CN116088541B - 一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，该系统包括：信息采集模块、危险分析模块以及操纵反馈模块；其中，所述信息采集模块、所述危险分析模块以及所述操纵反馈模块依次连接；所述信息采集模块用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的环境信息；所述危险分析模块用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；所述操纵反馈模块用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警。本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，通过改进的速度障碍法识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，并通过操纵反馈模块进行预警。
Description
技术领域
本发明涉及船舶远程驾驶技术领域，尤其涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法。
背景技术
船舶碰撞或搁浅是水路交通系统最常见的交通事故类型，所产生的直接/间接损失通常较大。根据多年的海事事故数据与调查报告，研究人员发现，人为因素通常被认为是船舶碰撞事故的主要原因。因此，面向船舶航行时的避碰研究是非常重要的。
人机交互是现今智能驾驶中的热点话题。目前，船舶远程驾驶时多采用智能驾驶，这种驾驶方式重视于人与机器的交互性的重要性，通过人与机器配合的方式增强智能船舶行驶的安全性。同时，人机交互的驾驶方式有利于提高驾驶员的远程驾驶的灵活性。
但是，船舶危险事故中最为常见的就是搁浅与碰撞，而现有技术在船舶远程驾驶时信息获取复杂，集成化程度较低，依赖不同航电设备分别对避碰危险与搁浅进行确认与告警，人机交互体验较差，增加了驾驶员的驾驶负荷，间接增加了船舶发生危险事故而产生巨大损失的风险。
发明内容
在有鉴于此，有必要提供一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，用以解决现有技术中船舶远程驾驶时信息获取复杂，集成化程度较低，难以对船舶危险中常见的搁浅与避碰危险实现同时预警的问题。
为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统，其特征在于，包括：信息采集模块、危险分析模块、操纵反馈模块以及环形显示屏；其中，信息采集模块、危险分析模块以及操纵反馈模块依次连接；环形显示屏与危险分析模块连接；
信息采集模块用于采集受控船舶的行驶信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息；
危险分析模块用于基于改进的速度障碍法，根据行驶信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
操纵反馈模块用于当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；
环形显示屏用于显示受控船舶的位置、碰撞速度区域和搁浅速度区域。
第二方面，本发明还提供了一种船舶远程驾驶的辅助方法，基于如上述的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统，包括：
采集受控船舶的位置信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息；
基于改进的速度障碍法，根据受控船舶位置信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警。
在一些可能的实现方式中，采集受控船舶的位置信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息，包括：
采集受控船舶的位置信息，对动态障碍物进行实时定位，确定动态障碍物与受控船舶的相对位置信息，并获取动态障碍物的速度信息；
根据受控船舶的位置信息确定第一预设范围内的动态障碍物信息；
根据受控船舶的位置信息获取第二预设范围内的电子海图；
根据电子海图确定第二预设范围内的静态障碍物信息以及水域信息。
在一些可能的实现方式中，基于改进的速度障碍法，根据行驶信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，包括：
根据受控船舶的位置信息、动态障碍物信息和静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合；
根据受控船舶的位置信息和水域信息确定出搁浅速度区域集合；
在受控船舶的决策空间中标记出碰撞速度区域和搁浅速度区域。
在一些可能的实现方式中，根据受控船舶的位置信息、动态障碍物信息和静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合，包括：
设置受控船舶与障碍物的碰撞时刻，根据当前时刻和碰撞时刻确定碰撞航行用时；
