CN115457808A - 一种感知设备性能指标的论证方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种感知设备性能指标的论证方法、装置及存储介质,其中方法包括以下步骤:构建危险度评价模型;获取感知设备或系统的性能指标;采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证。本发明提出一种基于船舶碰撞危险评判模型的感知设备或系统主要性能指标需求的论证方法,可用于指导避碰导航设备研制单位开展有针对性的研制工作,对保证海上交通安全和船舶避碰以及早日实现智能航海具有重要意义。本发明可广泛应用于交船舶航行智能化技术研究领域。
Description
技术领域
本发明涉及交船舶航行智能化技术研究领域,尤其涉及一种感知设备性能指标的论证方法、装置及存储介质。
背景技术
船舶碰撞危险检测是船舶航行态势感知系统保证船舶航行安全的重要功能之一,是降低因船舶驾驶员疏忽瞭望、操纵失误造成碰撞事故的发生率和控制风险继续扩大的重要手段。船舶碰撞危险检测的准确性主要取决于两个方面,一是科学合理的碰撞危险评判模型,二是精确可靠的感知设备数据。这两个方面相互独立,又相互影响。船用雷达系统作为船舶避碰的主要感知设备,2004年国际海事组织颁布了MSC.192(72)决议,对船用雷达性能提出要求,但该决议提出的性能指标只适用于船舶交通流密度较小的水域,并不满足船舶交通流密度大的航道或港口等复杂水域的碰撞危险评判可靠性的需求。目前,针对船舶交通流密度大的航道或港口,尚缺少一种有效论证感知设备性能的方案。
发明内容
为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一,本发明的目的在于提供一种感知设备性能指标的论证方法、装置及存储介质。
本发明所采用的技术方案是:
一种感知设备性能指标的论证方法,包括以下步骤:
构建危险度评价模型;
获取感知设备或系统的性能指标;
采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证。
进一步地,所述构建危险度评价模型,包括:
根据船舶驾驶员在不同危险等级下的操船行为,目标船由远及近,定义4个不同危险等级的碰撞危险度阈值;
根据4个碰撞危险度阈值构建危险度评价模型,所述危险度评价模型将两船会遇划分为5个阶段,所述5个阶段为:安全区域阶段、一般危险阶段、临界紧迫局面阶段、紧迫局面阶段和紧迫危险阶段。
进一步地,所述4个碰撞危险度阈值对应4个分界线,4个分界线对应4个距离,分别为:
其中,改向角为最近会遇距离值变化最大的改向角;理想安全会遇距离定义为:期望达到的安全会遇距离;临界安全会遇距离定义为:两船保向保速不采取避让措施且能通过时的最小容忍距离;临界碰撞会遇距离定义为:两船保向保速不采取避让措施刚好不致碰撞的会遇距离。
进一步地,所述获取感知设备或系统的性能指标,包括:
将雷达系统的探测距离、稳定跟踪延时,以及两船距离、相对方位、相对航向的跟踪精度,作为性能指标。
进一步地,所述采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证,包括:
确定目标探测距离指标的论证方法;
确定稳定跟踪延时指标的论证方法;
确定跟踪精度指标的论证方法。
进一步地,所述确定目标探测距离指标的论证方法,包括:
规定雷达系统的最大探测距离大于第一界线,即:
探测距离理想≥R>Dgd
进一步地,所述确定稳定跟踪延时指标的论证方法,包括:
式中,T1为船舶处在临界紧迫局面下允许的跟踪延迟时间,vr为两船相对运动速度;
式中,T2为船舶处在紧迫局面下允许的跟踪延迟时间。
进一步地,所述确定跟踪精度指标的论证方法,包括:
所述确定跟踪精度指标的论证方法,包括:
为了保证在漏警且驾驶员也没有发现危险存在的情况下,船舶不会发生碰撞,要求跟踪误差的允许范围如下:
当置信概率为99.73%时,误差等于三倍的均方根误差,将最大误差允许范围转化为均根误差允许范围,得:
结合DCPA的误差公式,最终的精度判定公式如下:
式中,Cr为目标船的相对航向,Br为目标的相对方位角;R为目标船与本船的距离;为目标船最大相对航向误差为的均方根误差;为目标船最大相对方位误差为的均方根误差;ρ为相对航向误差与相对方位误差之间的相关系数。
本发明所采用的另一技术方案是:
一种感知设备性能指标的论证装置,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本发明所采用的另一技术方案是:
一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本发明的有益效果是:本发明提出一种基于船舶碰撞危险评判模型的感知设备或系统主要性能指标需求的论证方法,可用于指导避碰导航设备研制单位开展有针对性的研制工作,对保证海上交通安全和船舶避碰以及早日实现智能航海具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案,下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍,应当理解的是,下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例,对于本领域的技术人员而言,在无需付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获取到其他附图。
图1是本发明实施例中评价阈值体系及评价等级划分示意图;
图2是本发明实施例中船舶会遇不同阶段区域划分示意图;
图3是本发明实施例中稳定跟踪延迟时间示意图;
图4是本发明实施例中雷达误差分析示意图;
图5是本发明实施例中跟踪精度论证流程图;
图6是本发明实施例中目标相对航向和航速的计算的示意图;
图7是本发明实施例中目标DCPA和TCPA的计算的示意图;
图8是本发明实施例中虚警和漏警示意图;其中,图8(a)为虚警示意图,图8(b)为漏警示意图;
图9是本发明实施例中计算发生虚警概率示意图;
图10是本发明实施例中计算发生漏警概率示意图;
图11是本发明实施例中一种感知设备性能指标的论证方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
目前,对于航行态势感知设备性能指标论证研究较少,本发明从实现船舶碰撞危险自动预警且保证准确率的角度出发,对作为船用主要感知设备的船用雷达主要性能指标提出要求,可用于指导研制单位开展有针对性的研制工作,并对船舶航行智能感知系统的船舶碰撞危险智能预警的可靠性论证具有重要意义。
如图11所示,本实施例提供一种感知设备性能指标的论证方法,包括以下步骤:
S1、构建危险度评价模型。
为了更加明确表示碰撞危险所处状态,根据船舶驾驶员在不同危险等级下的操船行为,目标船由远及近,构建了“关联避让行为的船舶碰撞危险及危险度评价体系”,如图1所示,形成了4个不同危险等级的碰撞危险度阈值定义,各阈值的定义如表1所示。该模型将两船会遇划分为5个阶段,如图2所示,即安全区域(无碰撞危险)阶段、一般危险(潜在碰撞危险)阶段、临界紧迫局面、紧迫局面和紧迫危险阶段。每两个阶段间都有分界线,本发明定义为界,即为进入某一阶段的评判阈值。
表1船舶碰撞危险度评价阈值名称及其含义
表2船舶碰撞危险评判阈值名称及含义
S2、获取感知设备或系统的性能指标。
从步骤S1可知,目标的相对运动航向、距离及方位是计算评判阈值的重要参数,其数据跟踪精度直接影响碰撞危险检测的可靠性。同时,船舶避碰时,还需考虑雷达系统对目标的探测距离、稳定跟踪延时的主要性能指标需求。
因此,从雷达系统的探测距离、稳定跟踪延时以及两船距离、相对方位、相对航向的跟踪数据精度方面的性能进行论证。
S3、采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证。
其中,步骤S3具体包括步骤S31-S33:
S31、目标探测距离指标论证方法。
《国际海上避碰规则》(简称《规则》)中明确要求船舶航行要遵守“早、大、宽”的原则,其中“早”即及早发现危险并采取有效的避让措施,因此,理想情况下雷达系统的探测距离(理想)应大于界4。即:
探测距离理想≥R>Dgd (1-1)
从避让的主动性及安全性角度出发,应避免两船陷入紧迫危险,需确保两船距离R小于紧迫局面距离时,船舶采取避让行动能够在临界安全会遇距离外通过,故要求雷达系统的探测距离不小于界2,即大于紧迫局面距离因此,对于最低限度情况下雷达系统的探测距离(最小)要求,应满足下式:
A、在航行水域和目标船尺度一定的情况下,不同会遇态势下,取值不同。为确保探测距离满足所有会遇场景,将所有典型会遇态势下的最大值作为雷达最低探测距离。同理,将所有典型会遇态势下Dgd的最大值作为雷达理想探测距离。
按照上述条件,设置的开阔水域目标探测距离仿真测试案例(部分)如表3:
表3开阔水域目标探测距离测试仿真测试案例(部分)
注:表中我船为DMI船模库的3298船模(230米的滚装船),他船为3220船模(346.8米的超大型油轮)
S32、稳定跟踪延时指标论证方法。
其中,T1为船舶处在临界紧迫局面下允许的跟踪延迟时间,vr为两船相对运动速度。
