CN111309021B - 航线规划可行性验证方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于航线规划领域，具体涉及一种航线规划可行性验证方法和装置，旨在解决现有技术中缺少有效的航线规划可行性验证设备和方法，航线规划和审核中对航线的可行性判断缺少有力的依据的问题。本发明方法获取船舶的待验证航线和航行信息，根据航行信息确定最小安全距离，通过船舶智能航行数字沙盘系统生成并显示船舶在待验证航线所在海区航行的三维数字沙盘模型，通过数字沙盘交互单元对待验证航线进行调整得到有效航线；通过有效航线与待验证航线比较判断航线规划的可行性。本发明方法作为一种航线规划可行性验证的方法和装置，得到的验证结果可为航线审核、航线规划提供有力的依据；数字沙盘系统可直观验证航线规划的可行性。

Description

航线规划可行性验证方法和装置

技术领域

本申请属于航线规划领域，具体涉及一种航线规划可行性验证方法和装置。

背景技术

随着航海自动化及计算机技术的发展，电子海图在航海中得到广泛应用。航海人员可在电子海图上规划设计出每次航行任务的计划航线，经专家审核，船舶就依据审核后的航线航行。航线规划人员和专家都是根据以往的航线以及自己实践经验，对电子海图上显示的航线上船舶所经海域的不同情况进行判断，进而确定航线是否可行。审核仅凭借实际经验和电子海图，存在主观判断偏差，缺少客观数据证明，仅凭二维电子海图进行审核无法考虑多变复杂的海洋环境，同时也无法直观展现航行环境，因此会引起较大误差。

综上所述，现有方法中缺少一种有效的航线规划可行性验证方法，航线审核、航线规划中对航线的可行性判断缺少有力的依据。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中缺少一种有效的航线规划可行性验证方法，航线审核、航线规划中对航线的可行性判断缺少有力的依据的问题，本申请提出了一种航线规划可行性验证方法和装置。

(二)技术方案

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种航线规划可行性验证方法，应用于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；该方法包括：

步骤S10、获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

步骤S20、将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S30、基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S40、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S50、比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

作为本发明的一种改进，步骤S40中包括：

步骤S41、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S42、将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S30中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S43、重复执行步骤S41-步骤S42，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线。

作为本发明的一种改进，步骤S50，具体包括：

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度大于第一阈值时，所述待验证航线不可行；

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度小于等于第一阈值时，所述待验证航线可行。

作为本发明的一种改进，所述待验证航线为导入的航线或通过所述数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线。

作为本发明的一种改进，所述碍航物为所述待验证航线所在海区的电子海图中标记的碍航物，包括陆地、高山、岛屿、岛礁、沉船中的一种或多种。

作为本发明的一种改进，所述航行信息包括动态行驶信息和船舶静态信息。

作为本发明的一种改进，所述动态行驶信息包括所述船舶的航速和航向。

作为本发明的一种改进，所述船舶静态信息包括船长、船宽、吃水深度。

作为本发明的一种改进，所述最小安全距离根据所述航行信息确定。

第二方面，本申请提供一种航线规划可行性验证装置，设置于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；该装置包括：

信息获取单元，用于获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

最小安全距离确定单元，用于将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

第一三维模型数据生成单元，用于基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿所述第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

第一行驶航线调整单元，用于基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

航线规划判断单元，比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

第三方面，本申请提供一种航线规划可行性验证方法，使用船舶智能航行数字沙盘系统进行验证，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元，权利要求10所述的航线规划可行性验证装置。

作为本发明的一种改进，包括：

步骤S1-1、通过数字沙盘交互单元接收船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线，通过所述航线规划可行性验证装置获取相应海区的电子海图信息；

步骤S1-2、所述航线规划可行性验证装置将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S1-3、所述航线规划可行性验证装置基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；

步骤S1-4、所述虚拟场景展示单元基于所述第一三维模型数据生成第一三维数字沙盘模型，所述第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S1-5、所述数字沙盘交互单元接收航线调整指令信息，基于所述航线调整指令信息通过所述航线规划可行性验证装置对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S1-6、所述航线规划可行性验证装置将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S1-3中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S1-7、所述航线规划可行性验证装置重复执行步骤S1-5-步骤S1-6，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S1-8、所述航线规划可行性验证装置比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

