CN114313142A - 一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 - Google Patents
一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114313142A CN114313142A CN202210205855.2A CN202210205855A CN114313142A CN 114313142 A CN114313142 A CN 114313142A CN 202210205855 A CN202210205855 A CN 202210205855A CN 114313142 A CN114313142 A CN 114313142A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ship
- collision avoidance
- preset
- avoidance algorithm
- evaluation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明的实施例提供一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备，所述方法包括：获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。本发明的实施例保证了船舶避碰算法的评价的客观性，可适应于各种船型和场景，船舶避碰算法的评价保证了对安全航速、最小会遇距离以及行动高效等关键指标的评价。
Description
技术领域
本发明涉及计算机信息技术领域，特别是指一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备。
背景技术
随着自主航行船舶的快速发展，自主避碰决策算法的研究成为热点，避碰技术要实现产品化走向实船应用，需经过功能性和系统性的逐步测试和验证，以检验其功能的合理性、可靠性和完整性。
海上实船避碰测试难度大、危险性大、费用高、周期长、对算法的极限条件无法测试等问题，因此进行避碰仿真测试也是必然趋势，能够极大地提高测试效率、完善测试内容。
在完成测试后，需根据避碰算法的行为结果进行评判是否遵守相应标准。
现有评价方法，评价指标的确定过于主观，未经过经验丰富的船舶驾驶人员的咨询和统计。评价方法过于机械，未考虑不同船型和场景的影响。评价方法缺少安全航速、最小会遇距离、行动高效等关键指标。
发明内容
本发明提供了一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备。保证了船舶避碰算法的评价的客观性，可适应于各种船型和场景，船舶避碰算法的评价保证了对安全航速、最小会遇距离以及行动高效等关键指标的评价。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供以下方案：
一种船舶避碰算法的评价方法，所述方法包括：
获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；
根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第一类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第一中间评价结果，所述第一类避碰算法评价衡准包括以下至少一项：碰撞危险衡准、会遇责任衡准、背离规则行为衡准、安全航速衡准以及安全会遇距离衡准；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第二类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果；所述第二类避碰算法评价衡准包括至少一项正确行动衡准。
可选的，所述碰撞危险衡准用于判断第一船和第二船是否构成碰撞危险；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的碰撞危险衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据和预设避碰算法评价衡准中的碰撞危险衡准，通过所述避碰算法判断第一船与第二船是否构成碰撞危险；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S1为第一值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S1为第二值的中间评价结果，且所述S1的权重为第一权重P1。
可选的，所述会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，通过所述避碰算法输出第一船与第二船的会遇态势及第一船的责任；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S2为第三值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S2为第四值的中间评价结果，且所述S2的权重为第二权重P2。
可选的，所述背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果，所述预设情况包括以下至少一项：待直航和待让路；
所述第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果包括以下至少一项：
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生不危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是未让路，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是让路，产生危险的目标结果。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的背离规则行为衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的背离规则行为衡准，通过所述避碰算法判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果正确，得到所述避碰算法的得分S3为第五值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S3为第六值的中间评价结果，且所述S3的权重为第三权重P3。
可选的，所述安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，通过避碰算法判断第一船的安全航速处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第七值的中间评价结果，若所述避碰算法判断第一船的安全航速没有处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第八值的中间评价结果，且所述S4的权重为第四权重P4。
可选的，所述预设航速范围为
；其中，v1为第一船在航行过程中的航速，
为预设最大航速，
为预设最小航速，
为预设极限航速。
可选的，所述安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，确定最小允许会遇距离SDAcut与建议允许会遇距离SDApref值，通过避碰算法判断：
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第九值的中间评价结果；
若
得到所述避碰算法的得分S5为第十值的中间评价结果；
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第十一值的中间评价结果；
且所述S5的权重为第五权重P5。
可选的，所述正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则；
所述预设行动指标包括以下至少一项：
第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的效率；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间；
所述预设责任包括以下至少一项：让路；直航。
可选的，当预设行动指标为第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船在预设责任是让路时，第一船应遵循主动采取行动的预设原则；
第一船在预设责任是直航时，第一船应遵循保速保向航行的预设原则；
