CN116312062A - 一种船舶航行预警方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶航行预警方法、装置、设备及存储介质。方法应用于船舶，其中，船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，包括：在船舶航行的过程中，实时获取雷达检测的船舶与障碍物间的雷达数据；通过船载组合导航设备实时获取船舶的航行状态信息；根据雷达数据及航行状态信息判断船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；当确定船舶与障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。本方案，融合雷达检测到的雷达数据及船载组合导航设备采集的船舶的航行状态信息，可以准确预测出船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，使得航行交叉碰撞预警更加提前，使船舶航行更安全。

Description

一种船舶航行预警方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶航行预警方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着社会与经济的快速发展，物流运输日益繁忙，其中运载量大、运费低廉的船舶水运在整个交通领域仍然发挥着重要的作用。随着船舶数量和吨位的增加，有限的航道也变得越来越拥挤，船舶碰撞事故时有发生，特别是在夜晚或雾霾天等能见度不佳的时候，以及需要横渡江河的渡轮与江河正常上下行航行的船舶之间存在很大的碰撞概率。船舶航行靠舵手，但在黑夜、雾霾天等能见度不佳的天气情况下，或靠泊码头、穿越狭窄航道时，舵手也需要借助一些技术设备辅助以避免碰撞发生。为了为船舶安全航行保驾护航，先后有监控摄像头、船舶自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)、甚高频(VeryHigh Frequency，VHF)船用对讲和海事雷达等技术先后投入使用。

船舶自动识别系统，是指一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统。常由VHF通信机、GPS定位仪和与船载显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息，并结合其他手段可以有效减少船舶碰撞事故，并广泛用于监管部门大范围的水运态势感知和监管系统。不过AIS通讯间隔一般15秒或30秒或更长时间，甚至有的船舶不开或没有AIS设备。而内河船舶间距一般不大，所以除了AIS系统，一般还需要配合其他更精细化、不依托目标设备状态的感知手段。

监控摄像头可以提供船舶周围直观的视频画面，多个摄像头还可以进行画面拼接，实现单画面大角度监控。不过摄像头工作基于可见光，容易受光线、空气中雾霾和镜头积灰影响。

船载的海事雷达，或叫船舶导航雷达，一般通过主动发射数千瓦的大功率8-12GHz的X波段电磁波对周围进行探测。但存在分辨率较低的问题，导致呈现效果不直观、不精细。另外就是为了360度扫描，海事雷达一般安装在船舶最高处视野开拓的地方，近处盲区大，不能很好应对数十米短距离的障碍物检测。

发明内容

本发明提供了一种船舶航行预警方法、装置、设备及存储介质，可以准确判断出船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，使得碰撞预警更加提前，船舶航行更安全。

根据本发明的一方面，提供了一种船舶航行预警方法，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述方法包括：

在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；

通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；

根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；

当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

可选的，根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，包括：

根据所述雷达数据及所述航行状态信息确定所述障碍物的动静状态；其中，所述动静状态包括运动状态和静止状态；

当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，根据所述雷达检测数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的运动状态信息；

根据所述航行状态信息及所述运动状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

可选的，还包括：

当确定所述障碍物的动静状态为静止状态时，根据所述雷达数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的经纬度；

获取所述船舶的航道地图；

根据所述航道地图及所述障碍物的经纬度，确定所述障碍物的类型；其中，所述障碍物的类型包括航道设施和非航道设施；

根据所述障碍物的类型显示所述障碍物；其中，所述障碍物的类型不同，障碍物的显示方式不同。

可选的，还包括：

当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，显示所述障碍物的运动状态信息。

可选的，所述雷达数据包括所述船舶与障碍物间的相对距离及相对速度；

在通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息之前，还包括：

根据所述雷达数据确定所述船舶与所述障碍物间的碰撞时间；其中，所述碰撞时间为所述相对距离与所述相对速度的比值；

当所述碰撞时间小于预设时间阈值，或者所述相对距离小于预设距离阈值时，进行碰撞提醒。

可选的，所述船舶上设置有至少四个雷达，所述至少四个雷达的总检测范围覆盖所述船舶的预设区域，所述预设区域为以所述船舶为中心的360°区域。

可选的，所述航行状态信息包括：经纬度、航速、航向及偏航率。

根据本发明的另一方面，提供了一种船舶航行预警装置，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述装置包括：