根据动态障碍物信息和静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息；
根据受控船舶发生碰撞的位置信息和碰撞航行用时确定受控船舶的碰撞速度障碍区域；
将受控船舶的所有碰撞速度障碍区域取并集，得到受控船舶的碰撞速度区域集合。
在一些可能的实现方式中，根据动态障碍物信息和静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息，包括：
根据障碍物尺寸确定障碍物范围，根据受控船舶尺寸确定受控船舶范围，并根据障碍物范围和受控船舶范围设置禁止区域；
确定受控船舶达到禁止区域时的位置信息得到受控船舶的碰撞位置信息。
在一些可能的实现方式中，根据受控船舶的位置信息和水域信息确定出搁浅速度区域集合，包括：
获取受控船舶的吃水信息，根据吃水信息和水域信息确定受控船舶的搁浅区域；
根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合。
在一些可能的实现方式中，根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合，包括：
设置受控船舶与障碍物的搁浅时刻，根据当前时刻和搁浅时刻确定搁浅航行用时；
根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶发生搁浅时的搁浅位置信息；
根据受控船舶发生搁浅的位置信息和搁浅航行用时确定受控船舶的搁浅速度障碍区域；
将受控船舶的所有搁浅速度障碍区域取并集，得到受控船舶的障碍物的搁浅速度区域集合。
在一些可能的实现方式中，获取受控船舶的吃水信息，根据吃水信息和水域信息确定受控船舶的搁浅区域，包括：
根据水域信息确定第二预设范围内的水深梯度；
确定所有受控船舶的吃水信息大于第二预设范围内的水深梯度的区域范围得到受控船舶的搁浅区域。
在一些可能的实现方式中，当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警，包括：
根据碰撞速度区域与搁浅速度区域的并集，确定危险行驶速度区域；
当受控船舶处于危险行驶速度区域时，通过产生阻尼力进行反馈预警。
采用上述实施例的有益效果是：本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，该系统包括：信息采集模块、危险分析模块、操纵反馈模块以及环形显示屏；其中，所述信息采集模块、所述危险分析模块以及所述操纵反馈模块依次连接；所述环形显示屏与所述危险分析模块连接；所述信息采集模块用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的环境信息；所述危险分析模块用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；所述操纵反馈模块用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；所述环形显示屏用于显示受控船舶的位置、碰撞速度区域和搁浅速度区域。本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，通过改进的速度障碍法分别识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，因此可以同时对船舶危险中常见的搁浅与避碰危险识别，并通过操纵反馈模块通过力反馈的方式对危险驾驶行为进行预警，提高了船舶远程行驶的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统的一实施例的模块示意图；
图2为本发明提供的船舶远程驾驶的辅助方法的一实施例的流程示意图；
图3为图1中步骤S201的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，以下分别进行说明。
请参阅图1，图1为本发明提供的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统的一实施例的模块示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统100，包括：信息采集模块110、危险分析模块120、操纵反馈模块130以及环形显示屏140；其中，信息采集模块110、危险分析模块120以及操纵反馈模块130依次连接；环形显示屏140与危险分析模块120连接；
信息采集模块110用于采集受控船舶的行驶信息和受控船舶周围的环境信息；
危险分析模块120用于基于改进的速度障碍法，根据行驶信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
操纵反馈模块130用于当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；
环形显示屏140用于显示受控船舶的位置、碰撞速度区域和搁浅速度区域。