第一船在任意预设责任，但第二船的行动决策所产生的目标结果为危险时，第一船应遵循避让的预设原则。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S6为第十二值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S6为第十三值的中间评价结果，且所述S6的权重为第六权重P6。
可选的，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循先向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船只向右转向无法完成让路时，第一船应遵循向右转向加上减速的避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向右改向加上减速无法完成让路时，第一船应遵循向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，第一船应遵循向左改向加上减速避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循避免从第二船的船头越过的预设原则；
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循第一船避让后尽快恢复至原航线的预设原则。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S7为第十四值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S7为第十五值的中间评价结果，且所述S7的权重为第七权重P7。
可选的，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船的预设责任是让路时，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用常规改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动；
第一船的预设责任是直航时，若出现紧急情况，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用最大改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S8为第十六值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S8为第十七值的中间评价结果，且所述S8的权重为第八权重P8。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：L'<Lc判断所述避碰算法在第一船在航行过程中在所述预设责任下所采取的行动决策的效率是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S9为第十八值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S9为第十九值的中间评价结果，且所述S9的权重为第九权重P9；
其中，L’为第一船恢复原航向时的航线偏移，Lc为第一船的航线偏移临界值。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：T'-T<Tc判断所述避碰算法在航行过程中第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S10为第二十值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S10为第二十一值的中间评价结果，且所述S10的权重为第十权重P10；
其中，T'为第一船的恢复原航线时的时刻，T为第一船的行动初始时刻，Tc为第一船的航线偏移恢复时间临界值。
可选的，根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果，包括：
通过公式
计算得到目标评价结果，其中，S为目标评价结果，Si为基于每一项避碰算法评价衡准对避碰算法的输出进行评价得到的得分，Pi为Si对应的权重，i为得分和权重的编号，n为得分的总项。
本发明的实施例还提供一种船舶避碰算法的评价装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
处理模块，用于根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
本发明的实施例还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上所述的船舶避碰算法的评价方法的步骤。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的船舶避碰算法的评价方法的步骤。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，通过获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。从而保证了船舶避碰算法的评价的客观性，可适应于各种船型和场景，船舶避碰算法的评价保证了对安全航速、最小会遇距离以及行动高效等关键指标的评价。
附图说明
图1为本发明实施例的船舶避碰算法的评价方法的流程示意图；
图2为本发明提供的具体的实施例2中船舶避碰算法的评价方法的流程示意图；
图3为本发明实施例的船舶避碰算法的评价装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明提供一种船舶避碰算法的评价方法，包括：
步骤11，获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
步骤12，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；
步骤13，根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
本实施例中，第一船和第二船在虚拟仿真环境的平台中进行仿真测试，其中，第二船的行程轨迹为预设行程轨迹；第一船的行程轨迹不是预设的行程轨迹，而是由被测的船舶避碰算法控制得到，第一船和第二船分别具有初始航向、航速、舵角、首向以及初始位置；在虚拟仿真环境中，对第一船和第二船开始测试，第二船行驶在预设行程轨迹下，第一船由被测的船舶避碰算法控制，在第一船完成对第二船的船舶避碰控制之后，测试完成，得到第一船的测试数据；进一步地，根据第一船的测试数据和预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对控制第一船的避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；进而根据中间评价结果，得到第一船与第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果；以保证了船舶避碰算法的评价的客观性，可适应于各种船型和场景，船舶避碰算法的评价保证了对安全航速、最小会遇距离以及行动高效等关键指标的评价，这里的预设避碰算法评价衡准用于衡量设置在第一船上的避碰算法，得到评价结果。
其中，中间评价结果包括评分和该评分所占的权重；
需要说明的是，第一船的测试数据为预设时间间隔的测试数据，其中，预设时间间隔优选为Δt=0.1s，第一船和第二船的初始参数如表1所示：
表1
本发明一可选的实施例中，步骤12，包括：
步骤121，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第一类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第一中间评价结果，所述第一类避碰算法评价衡准包括以下至少一项：碰撞危险衡准、会遇责任衡准、背离规则行为衡准、安全航速衡准以及安全会遇距离衡准；
步骤122，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第二类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果；所述第二类避碰算法评价衡准包括至少一项正确行动衡准。
本实施例中，碰撞危险衡准用于判断第一船和第二船是否构成碰撞危险；会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势；背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果；安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离；所述正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则。