雷达数据获取模块，用于在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；

航行状态信息获取模块，用于通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；

交叉碰撞判断模块，用于根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；

碰撞预警模块，用于当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

根据本发明的另一方面，提供了一种船舶航行预警设备，所述船舶航行预警设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的船舶航行预警方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的船舶航行预警方法。

本发明实施例的船舶航行预警方案，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，包括：在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。通过本发明实施例提供的技术方案，融合雷达检测到的雷达数据及船载组合导航设备采集的船舶的航行状态信息，可以准确预测出船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，使得航行交叉碰撞预警更加提前，方便舵手通过微调航速和航向来规避可能的航线交叉碰撞发生，使船舶航行更安全。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种船舶航行预警方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种雷达分布示意图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种船舶航行预警方法的流程图；

图4是根据本发明实施例三提供的一种船舶航行预警装置的结构示意图；

图5是实现本发明实施例的船舶航行预警方法的船舶航行预警设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种船舶航行预警方法的流程图，本实施例可适用于对船舶航行过程中进行碰撞预警的情况，该方法可以由船舶航行预警装置来执行，该船舶航行预警装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该船舶航行预警装置可配置于船舶中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备。如图1所示，该方法包括：

S110、在船舶航行的过程中，实时获取雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据。

在本发明实施例中，船舶上设置有雷达，其中，雷达可以为一个，也可以为多个，雷达可以设置在船舶的前、后、左、右等不同的方向。其中，雷达可以为微波雷达，进一步的，雷达可以为毫米波雷达。需要说明的是，本发明实施例对在船舶上设置的雷达的数量、位置及类型不做限定。可选的，所述船舶上设置有至少四个雷达，所述至少四个雷达的总检测范围覆盖所述船舶的预设区域，所述预设区域为以所述船舶为中心的360°区域。示例性的，可以在船舶的前后左右安装4-8个雷达，可按船舶大小配置雷达的具体数量，以通过多个雷达完成对船舶一周360°环境的无缝检测，并尽量减小监控盲区，确保船舶在狭窄航道航行也能检测到周围近处障碍物的信息。图2为本发明实施例提供的一种雷达分布示意图。

在本发明实施例中，在船舶航行的过程中，雷达实时发射电磁波，以检测船舶周围的障碍物。实时获取雷达检测的船舶与障碍物间的雷达数据。其中，雷达数据可以包括障碍物的数量、船舶与障碍物间的相对距离及相对速度等相关数据。障碍物可以为静止的物体，也可以为运动的物体，需要说明的是，本发明实施例对障碍物的动静状态不做限定。

S120、通过船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息。

在船舶上还设置有船载组合导航设备，其中，船载组合导航设备是由高精度GNSS全球定位系统和IMU惯性测量单元组成设备。通过船载组合导航设备可以实时获取船舶的航行状态信息。可选的，所述航行状态信息包括：经纬度、航速、航向及偏航率。

S130、根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

在本发明实施例中，对雷达数据及航行状态信息进行综合分析，判断船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。示例性的，可以将雷达数据及航行状态信息输入至预先训练的航线交叉碰撞预测模型中，根据航线交叉碰撞预测模型的输出结果，判断船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。其中，航线交叉碰撞预测模型为基于大量的雷达样本数据、航线状态样本信息及对应的航线交叉碰撞结果，训练的机器学习模型。