在上述实施例中，信息采集模块110可以包括雷达、传感器和AIS等结构，能够获取受控船舶的行驶信息和受控船舶周围的环境信息，并且可以获取受控船舶周围环境的电子海图/航道图，根据电子海图/航道图来获取受控船舶周围的障碍物、水域信息。
危险分析模块120内设有改进的速度障碍法，可以根据行驶信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，在原本的速度障碍法中，为获取障碍区间往往会将避碰目标简化为一个规则图形，即一个圆或者椭圆。但本发明中改进的速度障碍法可将避碰目标的当作不规则的图形，以避碰目标的外轮廓来代替原本的圆或椭圆，可以更准确的识别出危险区域的范围，对危险能更好的进行预警。
操纵反馈模块130一般设置为船舶的操作杆，通过操纵杆可以对受控船舶的行驶进行控制，而处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，根据驾驶员操纵操作杆的方向和力度给与不同程度的阻尼力，如驾驶员仍朝危险区域行驶时，操纵杆产生的阻尼力逐渐增强，当驾驶员朝安全区域行驶时，操纵杆产生的阻尼力逐渐减弱，这种阻尼力的变化通过触觉传递到驾驶员，能够直观的了解船舶的行驶状态是否安全。
环形显示屏140能够显示标记出受控船舶的位置，以及标记出受控船舶周围的危险区域，驾驶员可以通过环形显示模块了解受控船舶的行驶路径的安全性。
与现有技术相比，本实施例提供的一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，该系统包括：信息采集模块110、危险分析模块120、操纵反馈模块130以及环形显示屏140；其中，所述信息采集模块110、所述危险分析模块120以及所述操纵反馈模块130依次连接；所述环形显示屏140与所述危险分析模块120连接；所述信息采集模块110用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的环境信息；所述危险分析模块120用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；所述操纵反馈模块130用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；所述环形显示屏140用于显示受控船舶的位置、碰撞速度区域和搁浅速度区域。本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，通过改进的速度障碍法分别识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，因此可以同时对船舶危险中常见的搁浅与避碰危险识别，并通过操纵反馈模块130通过力反馈的方式对危险驾驶行为进行预警，提高了船舶远程行驶的安全性。
请参阅图2，图2为本发明提供的船舶远程驾驶的辅助方法的一实施例的流程示意图，本发明还提供了一种船舶远程驾驶的辅助方法，基于如上述的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统100，包括：
S201、采集受控船舶的位置信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息；
S202、基于改进的速度障碍法，根据受控船舶位置信息和受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
S203、当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警。
在上述实施例中，本发明提供的船舶远程驾驶的辅助方法基于本发明提供的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统100中的各个模块实现。
请参阅图3，图3为图1中步骤S201的一实施例的流程示意图，在本发明的一些实施例中，采集受控船舶的位置信息和受控船舶周围的动态障碍物船信息和环境信息，包括：
S301、采集受控船舶的位置信息，对动态障碍物进行实时定位，确定动态障碍物与受控船舶的相对位置信息，并获取动态障碍物的速度信息；
S302、根据受控船舶的位置信息确定第一预设范围内的动态障碍物信息；
S303、根据受控船舶的位置信息获取第二预设范围内的电子海图；
S304、根据电子海图确定第二预设范围内的静态障碍物信息以及水域信息。
在上述实施例中，受控船舶可以通过雷达对受控船舶进行实时定位，确定受控船舶的位置信息，通过传感器来获取受控船舶的速度信息。
在确定了受控船舶的位置信息后，可以通过雷达进一步确定受控船舶周围的动态障碍物信息，第一预设范围可以根据实际情况进行设置，本发明对此不作进一步限制。可以理解的是，动态障碍物主要为水上交通中运动的船和浮标，进一步确定动态障碍物的轮廓、速度以及位置。
在确定了受控船舶的位置信息后，也可以获取受控船舶第二预设范围内的电子海图，通过电子海图确定第二预设范围内的静态障碍物信息以及水域信息，第二预设范围可以根据实际情况进行设置，本发明对此不作进一步限制。可以理解的是，第一预设范围和第二预设范围可以相同，静态障碍物主要为与岸壁、码头、桥墩、船闸、围堰、灯塔等临跨河建筑物等，进一步确定动态障碍物的轮廓以及位置。