进一步地，本发明一可选的实施例中，所述碰撞危险衡准用于判断第一船和第二船是否构成碰撞危险；上述步骤121可以包括：
步骤1211，根据所述测试数据和预设避碰算法评价衡准中的碰撞危险衡准，通过所述避碰算法判断第一船与第二船是否构成碰撞危险；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S1为第一值的中间评价结果；这里的第一值可以为1，但不限于是1；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S1为第二值的中间评价结果，且所述S1的权重为第一权重P1，这里的第二值可以为0，但不限于是0。
本实施例中，碰撞危险衡准用于判断第一船和第二船是否构成碰撞危险，若第一船和第二船不构成碰撞危险，则第一船携带的船舶避碰算法应反馈不构成碰撞危险的提示，并不对第一船进行相应的操作；若第一船和第二船构成碰撞危险，则第一船携带的船舶避碰算法应反馈构成碰撞危险的提示，并对第一船进行相应的操作；
需要说明的是，对于在不同的场景库的场景下的第一船，均预设是否构成碰撞危险的情况，根据第一船携带的船舶避碰算法的判断结果是否正确，则得到第一中间评价结果为得分S1和第一权重P1。
本发明一可选的实施例中，所述会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势以及第一船的责任；上述步骤121可以包括：
步骤1212，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，通过所述避碰算法输出第一船与第二船的会遇态势及第一船的责任；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S2为第三值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S2为第四值的中间评价结果，且所述S2的权重为第二权重P2。这里的第三值可以为1，但不限于是1；这里的第四值可以为0，但不限于是0。
本实施例中，会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势以及第一船的责任，其中，会遇态势包括以下至少一种：追越他船；被其他的船追越；交叉相遇；对遇；进一步地，会遇责任衡准还用于判断第一船是否能在会遇态势下做出正确的行动决策，这里的行动决策包括：直航；让路中的至少一种；
需要说明的是，对于在不同的场景库的场景下的第一船，是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势的情况，根据第一船携带的船舶避碰算法对不同场景的会遇态势的判断结果，则得到第二中间评价结果为得分S2和第二权重P2。
本发明一可选的实施例中，所述背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果，所述预设情况包括以下至少一项：待直航和待让路；
所述第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果包括以下至少一项：
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生不危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是未让路，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是让路，产生危险的目标结果。
相应地，步骤12可以包括：
步骤1213，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的背离规则行为衡准，通过所述避碰算法判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果正确，得到所述避碰算法的得分S3为第五值的中间评价结果，若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S3为第六值的中间评价结果，且所述S3的权重为第三权重P3。这里的第五值可以为1，但不限于是1；这里的第六值可以为0，但不限于是0。
本实施例中背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果；这里的预设情况为待直航和待让路，第二船在预设情况下的行动决策为第二船在待直航的情况下选择了直航或让路，第二船在待让路的情况下选择了直航或让路；目标结果为是否产生了危险。
本发明一可选的实施例中，所述安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；相应地，上述步骤121可以包括：
步骤1214，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，通过避碰算法判断第一船的安全航速处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第七值的中间评价结果，若所述避碰算法判断第一船的安全航速没有处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第八值的中间评价结果，且所述S4的权重为第四权重P4。这里的第七值可以为1，但不限于是1；这里的第八值可以为0，但不限于是0。
本实施例中，安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；该安全航速衡准适用于设置有船舶避碰算法且行驶在开阔海域的船；
具体的，所述预设航速范围为
；其中，v1为第一船在航行过程中的航速，
为预设最大航速，
为预设最小航速，
为预设极限航速。
本发明一可选的实施例中，所述安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离；相应地，上述步骤121包括：
步骤1215，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，确定最小允许会遇距离SDAcut与建议允许会遇距离SDApref值，通过避碰算法判断：
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第九值的中间评价结果；这里，第九值可以为1，但不限于是1；
若
得到所述避碰算法的得分S5为第十值的中间评价结果；这里，第十值可以为0.5，当然不限于是0.5；
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第十一值的中间评价结果；这里，第十一值可以为0，当然不限于是0；且所述S5的权重为第五权重P5。
本实施例中，安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离，这里的预设会遇距离优选通过统计和/或机理分析进行确定；预设会遇距离包括最小允许会遇距离和允许会遇距离建议值。根据最小允许会遇距离和允许会遇距离建议值进行判断，得到第五中间评价结果，即得分S5和第五权重P5。
一个具体的实施例1中，第一船的位置坐标为(x1(t),y1(t))，第二船的位置坐标为(x2(t),y2(t))，最小允许会遇距离为SDAcut，允许会遇距离建议值为SDApref，判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离，可通过公式：
若第一船在航行过程中与第二船保持预设会遇距离内的距离为
，则得到第五评分为S5=1，第五权重为P5；
若第一船在航行过程中与第二船保持预设会遇距离内的距离为
，则得到第五评分为S5=0.5，第五权重为P5；
若第一船在航行过程中与第二船保持预设会遇距离内的距离为
，则得到第五评分为S5=0，第五权重为P5。
本发明一可选的实施例中，所述正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则；所述预设行动指标包括以下至少一项：
第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性；第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向；第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度；第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的效率；第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间；
