斗GPS接收机、计程仪；航迹模块控制器指令航向；船舶航向有所偏差时，航向控制器控制操舵装置调整船舶航向；船舶的运动数据分别经陀螺罗经、北斗GPS接收机、计程仪反馈给航迹模块控制器，实现船舶航向的自动调整；
所述的船只避碰模块包含电子海图、海上交通规则库；电子海图为船舶的姿态评估提供技术支持；姿态评估系统将评估后的数据传输给避让模糊数学模型，通过避让模糊数学模型提出避让方案，再通过局部路径规划启发式算法，并结合海上交通规则库的优化算法，计算船舶运动数据，反馈给姿态评估系统；
所述的AIS系统包含AIS信息处理器、VHF收发部、信息显示器；GPS/DGPS/GNSS模块、陀螺罗经、计程仪、雷达/APPA模块将船舶的运动数据通过船用导航设备通用接口传输给AIS信息处理器，并通过信息显示器显示出来；AIS信息处理器与VHF收发部进行信息交互，AIS信息处理器将接收到的VHF收发部的信息通过船用导航设备通用接口传输给雷达/APPA模块、ECDIS模块、VDR模块。
2.根据权利要求1所述的船只智能航行会遇航迹识别精算避碰系统，其特征在于航迹模块控制器、航向控制器之间设有航向偏差指示灯；船舶的运动数据经陀螺罗经同时反馈给航向偏差指示灯和航迹模块控制器。
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