在本发明的一些实施例中，基于改进的速度障碍法，根据行驶信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，包括：
根据受控船舶的位置信息、动态障碍物信息和静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合；
根据受控船舶的位置信息和水域信息确定出搁浅速度区域集合；
在受控船舶的决策空间中标记出碰撞速度区域和搁浅速度区域。
在上述实施例中，根据所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息，确定未来每个时刻受控船舶与所述障碍物发生碰撞时受控船舶的位置信息，记录每个时刻受控船舶发生碰撞的位置信息集合，以及该时刻与当前时刻的时间差，即航行用时；
根据所述受控船舶发生碰撞的位置信息集合及其航行用时，确定给定航行用时条件下，所述受控船舶发生碰撞的一个速度障碍区域；
根据所述受控船舶在未来每个航行用时下的速度障碍区域取并集，得到所述受控船舶的动态障碍物的碰撞速度区域。
受控船舶的决策空间由受控船舶航行速度与方向构成的二维空间。受控船舶的决策空间是指受控船舶航行速度的范围从0到受控船舶的最大航行速度，方向的范围从本船左舷0-180和右舷0-180，即-180°~+180°。
基于改进的速度障碍法，获取受控船舶的吃水信息，根据吃水信息和水域信息确定受控船舶的搁浅区域；根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域。
根据所述受控船舶的速度信息和所述受控船舶的搁浅区域，确定未来每一个时刻受控船舶搁浅的位置集合，记录每个时刻受控船舶发生搁浅的位置信息集合（即搁浅位置区域），以及该时刻与当前时刻的时间差，即航行用时；在确定了碰撞速度区域和搁浅速度区域后，求得碰撞速度区域和搁浅速度区域的并集，得到危险区域，在受控船舶的行驶区域中标记出危险区域，并通过环形显示屏140显示。
在本发明的一些实施例中，根据受控船舶的位置信息、动态障碍物信息和静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合，包括：
设置受控船舶与障碍物的碰撞时刻，根据当前时刻和碰撞时刻确定碰撞航行用时；
根据动态障碍物信息和静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息；
根据受控船舶发生碰撞的位置信息和碰撞航行用时确定受控船舶的碰撞速度障碍区域；
将受控船舶的所有碰撞速度障碍区域取并集，得到受控船舶的碰撞速度区域集合。
在上述实施例中，假设在
时刻会发生碰撞，则表示受控船舶的中心位置/>
(/>
)包含在动态障碍物的中心位置和禁止区域/>
中，即为：
其中，v为航速，θ为航向。
求解上式可得：
满足该方程的速度表示在
时刻内受控船如果保持该速度，那么在/>
时刻就会发生碰撞。
将碰撞时刻
设置为未来任意时刻，即/>
，得到不同时刻的碰撞速度集合，将这些速度集合取并集，记为/>
，则有：
即在
这个集合内速度表示保持这个速度行驶则将在未来某时刻会发生碰撞。
需要说明的是，每一次碰撞时刻
的选择，可以设置为定步长，即
，也可以是在定义域/>
中随机选取，确定了碰撞时刻后反推受控船舶会与障碍物发生碰撞的行驶速度。
可以理解的是，受控船舶可能与多个障碍物发生碰撞，因此有多个碰撞位置信息和碰撞时刻，需要确定所有的碰撞情况，同样也会有多个搁浅位置信息和搁浅时刻，也需要确定所有的搁浅情况。
在本发明的一些实施例中，根据动态障碍物信息和静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息，包括：
根据障碍物尺寸确定障碍物范围，根据受控船舶尺寸确定受控船舶范围，并根据障碍物范围和受控船舶范围设置禁止区域；
确定受控船舶达到禁止区域时的位置信息得到受控船舶的碰撞位置信息。
在上述实施例中，定义某时刻障碍物位置中心点为
，定义某时刻受控船舶中心点为/>
，实际情况中障碍物和受控船舶存在一定尺寸，因此，在质点周围使用了一个禁止区域，以包含触发碰撞的操作系统的所有位置。
将禁止区域命名为
，该区域形状和尺寸取决于研究对象的形状与尺寸，可为一种不规则区域。因此避碰受控周围禁止区域可定义为：/>
，其中/>
表示为闵可夫斯基和（Minkowski addition）,该符号表示含义为/>
对/>
中的每个元素进行叠加。
在本发明的一些实施例中，根据受控船舶的位置信息和水域信息确定出搁浅速度区域集合，包括：
获取受控船舶的吃水信息，根据吃水信息和水域信息确定受控船舶的搁浅区域；
根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合。
在本发明的一些实施例中，根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合，包括：
设置受控船舶与障碍物的搁浅时刻，根据当前时刻和搁浅时刻确定搁浅航行用时；
根据受控船舶的位置信息和受控船舶的搁浅区域确定受控船舶发生搁浅时的搁浅位置信息；