所述预设责任包括以下至少一项：让路；直航。
本实施例中，正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则，具体的，预设行动指标包括以下至少一项：第一船在预设情况下所采取的行动决策的正确性；第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的方向；第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的改向角度；第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的效率；第一船在所述预设情况下所采取的行动决策后的恢复时间。
本发明一可选的实施例中，当预设行动指标为第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
步骤a1，第一船在预设责任是让路时，第一船应遵循主动采取行动的预设原则；
步骤a2，第一船在预设责任是直航时，第一船应遵循保速保向航行的预设原则；
步骤a3，第一船在任意预设责任，但第二船的行动决策所产生的目标结果为危险时，第一船应遵循避让的预设原则。
本实施例中，当预设行动指标为第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性时，判断第一船在航行过程中在预设情况下所采取的行动决策的正确性是否遵循预设原则，包括：
（1-1）若第一船在航行过程中的预设情况为待让路，所采取的行动决策为让路，则遵循了预设原则；
（1-2）若第一船在航行过程中的预设情况为待直航，所采取的行动决策为直航，则遵循了预设原则；
（1-3）若第一船在航行过程中的预设情况为待直航但第二船不行动或行动错误导致了危险程度加重，第一船所采取的行动决策为让路，则遵循了预设原则；
（1-4）若第一船在航行过程中的预设情况为任意预设情况但第二船产生了危险情况，第一船所采取的行动决策为让路，则遵循了预设原则。
本发明一可选的实施例中，步骤121，包括：
步骤1216，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性是否遵循预设原则；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S6为第十二值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S6为第十三值的中间评价结果，且所述S6的权重为第六权重P6。这里，第十二值可以为1，但不限于是1；第十三值可以为0，但不限于是0。
本实施例中，当判断第一船在航行过程中在预设情况下所采取的行动决策的正确性时，在预设情况下，第一船采取了对应的上述步骤a1至a3的行动决策，则遵循了预设原则，第六中间评价结果中的得分为S6，第六权重为P6。
本发明一可选的实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
步骤b1，第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循先向右转向避让的预设原则；
步骤b2，第一船的预设责任是让路且第一船只向右转向无法完成让路时，第一船应遵循向右转向加上减速的避让的预设原则；
步骤b3，第一船的预设责任是让路且第一船向右改向加上减速无法完成让路时，第一船应遵循向右转向避让的预设原则；
步骤b4，第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，第一船应遵循向左改向加上减速避让的预设原则；
步骤b5，第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，
步骤b6，第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循避免从第二船的船头越过的预设原则；
步骤b7，第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循第一船避让后尽快恢复至原航线的预设原则。
本实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的方向时，判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的方向是否遵循预设原则，包括：
（2-1）当第一船的预设情况为待让路时，第一船采取的行动决策的方向为向右转向让路，则遵循了预设原则；
（2-2）当第一船的预设情况为待让路时，如果单进行向右转向而无法让清时，第一船采取的行动决策的方向为向右转向加上减速的行动进行让路，则遵循了预设原则；
（2-3）当第一船的预设情况为待让路时，如果进行向右改向加上减速的行动无法让清时，第一船采取的行动决策的方向为向左改向进行让路，则遵循了预设原则；
（2-4）当第一船的预设情况为待让路时，如果单进行向左改向而无法让清时，第一船采取的行动决策的方向为向左改向加上减速的行动进行避让，则遵循了预设原则；
（2-5）当第一船的预设情况为待让路时，第一船采取的行动决策的方向为避免从陪试船船头越过，则遵循了预设原则；
（2-6）当第一船的预设情况为待让路时，第一船采取的行动决策的方向为行动结束后尽快回复到原航线，则遵循了预设原则；
本发明一可选的实施例中，步骤121包括：
步骤1217，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向是否遵循预设原则；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S7为第十四值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S7为第十五值的中间评价结果，且所述S7的权重为第七权重P7。这里，第十四值可以为1，但不限于是1；第十五值可以为0，但不限于是0。
本实施例中，当判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的方向时，在预设情况下，第一船采取了对应的上述步骤b1至b7的行动决策的方向，则遵循了预设原则，第六中间评价结果中的得分为S7，第七权重为P7。
本发明一可选的实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
步骤c1，第一船的预设责任是让路时，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用常规改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动；
步骤c2，第一船的预设责任是直航时，若出现紧急情况，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用最大改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动。
本实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的改向角度时，判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的角度是否遵循预设原则，包括：
（3-1）当第一船的预设情况为待让路时，第一船所采取的行动决策的角度为尽可能在采用常规改向角（ACi）时能够在最小允许会遇距离（SDAcut）通过的时机（tg）前让路，则遵循了预设原则；
（3-2）当第一船的预设情况为待直航时，第一船所采取的行动决策的角度为尽可能在采用最大改向角（ACm）时能够在最小允许会遇距离（SDAcut）通过的时机（th）前直航，则遵循了预设原则。
本发明一可选的实施例中，步骤121包括：
步骤1218，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的角度是否遵循预设原则；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S8为第十六值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S8为第十七值的中间评价结果，且所述S8的权重为第八权重P8。这里第十六值可以为1，但不限于是1；第十七值可以为0，但不限于是0。
本实施例中当判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的改向角度时，在预设情况下，第一船采取了对应的上述步骤c1和c 2的行动决策的角度，则遵循了预设原则，第六中间评价结果中的得分为S8，第八权重为P8。
本发明一可选的实施例中，步骤121包括：
步骤1219，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：