其中,T2为船舶处在紧迫局面下允许的跟踪延迟时间。
稳定跟踪延时的需求论证的仿真测试案例设置条件如下:
A、水域选择:航道水域;三种水域中,航道水域两船紧迫局面距离最小,对跟踪延迟时间的要求最高,从航行安全的角度,应选择航道水域为跟踪延迟时间的论证水域。
C、典型会遇局面选择:对遇、追越以及被追越局面下过左舷或右舷,其余会遇局面下为我船过他船尾或者他船过我船艉。在相同水域,目标船一定的情况下,接近同向的追越、被追越以及对遇局面下,过左舷与右舷的与Did的差值相差无几,其余局面下本船过他船艉或他船过我船艉的与Did的差值比过船艏小。
按照上述条件,设置的航道水域稳定跟踪延迟时间论证测试用(部分)例如表4所示:
表4航道水域雷达延迟时间论证测试用例(部分)
注:1表示本船:DMI船模库的3298船模(230米的滚装船)或3127船模(130米的护卫舰)或3220船舶(346.8米的超大型油轮),2表示目标船:无人艇(18米)
S33、跟踪精度指标论证方法。
由于最近会遇距离Dcpa直接影响碰撞危险评判的准确性,而Dcpa的误差受目标距离、相对航向和相对方位误差的影响。
1)DCPA误差分析
1.1)分析目标相对航向与相对距离R和相对方位B的关系
如图6所示,连接T1和T2,即为目标运动的相对矢量,先计算目标在T1、T2时刻的位置数据后,便可以根据两个时刻的位置差别计算目标相对运动参数。
目标在T1、T2时刻的位置差为:
其幅角即为目标相对航向,如下所示:
显然,雷达的相对距离和相对方位的误差会产生相对运动航向Cr的误差。
1.2)DCPA与目标相对航向、相对距离和相对方位的关系
目标最近会遇距离DCPA的计算方法,如图7所示,目标船相对矢量Vr的延长线即相对运动线RML。以本船O向其作垂线OC,则C为最接近点,线段OC的长即为DCPA。
DCPA可由碰撞三角形△TCO求得:
DCPA=Rsin(Cr-Br-π) (3-3)
式(3-3)中:R为目标船与本船的距离;Cr为目标船的相对航向;Br为目标的相对方位角。
1.3)DCPA误差传递函数
雷达的系统误差在雷达校准时可予消除,但随机误差无法消除,随机误差常用精度进行表示,且大多数随机误差服从正态分布。雷达系统对目标稳定跟踪后能够提供目标的各种参数信息,但跟踪的数据存在一定误差,即跟踪精度。DCPA是碰撞危险评判的重要依据,然而雷达厂商在为用户提供雷达性能指标时,往往仅提供距离和方位精度、航向和航速精度等指标,而未能提供DCPA精度。因此,需要根据误差理论,在已知其他指标精度条件下,估算DCPA的精度。
假设两船距离的最大误差为ΔR,其均方根误差为σR,一般情况下取最大误差为3倍的均方根误差(置信概率:99.73%):
ΔR=3σR (3-4)
其中,距离的误差分别与相对航向的误差、相对方位的误差相互独立,相对航向的误差和相对方位的误差具有一定的相关性,假设相对航向误差与相对方位误差之间的相关系数为ρ,计算两个连续变量的相关性系数,根据三种相关系数的适用性,选用Spear man相关性系数进行求解,其公式为:
为了计算Cr和B之间的相关性,共设置115组模拟实验记录目标船在不同方位下的Cr和B,将模拟实验得到的相对方位和相对航向数据导入SPSS数据分析软件,得到两者的相关系数ρ(X,Y)为0.92。相关系数绝对值越大,表示相关性越强,通常情况下相关系数大于0.6,代表两变量之间属于强相关。
在式(3-3)中,为了方便计算,设Cr-B-π=γ,参考随机误差传递公式:
推导DCPA的均方根误差为:
由式(3-7)可以计算得出DCPA的均方根误差公式为:
因此,最近会遇距离的最大误差为:
ΔDCPA=3σDCPA (3-9)
分析式(3-7),DCPA的均方根误差与R、Cr和B的均方根误差有关,为雷达系统主要性能指标论证提供判断依据。
1.4)雷达DCPA误差导致系统报警时误判的概率
雷达测算得到的DCPA为已知量,而真实的DCPA为未知量(用DCPA*表示),由于随机误差ΔDCPA的存在,DCPA*的分布范围为:
DCPA*=DCPA±ΔDCPA (3-10)
a)导致虚警的概率
DCPA的误差服从正态分布(参见图9),即DCPA*服从N(μ,σ2),其中:
μ=DCPA (3-10)
σ=σDCPA (3-11)
一般认为,DCPA*取值在以雷达测算的DCPA为中心的(DCPA-ΔDCPA,DCPA+ΔDCPA)之间,当时,认为可能存在“虚警”,由正态概率分布可知,其虚警的概率就是图9中阴影部分的面积,即概率密度函数为:
b)导致漏警的概率
计算结果参照标准正态分布概率表,可得到危险误判的概率。报警时预警的不准确主要是由于危险误判引起的,危险误判的概率越低,则正确预警的概率越高。