根据受控船舶发生搁浅的位置信息和搁浅航行用时确定受控船舶的搁浅速度障碍区域；
将受控船舶的所有搁浅速度障碍区域取并集，得到受控船舶的障碍物的搁浅速度区域集合。
需要说明的是，搁浅时刻是提前预估的，确定了搁浅时刻后反推受控船舶会与障碍物发生搁浅的行驶速度。
在本发明的一些实施例中，获取受控船舶的吃水信息，根据吃水信息和水域信息确定受控船舶的搁浅区域，包括：
根据水域信息确定第二预设范围内的水深梯度；
确定所有受控船舶的吃水信息大于第二预设范围内的水深梯度的区域范围得到受控船舶的搁浅区域。
在上述实施例中，受控船舶的吃水信息为受控船舶的六面吃水信息，通过海图可以获取周围水域的水深信息，根据自身吃水与海图信息，得到可能导致船舶搁浅的区域，即为：
其中P为满足该条件的区域集合，定义
为发生搁浅的位置区域；d为海图水深；W为实际水深；/>
、/>
分别为船尾吃水和船首吃水。确定受控船舶的搁浅速度区域与确定受控船舶的碰撞速度区域的公式相似，过程也相同，本发明对此不做进一步赘述。
在本发明的一些实施例中，当受控船舶处于碰撞速度区域或搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警，包括：
根据碰撞速度区域与搁浅速度区域的并集，确定危险行驶速度区域；
当受控船舶处于危险行驶速度区域时，通过产生阻尼力进行反馈预警。
在上述实施例中，考虑到船舶的操纵性能，部分速度区间无法选取，因此，在确定了受控船舶的碰撞速度区域和受控船舶的搁浅速度区域后，先构造船舶可行的航速航向区间，即{(V, θ)|Vmin≤V≤Vmax, 0°≤θ＜360°}，其中V为航速，θ为航向；然后，对受控船舶的碰撞速度区域和受控船舶的搁浅速度区域进行融合，然后与船舶可行区间取交集，得到完整危险行驶速度区域集合。
综上，本实施例提供的一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，该系统包括：信息采集模块110、危险分析模块120、操纵反馈模块130以及环形显示屏140；其中，所述信息采集模块110、所述危险分析模块120以及所述操纵反馈模块130依次连接；所述环形显示屏140与所述危险分析模块120连接；所述信息采集模块110用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的环境信息；所述危险分析模块120用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；所述操纵反馈模块130用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；所述环形显示屏140用于显示受控船舶的位置、碰撞速度区域和搁浅速度区域。本发明涉及一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统及辅助方法，通过改进的速度障碍法分别识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，因此可以同时对船舶危险中常见的搁浅与避碰危险识别，并通过操纵反馈模块130通过力反馈的方式对危险驾驶行为进行预警，提高了船舶远程行驶的安全性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种辅助船舶远程驾驶的人机交互系统，其特征在于，包括：信息采集模块、危险分析模块、操纵反馈模块以及环形显示屏；其中，所述信息采集模块、所述危险分析模块以及所述操纵反馈模块依次连接；所述环形显示屏与所述危险分析模块连接；
所述信息采集模块用于采集受控船舶的行驶信息和所述受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息；
所述危险分析模块用于基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
所述操纵反馈模块用于当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；
所述环形显示屏用于显示受控船舶的位置、所述碰撞速度区域和所述搁浅速度区域；
所述信息采集模块具体用于：
采集所述受控船舶的位置信息，对动态障碍物进行实时定位，确定动态障碍物与受控船舶的相对位置信息，并获取动态障碍物的速度信息；
根据所述受控船舶的位置信息确定第一预设范围内的动态障碍物信息；
根据所述受控船舶的位置信息获取第二预设范围内的电子海图；
根据所述电子海图确定所述第二预设范围内的静态障碍物信息以及水域信息；
所述危险分析模块具体用于：
根据所述受控船舶的位置信息、所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合；
根据所述受控船舶的位置信息和所述水域信息确定出搁浅速度区域集合；
在受控船舶的决策空间中标记出所述碰撞速度区域和所述搁浅速度区域；
其中，所述根据所述受控船舶的位置信息和所述水域信息确定出搁浅速度区域集合，包括：
获取受控船舶的吃水信息，根据所述吃水信息和所述水域信息确定受控船舶的搁浅区域；