L'<Lc；判断所述避碰算法在第一船在航行过程中在所述预设责任下所采取的行动决策的效率是否遵循预设原则；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S9为第十八值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S9为第十九值的中间评价结果，且所述S9的权重为第九权重P9；这里第十八值可以为1，但不限于是1；第十九值可以为0，但不限于是0。
其中，L’为第一船恢复原航向时的航线偏移，Lc为第一船的航线偏移临界值。
本实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的效率时，判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的效率是否遵循预设原则，包括：
第一船避免航线偏移超过预设偏移恢复时间临界值，若第一船的航线偏移过大可能会导致燃油过度消耗及影响其他船舶航行；可通过公式：L’<Lc进行判断，其中L‘为恢复原航向时的第一船的航线偏移，Lc为预设偏移恢复时间临界值；
当判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的效率时，在预设情况下，第一船的效率满足上述L’<Lc，则遵循了预设原则，第六中间评价结果中的得分为S9，第九权重为P64。
本发明一可选的实施例中，步骤121包括：
步骤12110，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：
T'-T<Tc；判断所述避碰算法在航行过程中第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间是否遵循预设原则；若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S10为第二十值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S10为第二十一值的中间评价结果，且所述S10的权重为第十权重P10；这里第二十值可以为1，但不限于是1；第二十一值可以为0，但不限于是0。
其中，T'为第一船的恢复原航线时的时刻，T为第一船的行动初始时刻，Tc为第一船的航线偏移恢复时间临界值。
本实施例中，当预设行动指标为第一船在所述预设情况下所采取的行动决策后的恢复时间时，判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策后的恢复时间是否遵循预设原则，包括：
第一船完成让路的行动决策后应尽快恢复到原航线；可通过公式：
T-T’<Tc进行判断；
其中，T为第一船恢复原航线时的时刻，T’为第一船的行动初始时刻，Tc为预设偏移临界值；当判断第一船在所述预设情况下所采取的行动决策的效率时，在预设情况下，第一船的效率满足上述T-T’<Tc，则遵循了预设原则，第六中间评价结果中的得分为S10，第十权重为P10。
本发明一可选的实施例中，步骤13包括：
步骤131，通过公式
计算得到目标评价结果，其中，S为目标评价结果，Si为基于每一项避碰算法评价衡准对避碰算法的输出进行评价得到的得分，Pi为避碰算法的权重，i为得分和权重的编号，n为得分的总项。
本实施例中，通过公式：
计算得到目标评价结果，进一步地，可将目标评价结果S输出并展示，该目标评价结果优选为0到1之间的一个两位小数；根据该目标评价结果可以客观地对船舶避碰算法进行评价。
如图2所示，一个具体的实施例2中，选择被测船和陪试船，被测船为设置有避碰算法的船，陪试船的行程轨迹为预设的，选择被测船和陪试船的测试场景，设置测试开始时的被测船和陪试船的初始条件，对被测船和陪试船执行测试，得到被测船的测试数据；根据被测船的测试数据，执行评价算法；
该评价算法用于判断：被测船和陪试船是否构成碰撞危险；判断被测船是否能在初始时刻获得与陪试船的会遇态势；判断陪试船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果；判断被测船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；判断被测船在航行过程中与陪试船是否保持预设会遇距离内的距离；判断被测船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则；根据评价算法的判断结果，得到对应的得分；
进一步地，根据该评价算法可加权求和计算得到对避碰算法的评价得分，最终将该评价得分进行展示，可客观地对船舶避碰算法进行评价。
本发明的实施例中通过获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。本发明的实施例保证了船舶避碰算法的评价的客观性，可适应于各种船型和场景，船舶避碰算法的评价保证了对安全航速、最小会遇距离以及行动高效等关键指标的评价。
如图3所示，本发明还提供一种装置30，所述装置30包括：
获取模块31，用于获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
处理模块32，用于根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第一类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第一中间评价结果，所述第一类避碰算法评价衡准包括以下至少一项：碰撞危险衡准、会遇责任衡准、背离规则行为衡准、安全航速衡准以及安全会遇距离衡准；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第二类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果；所述第二类避碰算法评价衡准包括至少一项正确行动衡准。
可选的，所述碰撞危险衡准用于判断第一船和第二船是否构成碰撞危险；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的碰撞危险衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据和预设避碰算法评价衡准中的碰撞危险衡准，通过所述避碰算法判断第一船与第二船是否构成碰撞危险；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S1为第一值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S1为第二值的中间评价结果，且所述S1的权重为第一权重P1。
可选的，所述会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，通过所述避碰算法输出第一船与第二船的会遇态势及第一船的责任；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S2为第三值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S2为第四值的中间评价结果，且所述S2的权重为第二权重P2。
可选的，所述背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果，所述预设情况包括以下至少一项：待直航和待让路；
所述第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果包括以下至少一项：
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生不危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是未让路，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是让路，产生危险的目标结果。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的背离规则行为衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的背离规则行为衡准，通过所述避碰算法判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果正确，得到所述避碰算法的得分S3为第五值的中间评价结果；若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S3为第六值的中间评价结果，且所述S3的权重为第三权重P3。