危险误判包括虚警和漏警,根据概率密度函数计算出的结果,参照标准正态分布概率表,可查询对应的危险误判概率。为避免偶然事件的发生,可进行多次试验,取平均值作为最终的危险误判概率。与危险误判概率对立的就是正确预警的概率,危险误判的概率越低,则正确预警的概率越高,统计学中认为当事件的发生概率达到95%以上,基本认为该事件可信,所以为了保证预警的可靠性,危险误判的概率应控制在5%以内。
2)论证方法
根据碰撞危险评判原理,最近会遇距离DCPA直接影响评判的准确性,而DCPA的误差受两船距离、相对航向和相对方位误差的影响。对其指标需求论证主要采用理论模型及仿真试验方法。分析设备误差,论证不同相对距离及方位的两船产生的DCPA误差对危险评判及决策的影响,即分析在满足碰撞危险检测准确性的基础上,对雷达系统的两船距离、相对方位、相对航向的跟踪精度提出要求。
预警的初衷是提醒驾驶员即将到来的危险,以便驾驶员及时采取行动,避免事故发生。但雷达系统的跟踪数据存在误差,由此导致的误判会影响驾驶员做出正确的行动。跟踪数据难免存在误差,但误差必须要控制在允许范围内。对于航行安全而言,漏警比虚警有更大的安全隐患。为了保证在漏警且驾驶员也没有发现危险存在的情况下,船舶不会发生碰撞,要求跟踪误差的允许范围如下:
如图4所示:为预警的临界值,跟踪计算DCPA大于该值,则不会报警;为船舶临界碰撞区域,DCPA真实值(DCPA*)小于该区域且ΔDCPA导致DCPA大于则会因漏警发生碰撞,则跟踪计算DCPA误差允许范围为:
ΔDCPA<|SDAcut-DCPA*| (3-16)
一般情况下,当置信概率为99.73%时,认为误差等于三倍的均方根误差,如公式:(ΔDCPA=3σDCPA)。将最大误差允许范围转化为均方根误差允许范围,得:
根据判定条件式(3-9)结合DCPA的误差公式(3-8)和式(3-9),可以得到最终的判定公式为:
国际海事组织颁布的MSC.192(79)决议对国际船用雷达的跟踪精度要求如下:
所测的目标距离精度在50m(或目标距离的±1%),取较大者;
所测目标方位精度在2°以内;
所测相对航向精度应在3°以内。
由于不等式(3-18)有方位精度、距离精度、相对航向精度三个未知数,且限定条件有限,故难以得到精确解,本文在决议要求的基础上,采用穷举法的思想,求取三个未知数的近似解。论证流程如图所示:
参见图5,假设本船为某尺度散货船,其船用雷达系统的跟踪精度论证具体步骤如下:
①否:并循环下一次;
C.以DCPA作为两船之间的距离进行论证,输入步骤2得到每组的Dcqs、Cr、SDA、B和DCPA。
D.利用穷举法对相对方位精度、相对航向精度和距离精度进行穷举。其中相对方位精度从0°开始取值,每次递增0.1°,到2°结束;相对航向精度从0°开始取值,每次递增0.1°,到3°结束;距离精度从0m开始取值,每次递增1m,到50m结束。
E.计算DCPA的最大误差和均方根:ΔDCPA、σDCPA;
①是:输出此时的跟踪精度。
②否:进入下一个判断。
G.判断循环是否结束:①是:循环结束,则进入下一步;②否:循环没有结束,则继续进行循环,直至循环结束。
H.对所有满足条件的各个指标数据进行加权平均,作为跟踪精度的最终取值输出。
利用同样的论证流程,对典型会遇态势不同目标船船长进行论证,再对不同尺度目标船的跟踪精度论证结果进行加权平均,则最终得到本船尺度下的雷达系统跟踪精度的主要需求指标。
本实施例还提供一种感知设备性能指标的论证装置,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现图11所示方法。
本实施例的一种感知设备性能指标的论证装置,可执行本发明方法实施例所提供的一种感知设备性能指标的论证方法,可执行方法实施例的任意组合实施步骤,具备该方法相应的功能和有益效果。
本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行图11所示的方法。
本实施例还提供了一种存储介质,存储有可执行本发明方法实施例所提供的一种感知设备性能指标的论证方法的指令或程序,当运行该指令或程序时,可执行方法实施例的任意组合实施步骤,具备该方法相应的功能和有益效果。