根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合；
其中，所述根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合，包括：
设置受控船舶的搁浅时刻，根据当前时刻和所述搁浅时刻确定搁浅航行用时；
根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶发生搁浅时的搁浅位置信息；
根据所述受控船舶发生搁浅的位置信息和所述搁浅航行用时确定受控船舶的搁浅速度障碍区域；
将受控船舶的所有所述搁浅速度障碍区域取并集，得到受控船舶的障碍物的搁浅速度区域集合。
2.一种船舶远程驾驶的辅助方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的辅助船舶远程驾驶的人机交互系统，包括：
采集受控船舶的位置信息和所述受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息；
基于改进的速度障碍法，根据所述受控船舶位置信息信息和所述受控船舶周围的动态障碍物信息和环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域；
当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警；
其中，所述采集受控船舶的位置信息和所述受控船舶周围的动态障碍物船信息和环境信息，包括：
采集所述受控船舶的位置信息，对动态障碍物进行实时定位，确定动态障碍物与受控船舶的相对位置信息，并获取动态障碍物的速度信息；
根据所述受控船舶的位置信息确定第一预设范围内的动态障碍物信息；
根据所述受控船舶的位置信息获取第二预设范围内的电子海图；
根据所述电子海图确定所述第二预设范围内的静态障碍物信息以及水域信息；
其中，所述基于改进的速度障碍法，根据所述行驶信息和所述环境信息识别出碰撞速度区域和搁浅速度区域，包括：
根据所述受控船舶的位置信息、所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合；
根据所述受控船舶的位置信息和所述水域信息确定出搁浅速度区域集合；
在受控船舶的决策空间中标记出所述碰撞速度区域和所述搁浅速度区域；
其中，所述根据所述受控船舶的位置信息和所述水域信息确定出搁浅速度区域集合，包括：
获取受控船舶的吃水信息，根据所述吃水信息和所述水域信息确定受控船舶的搁浅区域；
根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合；
其中，所述根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶的搁浅速度区域集合，包括：
设置受控船舶的搁浅时刻，根据当前时刻和所述搁浅时刻确定搁浅航行用时；
根据所述受控船舶的位置信息和所述受控船舶的搁浅区域确定受控船舶发生搁浅时的搁浅位置信息；
根据所述受控船舶发生搁浅的位置信息和所述搁浅航行用时确定受控船舶的搁浅速度障碍区域；
将受控船舶的所有所述搁浅速度障碍区域取并集，得到受控船舶的障碍物的搁浅速度区域集合。
3.根据权利要求2所述的船舶远程驾驶的辅助方法，其特征在于，所述根据所述受控船舶的位置信息、所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息确定出碰撞速度区域集合，包括：
设置受控船舶与障碍物的碰撞时刻，根据当前时刻和所述碰撞时刻确定碰撞航行用时；
根据所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息；
根据所述受控船舶发生碰撞的位置信息和所述碰撞航行用时确定所述受控船舶的碰撞速度障碍区域；
将受控船舶的所有所述碰撞速度障碍区域取并集，得到受控船舶的碰撞速度区域集合。
4.根据权利要求3所述的船舶远程驾驶的辅助方法，其特征在于，所述根据所述动态障碍物信息和所述静态障碍物信息确定受控船舶与障碍物发生碰撞时受控船舶的碰撞位置信息，包括：
根据障碍物尺寸确定障碍物范围，根据受控船舶尺寸确定受控船舶范围，并根据所述障碍物范围和所述受控船舶范围设置禁止区域；
确定受控船舶达到所述禁止区域时的位置信息得到受控船舶的碰撞位置信息。
5.根据权利要求2所述的船舶远程驾驶的辅助方法，其特征在于，所述获取受控船舶的吃水信息，根据所述吃水信息和所述水域信息确定受控船舶的搁浅区域，包括：
根据所述水域信息确定第二预设范围内的水深梯度；
确定所有所述受控船舶的吃水信息大于所述第二预设范围内的水深梯度的区域范围得到受控船舶的搁浅区域。
6.根据权利要求2所述的船舶远程驾驶的辅助方法，其特征在于，所述当所述受控船舶处于所述碰撞速度区域或所述搁浅速度区域时，通过力反馈方式进行预警，包括：
根据碰撞速度区域与所述搁浅速度区域的并集，确定危险行驶速度区域；
当所述受控船舶处于所述危险行驶速度区域时，通过产生阻尼力进行反馈预警。
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