可选的，所述安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，通过避碰算法判断第一船的安全航速处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第七值的中间评价结果，若所述避碰算法判断第一船的安全航速没有处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第八值的中间评价结果，且所述S4的权重为第四权重P4。
可选的，所述预设航速范围为
；其中，v1为第一船在航行过程中的航速，
为预设最大航速，
为预设最小航速，
为预设极限航速。
可选的，所述安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，确定最小允许会遇距离SDAcut与建议允许会遇距离SDApref值，通过避碰算法判断：
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第九值的中间评价结果；
若
得到所述避碰算法的得分S5为第十值的中间评价结果；
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第十一值的中间评价结果；
且所述S5的权重为第五权重P5。
可选的，所述正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则；
所述预设行动指标包括以下至少一项：
第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的效率；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间；
所述预设责任包括以下至少一项：让路；直航。
可选的，当预设行动指标为第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船在预设责任是让路时，第一船应遵循主动采取行动的预设原则；
第一船在预设责任是直航时，第一船应遵循保速保向航行的预设原则；
第一船在任意预设责任，但第二船的行动决策所产生的目标结果为危险时，第一船应遵循避让的预设原则。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S6为第十二值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S6为第十三值的中间评价结果，且所述S6的权重为第六权重P6。
可选的，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循先向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船只向右转向无法完成让路时，第一船应遵循向右转向加上减速的避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向右改向加上减速无法完成让路时，第一船应遵循向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，第一船应遵循向左改向加上减速避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循避免从第二船的船头越过的预设原则；
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循第一船避让后尽快恢复至原航线的预设原则。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S7为第十四值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S7为第十五值的中间评价结果，且所述S7的权重为第七权重P7。
可选的，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船的预设责任是让路时，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用常规改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动；
第一船的预设责任是直航时，若出现紧急情况，第一船所采取的行动决策的改向角度为在采用最大改向角时能够在最小允许会遇距离通过的时机前采取行动。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过所述避碰算法判断第一船在航行过程中的第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S8为第十六值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S8为第十七值的中间评价结果，且所述S8的权重为第八权重P8。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：L'<Lc判断所述避碰算法在第一船在航行过程中在所述预设责任下所采取的行动决策的效率是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S9为第十八值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S9为第十九值的中间评价结果，且所述S9的权重为第九权重P9；
其中，L’为第一船恢复原航向时的航线偏移，Lc为第一船的航线偏移临界值。
可选的，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的正确行动衡准，通过公式：T'-T<Tc判断所述避碰算法在航行过程中第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间是否遵循预设原则；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S10为第二十值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S10为第二十一值的中间评价结果，且所述S10的权重为第十权重P10；
其中，T'为第一船的恢复原航线时的时刻，T为第一船的行动初始时刻，Tc为第一船的航线偏移恢复时间临界值。
可选的，根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果，包括：
通过公式
计算得到目标评价结果，其中，S为目标评价结果，Si为基于每一项避碰算法评价衡准对避碰算法的输出进行评价得到的得分，Pi为Si对应的权重，i为得分和权重的编号，n为得分的总项。需要说明的是，该装置是与上述方法对应的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种电子设备，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的监控设备的控制方法的步骤。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该电子设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该计算机可读存储介质的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述方法包括：
获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；
根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
2.根据权利要求1所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第一类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第一中间评价结果，所述第一类避碰算法评价衡准包括以下至少一项：碰撞危险衡准、会遇责任衡准、背离规则行为衡准、安全航速衡准以及安全会遇距离衡准；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的第二类避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到第二中间评价结果；所述第二类避碰算法评价衡准包括至少一项正确行动衡准。
3.根据权利要求2所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述会遇责任衡准用于判断第一船是否能在初始时刻获得与第二船的会遇态势；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的会遇责任衡准，通过所述避碰算法输出第一船与第二船的会遇态势及第一船的责任；