(三)有益效果

本申请提出一种航线规划可行性验证方法和装置，通过船舶智能航行数字沙盘系统展示船舶航行于航线上的各种实际场景，基于此进行航线调整，并基于调整后的航线与待验证航行判断航线是否可行。本发明方法作为一种航线规划可行性验证的方法，得到的验证结果可为航线审核、航线规划提供有力的依据；基于具有数字化、可视化特点的船舶智能航行数字沙盘系统，结合三维模拟动画验证航线规划的可行性，确定可行性验证依据，可以直观验证航线规划的可行性，避免仅靠二维海图验证而造成的误差；待验证航线为导入的通过路径规划算法得到的航线或通过数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线，两种待验证航线方式可以满足人工航线规划和智能船舶系统航线规划两个形式航线的验证。

附图说明

本申请借助于以下附图进行描述：

图1为本申请具体实施方式中的航线规划可行性验证方法流程示意图；

图2为本申请具体实施方式中的航线规划可行性验证方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。

请参阅图1，图1为本申请具体实施方式中的航线规划可行性验证方法流程示意图。

本申请一种航线规划可行性验证方法，应用于船舶智能航行数字沙盘系统，船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；该方法包括：

步骤S10、获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

步骤S20、将待验证航线作为第一行驶航线，根据航行信息确定船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S30、基于最小安全距离、航行信息、电子海图信息和第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以船舶模型的当前位置为圆心、以最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S40、基于数字沙盘交互单元接收的指令信息对第一行驶航线进行调整，以使第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S50、比较待验证航线和有效航线，判断航线规划的可行性。

为了便于理解本发明方法，以下先对船舶智能航行数字沙盘系统进行具体说明，然后对本发明的各个步骤进行详细介绍。

数字沙盘是通过声、光、电、图像、三维动画以及计算机程控技术，运用数字投影来实现，数字沙盘可以充分体现区位特点，达到一种惟妙惟肖、变化多姿的动态视觉效果。对参观者来说是一种全新的体验，并能产生强烈的共鸣，比传统的沙盘模型更直观。

船舶智能航行数字沙盘系统，包括：目标船数据接收单元、数字沙盘交互单元、三维模型生成单元、虚拟场景展示单元。

目标船数据接收单元，用于接收雷达系统和船舶自动识别系统采集并发送的预设海域的目标船信息数据，并将目标船信息数据发送至数字沙盘交互单元和三维模型生成单元。

数字沙盘交互单元，用于接收目标船信息数据，根据本船信息及预设海域的电子海图数据、目标船信息数据生成数字沙盘交互界面，接收用户基于数字沙盘交互界面发出的指令信息，将指令信息解析为指令信息数据发送至三维模型生成单元。

三维模型生成单元，用于接收指令信息数据和目标船信息数据；根据本船信息及预设海域的电子海图数据、目标船信息数据生成三维模型数据，并根据指令信息数据对当前三维模型数据进行动态调整；将当前三维模型数据或动态调整后的三维模型数据作为三维模型数据发送至虚拟场景展示单元。

虚拟场景展示单元，用于接收三维模型数据，生成并显示相应的三维数字沙盘模型。

具体地，在本发明的一个航线规划可行性验证方法实施例中，步骤S40中包括：

步骤S41、基于数字沙盘交互单元接收的指令信息对第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S42、将第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S30中采用的方法生成船舶模型从当前位置至待验证航线的终点沿第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S43、重复执行步骤S41-步骤S42，直至船舶模型航行至待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线。

具体地，在本发明的一个航线规划可行性验证方法实施例中，步骤S50，具体包括：

比较待验证航线和有效航线的偏离度，当有效航线有至少一处相比较待验证航线偏离度大于15°时，待验证航线不可行；

比较待验证航线和有效航线的偏离度，当每处偏离度均小于等于15°时，待验证航线可行。

本发明方法作为一种航线规划可行性验证的方法，得到的验证结果可为航线审核、航线规划提供有力的依据。

具体地，在本发明的一个航线规划可行性验证方法实施例中，待验证航线可以为导入的航线，也可以是通过数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线。