可选的，根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，包括：根据所述雷达数据及所述航行状态信息确定所述障碍物的动静状态；其中，所述动静状态包括运动状态和静止状态；当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，根据所述雷达检测数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的运动状态信息；根据所述航行状态信息及所述运动状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。示例性的，根据雷达在船舶中的安装位置信息及朝向信息，将雷达坐标系中的雷达数据转换为船舶坐标系中对应的目标数据。可以理解的是，目标数据为将雷达坐标系转换为船舶坐标系后的雷达数据。由于航行状态信息直接为基于船舶坐标系的数据，因此，可基于目标数据及航行状态信息确定障碍物的动静状态。例如，雷达数据包括船舶与障碍物间的相对速度，若将雷达数据进行坐标系转换后对应的船舶与障碍物间的相对速度与航行状态信息中船舶的航速相同，则可确定障碍物的动静状态为静止状态(也即障碍物相对于大地是静止的)，否则，可确定障碍物的动静状态为运动状态(也即障碍物相对于大地是运动的)。当确定障碍物的动静状态为运动状态时，也即障碍物为运动障碍物时，根据坐标系转换后的雷达数据(也即目标数据)及航行状态信息，确定障碍物的运动状态信息。可以理解的是，障碍物的运动状态信息为障碍物相对于大地的运动状态信息。可选的，运动状态信息可以包括经纬度、航速、航向等相关信息。对航行状态信息及运动状态信息进行综合分析，判断船舶与运动障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

可选的，当确定障碍物的动静状态为静止状态时，可以根据雷达数据及航行状态信息，确定静止障碍物的经纬度，然后进一步根据船舶的航行状态信息与静止障碍物的经纬度，预测船舶与静止障碍物是否会发生航线交叉碰撞。

S140、当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

在本发明实施例中，当确定船舶与障碍物间会发生航线交叉碰撞时，可以预测航线交叉碰撞的碰撞时间及碰撞位置，根据碰撞时间及碰撞位置进行航线交叉碰撞预警。其中，碰撞时间距离当前当前时间越短，碰撞位置距离船舶的距离越近，航线交叉碰撞预警的紧急性越高。可选的，航线交叉碰撞预警中还可以包括航线调整提示信息，如航速的调整信息及航向的调整信息，以方便舵手基于航线调整提示信息对航速及航向进行调整，以通过微调航速和航向来规避可能的航线交叉碰撞发生，使船舶航行更安全。

本发明实施例的船舶航行预警方法，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，包括：在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。通过本发明实施例提供的技术方案，融合雷达检测到的雷达数据及船载组合导航设备采集的船舶的航行状态信息，可以准确预测出船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，使得航行交叉碰撞预警更加提前，方便舵手通过微调航速和航向来规避可能的航线交叉碰撞发生，使船舶航行更安全。

在一些实施例中，还包括：当确定所述障碍物的动静状态为静止状态时，根据所述雷达数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的经纬度；获取所述船舶的航道地图；根据所述航道地图及所述障碍物的经纬度，确定所述障碍物的类型；其中，所述障碍物的类型包括航道设施和非航道设施；根据所述障碍物的类型显示所述障碍物；其中，所述障碍物的类型不同，障碍物的显示方式不同。这样设置的好处在于，结合获知的静止障碍物的经纬度和船舶的航道地图，可以准确确定哪些静止障碍物属于码头或航标等航道设施，便于舵手更高效规划船舶的航行路径。具体的，当确定障碍物的动静状态为静止状态时，也即当确定障碍物为静止障碍物时，根据雷达数据及航行状态信息，确定静止障碍物的经纬度。获取船舶的航道地图，其中，可以从本地读取预先存储的船舶的航道地图，也可以通过船载导航地图设备获取船舶的导航地图。将静止障碍物的经纬度与船舶的导航地图进行比对，确定静止障碍物是否是码头、是否是固定布设的航标等航运设施，并根据障碍物的类型在显示器中显示障碍物。其中，障碍物的类型不同，显示方式不同。可以理解的是，码头、航标等航道设施的显示方式与非航道设施的显示方式不同。

在一些实施例中，当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，显示所述障碍物的运动状态信息。这样设置的好处在于，将运动障碍物的运动状态信息进行显示，可以为船长和舵手提供更多维度的信息，保障航行安全和助力快速准确决策航行路径。示例性的，当障碍物为运动物体时，障碍物的运动状态信息可以包括经纬度、航速及航向等信息，则可在显示器显示障碍物的运动状态信息。