若所述避碰算法判断正确，得到所述避碰算法的得分S2为第三值的中间评价结果；
若所述避碰算法判断错误，得到所述避碰算法的得分S2为第四值的中间评价结果，且所述S2的权重为第二权重P2。
4.根据权利要求2所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述背离规则行为衡准用于判断第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果，所述预设情况包括以下至少一项：待直航和待让路；
所述第二船在预设情况下的行动决策所产生的目标结果包括以下至少一项：
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生不危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待直航时，第二船的行动决策是直航，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是未让路，产生危险的目标结果；
所述第二船在预设情况是待让路时，第二船的行动决策是让路，产生危险的目标结果。
5.根据权利要求2所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述安全航速衡准用于判断第一船在航行过程中是否使用预设航速范围内的航速；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全航速衡准，通过避碰算法判断第一船的安全航速处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第七值的中间评价结果，若所述避碰算法判断第一船的安全航速没有处于预设航速范围内，得到所述避碰算法的得分S4为第八值的中间评价结果，且所述S4的权重为第四权重P4。
6.根据权利要求2所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述安全会遇距离衡准用于判断第一船在航行过程中与第二船是否保持预设会遇距离内的距离；
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到中间评价结果，包括：
根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的安全会遇距离衡准，确定最小允许会遇距离SDAcut与建议允许会遇距离SDApref值，通过避碰算法判断：
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第九值的中间评价结果；
若
得到所述避碰算法的得分S5为第十值的中间评价结果；
若
，得到所述避碰算法的得分S5为第十一值的中间评价结果；
且所述S5的权重为第五权重P5。
7.根据权利要求2所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，所述正确行动衡准用于判断第一船在航行过程中的预设行动指标是否遵循预设原则；
所述预设行动指标包括以下至少一项：
第一船在预设责任下所采取的行动决策的正确性；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的改向角度；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的效率；
第一船在所述预设责任下所采取的行动决策后的恢复时间；
所述预设责任包括以下至少一项：让路；直航。
8.根据权利要求7所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，当预设行动指标为第一船在所述预设责任下所采取的行动决策的方向时，所述第一船在航行过程中的预设行动指标应遵循的预设原则为：
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循先向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船只向右转向无法完成让路时，第一船应遵循向右转向加上减速的避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向右改向加上减速无法完成让路时，第一船应遵循向右转向避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，第一船应遵循向左改向加上减速避让的预设原则；
第一船的预设责任是让路且第一船向左改向无法完成让路时，
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循避免从第二船的船头越过的预设原则；
第一船的预设责任是让路时，第一船应遵循第一船避让后尽快恢复至原航线的预设原则。
9.根据权利要求1所述的船舶避碰算法的评价方法，其特征在于，根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果，包括：
通过公式
计算得到目标评价结果，其中，S为目标评价结果，Si为基于每一项避碰算法评价衡准对避碰算法的输出进行评价得到的得分，Pi为Si对应的权重，i为得分和权重的编号，n为得分的总项。
10.一种船舶避碰算法的评价装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取避碰测试过程中第一船的测试数据；所述第一船通过避碰算法与具有预设行程轨迹的所述第二船进行避碰测试；
处理模块，用于根据所述测试数据与预设避碰算法评价衡准中的至少一项避碰算法评价衡准，对所述避碰算法的输出进行评价，得到至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果；根据所述至少一项避碰算法评价衡准对应的中间评价结果，得到所述第一船与所述第二船在避碰测试过程结束时的避碰算法的目标评价结果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210205855.2A CN114313142B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210205855.2A CN114313142B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114313142A true CN114313142A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114313142B CN114313142B (zh) | 2022-06-07 |
Family
ID=81030723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210205855.2A Active CN114313142B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114313142B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10250681A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 船舶の危険行動評価装置 |
| KR20170058719A (ko) * | 2015-11-19 | 2017-05-29 | 대우조선해양 주식회사 | 무인 선박의 경로 추종 및 장애물과의 충돌 회피 제어방법 |
| CN109556609A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-02 | 武汉南华工业设备工程股份有限公司 | 一种基于人工智能的避碰方法及装置 |
| CN109976342A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-07-05 | 智慧航海（青岛）科技有限公司 | 一种动态搜索的智能船舶多船会遇避碰方法 |
| CN111260963A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 武汉理工大学 | 一种多船会遇避碰方法 |
| CN112100917A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 中国船级社 | 一种基于专家对抗系统的智能船舶避碰仿真测试系统与方法 |
| CN112907052A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 智慧航海（青岛）科技有限公司 | 一种智能船舶避碰能力评估系统 |