两种待验证航线方式可以满足人工航线规划和智能船舶系统航线规划两个形式航线的验证。

碍航物为待验证航线所在海区的电子海图中标记的碍航物，包括陆地、高山、岛屿、岛礁、沉船。

具体地，在本发明的一个航线规划可行性验证方法实施例中，最小安全距离根据航行信息确定。航行信息包括动态行驶信息和船舶静态信息，动态行驶信息包括船舶的航速和航向，船舶静态信息包括船长、船宽、吃水深度。

本申请第二方面提供一种航线规划可行性验证装置，设置于船舶智能航行数字沙盘系统，船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；该装置包括：

信息获取单元，用于获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

最小安全距离确定单元，用于将待验证航线作为第一行驶航线，根据航行信息确定船舶与碍航物的最小安全距离；

第一三维模型数据生成单元，用于基于最小安全距离、航行信息、电子海图信息和第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以船舶模型的当前位置为圆心、以最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

第一行驶航线调整单元，用于基于数字沙盘交互单元接收的指令信息对第一行驶航线进行调整，以使第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

航线规划判断单元，比较待验证航线和有效航线，判断航线规划的可行性。

需要说明的是，上述实施例提供的航线规划可行性验证装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请第三方面提供一种航线规划可行性验证方法，使用船舶智能航行数字沙盘系统进行验证，船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元，上述的航线规划可行性验证装置。

请参阅图2，图2为本申请具体实施方式中的航线规划可行性验证方法一个实施例的流程示意图。以下结合图2对本发明方法中的各步骤进行详细说明。

S1、使用触摸笔在数字沙盘操作台的互动界面中选择航线规划可行性验证模式。在电子海图中挑选海区，并通过手势命令将其缩放、移动至适当大小和位置。

S2、在互动界面中输入本船的航行信息，包括船长、船宽、吃水、航速等信息。

S3、用手指在互动界面中点击“航线绘制”按钮。

S4、在电子海图中绘制待验证航线。

在互动界面中，使用触摸笔在电子海图上直接画出、或用手指在互动界面中选择“导入航线”，最终绘制出待验证航线。导入航线是将由智能船舶路径规划算法计算得到的路径点信息导入，船舶智能航行数字沙盘系统根据路径点信息在电子海图上绘制出待验证航线。待验证航线根据触摸笔移动轨迹，在海图中由实线箭头组成，箭头所指方向即为航向。

S5、用手指在互动界面中点击“绘制完成”按钮，待验证航线的起点和终点分别以绿色和红色圆点标记显示在海图中。航线规划可行性验证装置将待验证航线作为第一行驶航线。

S6、在待验证航线起点位置按住触摸笔，激活三维模拟动画。

将触摸笔在待验证航线的起点位置按住不动五秒后沙盘三维模拟显示器会显示根据本船的相关信息和海图数据构建的三维模拟动画，三维模拟动画中会实时显示本船与最近碍航物的距离。

航线规划可行性验证装置根据本船的相关信息分析计算出考虑反应时间情况下本船允许距离目标的最小安全距离，基于最小安全距离、航行信息、电子海图信息和第一行驶航线生成第一三维模型数据，基于第一三维模型数据生成第一三维数字沙盘模型，第一三维数字沙盘模型显示的三维模拟动画中，以本船为中心，以允许距离为半径，有一个圆圈，以下称为警戒圈；碍航物是根据海图数据将陆地、高山、岛屿、岛礁、沉船等以三维立体模型在三维模拟动画中展示。

在一些优选的实施方式中，本发明方法还采集其他船舶的AIS信息，碍航物还包括根据处理后的AIS信息建立的其他船舶三维立体模型。

S7、沿着所述待验证航线拖动触摸笔。

S8、如果还未移动到终点位置，则转到S9；否则，锁定三维模拟动画，转到S12。

锁定状态为在该情况下，无论触摸笔如何移动，三维动画都处于暂停状态并且不会记录在这种情况下触摸笔的移动轨迹。

S9、观察三维模拟动画，如果碍航物处于所述警戒圈之外，则转到S7；否则，拖动触摸笔避让处于所述警戒圈之内的碍航物，转到S10。

数字沙盘交互单元接收航线调整指令信息，基于航线调整指令信息通过航线规划可行性验证装置对第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线。航线规划可行性验证装置将第二行驶航线作为第一行驶航线，通过生成船舶模型从当前位置至待验证航线的终点沿第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型。