在一些实施例中，所述雷达数据包括所述船舶与障碍物间的相对距离及相对速度；在通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息之前，还包括：根据所述雷达数据确定所述船舶与所述障碍物间的碰撞时间；其中，所述碰撞时间为所述相对距离与所述相对速度的比值；当所述碰撞时间小于预设时间阈值，或者所述相对距离小于预设距离阈值时，进行碰撞提醒。这样设置的好处在于，可以只基于雷达数据提供相应方向的障碍物距离过近或碰撞预警，可进一步提高船舶航行安全。示例性的，雷达数据可以包括船舶与障碍物间的相对速度及相对距离，可以根据船舶与障碍物间的相对速度及相对距离预估船舶与障碍物的碰撞时间，其中，碰撞时间＝相对距离/相对速度。当碰撞时间小于预设时间阈值或者相对距离小于预设距离阈值时，及时进行碰撞提醒，方便舵手或船长调整船舶的航向或航速。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种船舶航行预警方法的流程图，所述方法应用于船舶，所述船舶上设置有船载组合导航设备和至少四个雷达，所述至少四个雷达的总检测范围覆盖所述船舶的预设区域，所述预设区域为以所述船舶为中心的360°区域，如图3所示，该方法包括：

S310、在船舶航行的过程中，实时获取雷达检测的船舶与障碍物间的雷达数据；雷达数据包括船舶与障碍物间的相对距离及相对速度。

S320、根据雷达数据确定船舶与障碍物间的碰撞时间；其中，碰撞时间为相对距离与相对速度的比值。

S330、当碰撞时间小于预设时间阈值，或者相对距离小于预设距离阈值时，进行碰撞提醒。

S340、通过船载组合导航设备实时获取船舶的航行状态信息。

S350、根据雷达数据及航行状态信息确定障碍物的动静状态；其中，动静状态包括运动状态和静止状态。

S360、当确定障碍物的动静状态为运动状态时，根据雷达检测数据及航行状态信息，确定障碍物的运动状态信息。

S370、根据航行状态信息及运动状态信息判断船舶与障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

S380、当确定船舶与障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警，并显示障碍物的运动状态信息。

S390、当确定障碍物的动静状态为静止状态时，根据雷达数据及航行状态信息，确定障碍物的经纬度。

S3100、根据获取船舶的航道地图及障碍物的经纬度，确定障碍物的类型；其中，障碍物的类型包括航道设施和非航道设施。

S3110、根据障碍物的类型显示障碍物；其中，障碍物的类型不同，障碍物的显示方式不同。

本发明实施例提供的船舶航向预警方法，通过在船舶前后左右不同位置设置的雷达以完整监控船舶360°环境目标，可以只基于雷达数据提供相应方向的障碍物距离过近或碰撞预警；并融合雷达数据及船载组合导航设备的航行状态信息，可以推算出障碍物相对大地的运动状态、经纬度、航速和航向等信息，便于舵手更高效辨别运动障碍物；且支持根据彼此经纬度、航速和航向信息预测可能的交叉碰撞，使得航行交叉碰撞预警更加提前，方便舵手通过微调航速和航向来规避可能的航线交叉碰撞发生，使船舶航行更安全。另外，结合获知的静止目标经纬度和航道地图信息，可以准确显示哪些静止障碍物属于码头或航标等航道设施，便于舵手更高效规划航行路径。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种船舶航行预警装置的结构示意图。如图4所示，该装置应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述装置包括：

雷达数据获取模块410，用于在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；

航行状态信息获取模块420，用于通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；

交叉碰撞判断模块430，用于根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；

碰撞预警模块440，用于当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

可选的，所述交叉碰撞判断模块，用于：

根据所述雷达数据及所述航行状态信息确定所述障碍物的动静状态；其中，所述动静状态包括运动状态和静止状态；

当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，根据所述雷达检测数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的运动状态信息；

根据所述航行状态信息及所述运动状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

可选的，所述装置还包括：

经纬度确定模块，用于当确定所述障碍物的动静状态为静止状态时，根据所述雷达数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的经纬度；