在一些可选择的实施例中,在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能/操作,连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外,在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供,目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的,其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外,虽然在功能性模块的背景下描述了本发明,但应当理解的是,除非另有相反说明,所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中,或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是,有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说,考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下,在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此,本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是,所公开的特定概念仅仅是说明性的,并不意在限制本发明的范围,本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
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、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的上述描述中,参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不限于上述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,包括以下步骤:
构建危险度评价模型;
获取感知设备或系统的性能指标;
采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证。
2.根据权利要求1所述的一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,所述构建危险度评价模型,包括:
根据船舶驾驶员在不同危险等级下的操船行为,目标船由远及近,定义4个不同危险等级的碰撞危险度阈值;
根据4个碰撞危险度阈值构建危险度评价模型,所述危险度评价模型将两船会遇划分为5个阶段,所述5个阶段为:安全区域阶段、一般危险阶段、临界紧迫局面阶段、紧迫局面阶段和紧迫危险阶段。
3.根据权利要求2所述的一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,所述4个碰撞危险度阈值对应4个分界线,4个分界线对应4个距离,分别为:
4.根据权利要求1所述的一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,所述获取感知设备或系统的性能指标,包括:
将雷达系统的探测距离、稳定跟踪延时,以及两船距离、相对方位、相对航向的跟踪精度,作为性能指标。
5.根据权利要求3所述的一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,所述采用危险度评价模型对感知设备或系统的性能指标进行论证,包括:
确定目标探测距离指标的论证方法;
确定稳定跟踪延时指标的论证方法;
确定跟踪精度指标的论证方法。
8.根据权利要求5所述的一种感知设备性能指标的论证方法,其特征在于,所述确定跟踪精度指标的论证方法,包括:
为了保证在漏警且驾驶员也没有发现危险存在的情况下,船舶不会发生碰撞,要求跟踪误差的允许范围如下:
当置信概率为99.73%时,误差等于三倍的均方根误差,将最大误差允许范围转化为均方根误差允许范围,得:
结合DCPA的误差公式,最终的精度判定公式如下:
9.一种感知设备性能指标的论证装置,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现权利要求1-8任一项所述方法。
10.一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,其特征在于,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-8任一项所述方法。
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