S10、如果警戒圈中碍航物全部让清，则拖动触摸笔回到待验证航线上，转到S11；否则，转到S9。其中，回到待验证航线上的位置有别于因避让而离开待验证航线时的位置，且更靠近终点。

S11、如果触摸笔在待验证航线上，则转到S7；否则，转到S10。

S12、触摸笔离开操作台，交互界面中的的电子海图上显示以虚线箭头组成触摸笔的移动轨迹为有效航线。航线规划可行性验证装置将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线。

S13、观察有效航线和待验证航线是否偏离。

航线规划可行性验证装置比较待验证航线和有效航线，判断航线规划的可行性。当有效航线有至少一处相比较待验证航线偏离15°以上判定为待验证航线不可行；否则，说明该航线规划可行。

本发明方法基于具有数字化、可视化特点的船舶智能航行数字沙盘系统，结合三维模拟动画验证航线规划的可行性，更加的生动形象，让非专业航海人士也能看明白。

在三维场景模型中设定距离提示符和显示与最近碍航物距离，对验证过程具有提示作用，避免仅靠肉眼观察会产生的误差；最终三维场景显示得到的有效航线和待验证航线，能为验证结果的得出提供依据，可以直观验证航线规划的可行性。

为更好的理解本发明实施例的内容，下面提供另一实施例的方案：

A1、一种航线规划可行性验证方法，应用于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；该方法包括：

步骤S100、获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

步骤S200、将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S300、基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S400、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S500、比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

A2、根据A1所述的航线规划可行性验证方法，其中，步骤S400中包括：

步骤S410、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S420、将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S300中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S430、重复执行步骤S410-步骤S420，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线。

A3、根据A1所述的航线规划可行性验证方法，其中，步骤S500，具体包括：

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度大于第一阈值时，所述待验证航线不可行；

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度小于等于第一阈值时，所述待验证航线可行。

A4、根据A1-A3所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述待验证航线为导入的航线或通过所述数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线。

A5、根据A1-A3所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述碍航物为所述待验证航线所在海区的电子海图中标记的碍航物，包括陆地、高山、岛屿、岛礁、沉船中的一种或多种。

A6、根据A1-A3所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述航行信息包括动态行驶信息和船舶静态信息。

A7、根据A6所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述动态行驶信息包括所述船舶的航速和航向。

A8、根据A6所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述船舶静态信息包括船长、船宽、吃水深度。

A9、根据A6所述的航线规划可行性验证方法，其中，所述最小安全距离根据所述航行信息确定。

B1、一种航线规划可行性验证装置，设置于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；其中，该装置包括：

信息获取单元，用于获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

最小安全距离确定单元，用于将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

第一三维模型数据生成单元，用于基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿所述第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

第一行驶航线调整单元，用于基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

航线规划判断单元，比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

C1、一种航线规划可行性验证方法，其中：使用船舶智能航行数字沙盘系统进行验证，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元，B1所述的航线规划可行性验证装置。

C2、根据C1所述的航线规划可行性验证方法，其中，包括：

步骤S110、通过数字沙盘交互单元接收船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线，通过所述航线规划可行性验证装置获取相应海区的电子海图信息；

步骤S120、所述航线规划可行性验证装置将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S130、所述航线规划可行性验证装置基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；

步骤S140、所述虚拟场景展示单元基于所述第一三维模型数据生成第一三维数字沙盘模型，所述第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S150、所述数字沙盘交互单元接收航线调整指令信息，基于所述航线调整指令信息通过所述航线规划可行性验证装置对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S160、所述航线规划可行性验证装置将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S130中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S170、所述航线规划可行性验证装置重复执行步骤S150-步骤S160，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S180、所述航线规划可行性验证装置比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种航线规划可行性验证方法，应用于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；其特征在于，该方法包括：

步骤S10、获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

所述待验证航线为导入的航线或通过所述数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线；

步骤S20、将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S30、基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S40、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

S40中包括：

步骤S41、基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

所述S41具体包括：

若所述圆形距离提示符内存在碍航物，船舶模型调整航线使所述碍航物在所述圆形距离提示符之外，所述数字沙盘交互单元接收所述船舶模型调整航线的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S42、将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S30中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S43、重复执行步骤S41-步骤S42，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S50、比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

2.根据权利要求1所述的航线规划可行性验证方法，其特征在于，步骤S50，具体包括：

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度大于第一阈值时，所述待验证航线不可行；

比较所述待验证航线和所述有效航线的偏离度，当偏离度小于等于第一阈值时，所述待验证航线可行。

3.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的航线规划可行性验证方法，其特征在于，所述碍航物为所述待验证航线所在海区的电子海图中标记的碍航物，包括陆地、高山、岛屿、岛礁、沉船中的一种或多种。

4.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的航线规划可行性验证方法，其特征在于，所述航行信息包括动态行驶信息和船舶静态信息。

5.根据权利要求4所述的航线规划可行性验证方法，其特征在于，所述最小安全距离根据所述航行信息确定。

6.一种航线规划可行性验证装置，设置于船舶智能航行数字沙盘系统，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元；其特征在于，该装置包括：

信息获取单元，用于获取数字沙盘交互单元接收的船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线获取相应海区的电子海图信息；

所述待验证航线为导入的航线或通过所述数字沙盘交互单元接收的用户绘制的航线；

最小安全距离确定单元，用于将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

第一三维模型数据生成单元，用于基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；基于所述第一三维模型数据生成的第一三维数字沙盘模型包含：沿所述第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

第一行驶航线调整单元，用于基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，以使所述第一三维数字沙盘模型中的船舶模型沿调整后的第一行驶航线行驶；将调整后的第一行驶航线作为有效航线；

所述第一行驶航线调整单元，具体用于，基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

若所述圆形距离提示符内存在碍航物，船舶模型调整航线使所述碍航物在所述圆形距离提示符之外，所述数字沙盘交互单元接收所述船舶模型调整航线的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过第一三维模型数据生成单元生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

重复执行基于所述数字沙盘交互单元接收的指令信息对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过第一三维模型数据生成单元生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线；

航线规划判断单元，比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。

7.一种航线规划可行性验证方法，其特征在于：使用船舶智能航行数字沙盘系统进行验证，所述船舶智能航行数字沙盘系统包括：用于接收用户发出的指令信息的数字沙盘交互单元，用于根据获取的电子海图和所述指令信息生成三维模型数据的三维模型生成单元，用于根据所述三维模型数据生成并显示三维数字沙盘模型的虚拟场景展示单元，权利要求6所述的航线规划可行性验证装置。

8.根据权利要求7所述的航线规划可行性验证方法，其特征在于，包括：

步骤S1-1、通过数字沙盘交互单元接收船舶的航行信息和待验证航线，基于所述待验证航线，通过所述航线规划可行性验证装置获取相应海区的电子海图信息；

步骤S1-2、所述航线规划可行性验证装置将所述待验证航线作为第一行驶航线，根据所述航行信息确定所述船舶与碍航物的最小安全距离；

步骤S1-3、所述航线规划可行性验证装置基于所述最小安全距离、所述航行信息、所述电子海图信息和所述第一行驶航线生成第一三维模型数据；

步骤S1-4、所述虚拟场景展示单元基于所述第一三维模型数据生成第一三维数字沙盘模型，所述第一三维数字沙盘模型包含：沿第一行驶航线航行的船舶模型，以所述船舶模型的当前位置为圆心、以所述最小安全距离为半径的圆形距离提示符；

步骤S1-5、所述数字沙盘交互单元接收航线调整指令信息，基于所述航线调整指令信息通过所述航线规划可行性验证装置对所述第一行驶航线进行调整，得到第二行驶航线；

步骤S1-6、所述航线规划可行性验证装置将所述第二行驶航线作为第一行驶航线，通过步骤S1-3中采用的方法生成所述船舶模型从当前位置至所述待验证航线的终点沿所述第一行驶航线航行的第二三维数字沙盘模型；

步骤S1-7、所述航线规划可行性验证装置重复执行步骤S1-5-步骤S1-6，直至所述船舶模型航行至所述待验证航线的终点，并将最后一次迭代得到的第一行驶航线作为有效航线；

步骤S1-8、所述航线规划可行性验证装置比较所述待验证航线和所述有效航线，判断航线规划的可行性。