导航地图获取模块，用于获取所述船舶的航道地图；

障碍物类型确定模块，用于根据所述航道地图及所述障碍物的经纬度，确定所述障碍物的类型；其中，所述障碍物的类型包括航道设施和非航道设施；

障碍物显示模块，用于根据所述障碍物的类型显示所述障碍物；其中，所述障碍物的类型不同，障碍物的显示方式不同。

可选的，所述装置还包括：

运动状态信息显示模块，用于当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，显示所述障碍物的运动状态信息。

可选的，所述雷达数据包括所述船舶与障碍物间的相对距离及相对速度；

所述装置还包括：

碰撞时间确定模块，用于在通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息之前，根据所述雷达数据确定所述船舶与所述障碍物间的碰撞时间；其中，所述碰撞时间为所述相对距离与所述相对速度的比值；

碰撞提醒模块，用于当所述碰撞时间小于预设时间阈值，或者所述相对距离小于预设距离阈值时，进行碰撞提醒。

可选的，所述船舶上设置有至少四个雷达，所述至少四个雷达的总检测范围覆盖所述船舶的预设区域，所述预设区域为以所述船舶为中心的360°区域。

可选的，所述航行状态信息包括：经纬度、航速、航向及偏航率。

本发明实施例所提供的船舶航行预警装置可执行本发明任意实施例所提供的船舶航行预警方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图5示出了可以用来实施本发明的实施例的船舶航行预警设备10的结构示意图。船舶航行预警设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。船舶航行预警设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图5所示，船舶航行预警设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储船舶航行预警设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

船舶航行预警设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许船舶航行预警设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如船舶航行预警方法。

在一些实施例中，船舶航行预警方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到船舶航行预警设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的船舶航行预警方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行船舶航行预警方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在船舶航行预警设备上实施此处描述的系统和技术，该船舶航行预警设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给船舶航行预警设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶航行预警方法，其特征在于，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述方法包括：

在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；

通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；

根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；

当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞，包括：

根据所述雷达数据及所述航行状态信息确定所述障碍物的动静状态；其中，所述动静状态包括运动状态和静止状态；

当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，根据所述雷达检测数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的运动状态信息；

根据所述航行状态信息及所述运动状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当确定所述障碍物的动静状态为静止状态时，根据所述雷达数据及所述航行状态信息，确定所述障碍物的经纬度；

获取所述船舶的航道地图；

根据所述航道地图及所述障碍物的经纬度，确定所述障碍物的类型；其中，所述障碍物的类型包括航道设施和非航道设施；

根据所述障碍物的类型显示所述障碍物；其中，所述障碍物的类型不同，障碍物的显示方式不同。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

当确定所述障碍物的动静状态为运动状态时，显示所述障碍物的运动状态信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达数据包括所述船舶与障碍物间的相对距离及相对速度；

在通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息之前，还包括：

根据所述雷达数据确定所述船舶与所述障碍物间的碰撞时间；其中，所述碰撞时间为所述相对距离与所述相对速度的比值；

当所述碰撞时间小于预设时间阈值，或者所述相对距离小于预设距离阈值时，进行碰撞提醒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述船舶上设置有至少四个雷达，所述至少四个雷达的总检测范围覆盖所述船舶的预设区域，所述预设区域为以所述船舶为中心的360°区域。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述航行状态信息包括：经纬度、航速、航向及偏航率。

8.一种船舶航行预警装置，其特征在于，应用于船舶，其中，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述装置包括：

雷达数据获取模块，用于在所述船舶航行的过程中，实时获取所述雷达检测的所述船舶与障碍物间的雷达数据；

航行状态信息获取模块，用于通过所述船载组合导航设备实时获取所述船舶的航行状态信息；

交叉碰撞判断模块，用于根据所述雷达数据及所述航行状态信息判断所述船舶与所述障碍物间是否会发生航线交叉碰撞；

碰撞预警模块，用于当确定所述船舶与所述障碍物间会发生航线交叉碰撞时，进行航线交叉碰撞预警。

9.一种船舶航行预警设备，其特征在于，应用于船舶，所述船舶上设置有雷达和船载组合导航设备，所述船舶航行预警设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的船舶航行预警方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的船舶航行预警方法。

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