| CN113012475A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-22 | 大连海事大学 | 一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法 |
| CN113436466A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-24 | 中国舰船研究设计中心 | 一种船舶智能航行避碰效能验证评估方法 |
-
2022
- 2022-03-04 CN CN202210205855.2A patent/CN114313142B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10250681A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 船舶の危険行動評価装置 |
| KR20170058719A (ko) * | 2015-11-19 | 2017-05-29 | 대우조선해양 주식회사 | 무인 선박의 경로 추종 및 장애물과의 충돌 회피 제어방법 |
| CN109556609A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-02 | 武汉南华工业设备工程股份有限公司 | 一种基于人工智能的避碰方法及装置 |
| CN109976342A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-07-05 | 智慧航海（青岛）科技有限公司 | 一种动态搜索的智能船舶多船会遇避碰方法 |
| CN111260963A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-09 | 武汉理工大学 | 一种多船会遇避碰方法 |
| CN112100917A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 中国船级社 | 一种基于专家对抗系统的智能船舶避碰仿真测试系统与方法 |
| CN112907052A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 智慧航海（青岛）科技有限公司 | 一种智能船舶避碰能力评估系统 |
| CN113012475A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-22 | 大连海事大学 | 一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法 |
| CN113436466A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-24 | 中国舰船研究设计中心 | 一种船舶智能航行避碰效能验证评估方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孙峰等: "船舶智能避碰策略测试方法与指标研究", 《交通信息与安全》 * |
| 江聪等: "船舶避碰过程评价研究", 《航海技术》 * |
| 王德龙等: "船舶操纵模拟器单船避碰自动评估系统", 《中国航海》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114313142B (zh) | 2022-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111353222B (zh) | 一种智能船舶自动靠泊能力的仿真测试系统及方法 | |
| CN113012475B (zh) | 一种通过评价船舶航行避碰合规性自主避碰的方法 | |
| Shu et al. | Calibration and validation for the vessel maneuvering prediction (VMP) model using AIS data of vessel encounters | |
| Belenky et al. | Toward performance-based criteria for intact stability | |
| Mizythras et al. | A novel decision support methodology for oceangoing vessel collision avoidance | |
| CN114313142B (zh) | 一种船舶避碰算法的评价方法、装置及设备 | |
| Hareide et al. | Developing a high-speed craft route monitor window | |
| Woerner | COLREGS-compliant autonomous collision avoidance using multi-objective optimization with interval programming | |
| Nordkvist | An advanced method for detecting exceptional vessel encounters in open waters from high resolution ais data | |
| Feng et al. | Ship intelligent collision avoidance based on maritime police warships simulation system | |
| Hsu et al. | The AIS-assisted collision avoidance | |
| CN112580201B (zh) | 车辆紧急转向辅助系统的仿真测试评价方法和评价系统 | |
| CN111553559B (zh) | 无人艇综合能力的测试方法、装置及系统 | |
| Nishizaki et al. | Process of judgment error on collision risk by modeling judgment patterns of officers | |
| Lisowski | Game and computational intelligence decision making algorithms for avoiding collision at sea | |
| Burmeister et al. | MASS technology development by means of Ship Handling Simulation | |
| KR102399267B1 (ko) | 자유항주 모형시험을 이용한 선박 충돌사고 재현 시스템 및 방법 | |
| Bhawsinka | Maneuvering simulation of displacement type ship and planing hull. | |
| Murail et al. | Evaluation of teamwork for simulator training based on heart rate variability: Case study of a cadet of ship navigator | |
| CN111047185A (zh) | 贮存环境因素对弹药贮存可靠性影响的确定方法及装置 | |
| CN110889979A (zh) | 一种内河航道数据的融合方法及装置 | |
| Juszkiewicz | Verification of the accuracy requirements for relative course and closest point of approach | |
| Lisowski | Safety of navigation based on game theory–computer support algorithms of navigator decisions avoiding accidents at sea | |
| CN107340774A (zh) | 一种基于船上人员落水的应急操纵辅助系统 | |
| Chorab | Sample calculations using a draft method for assessment of the vulnerability to pure loss of stability of a fishing vessel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |