公开(公告)号：CN117494817A

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202311275299.7

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  刘震生 ,  黄瑞宁 ,  王程博 ,  郑康洁 ,  齐怀远

IPC: G06N7/02

Abstract: 本发明提供一种面向不同自主程度船舶间的协商交互决策方法，方法包括：获取各船舶航行态势认知信息，分析航行态势认知信息组成与协商交互决策需求；根据航行态势认知信息组成与协商交互决策需求分析结果，基于语义互操作标准构建航行态势认知本体与协商交互决策本体；依据模糊理论构建碰撞危险度模型确定船舶交互时机；基于多阶段船舶行动域自适应地选取船舶交互目标；运用协商交互决策本体进行船舶避让方案协商达成决策共识。本发明可以在实时处理异构设备间航行态势信息的基础上，实现不同自主程度船舶间的意图交互并达成决策共识，为船舶在自主航行中实现安全、高效的协同避让提供解决方案。

公开(公告)号：CN117687405A

公开(公告)日：2024-03-12

申请号：CN202311280097.1

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  刘震生 ,  黄瑞宁 ,  郑康洁 ,  王程博 ,  王伟菘

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供了一种专家示范数据驱动的智能船舶避碰决策方法，涉及智能船舶自主航行领域技术领域，包括如下步骤：S1、在航海模拟器上采集专家示范避碰数据；S2、利用专家示范避碰数据进行逆强化学习，获取奖励函数；S3、依据奖励函数基于马尔科夫决策过程构建拟人避碰决策模型；S4、使用拟人避碰决策模型求解船舶在会遇场景下的最优避碰动作。本发明使用逆强化学习方法，构建了融入拟人奖励的强化学习避碰模型，可以有效提升智能避碰决策结果拟人程度，增强船舶自主航行的安全性与可靠性。

公开(公告)号：CN117494871A

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202311275303.X

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  黄瑞宁 ,  刘震生 ,  姜玲玲 ,  李高才

IPC: G06Q10/04 ,  G06Q50/40 ,  G06N3/042 ,  G06N3/0464 ,  G06N3/0442 ,  G06N3/084 ,  G06N3/045

Abstract: 本发明涉及一种考虑船舶交互影响的船舶轨迹预测方法，包括：对船舶AIS历史数据进行预处理，获得船舶时间序列轨迹数据集；根据船舶之间的交互影响关系，构建船舶空间网络关系图，获取船舶空间相对关系；根据船舶速度以及船舶相对距离计算船舶迫近效应获取船舶时间关系；构建基于GCN和GRU的神经网络船舶轨迹预测模型；构建损失函数自定义的混合损失函数；设置网络训练参数，输出未来一段时间船舶的轨迹。本发明模型将图神经网络与门控循环单元组合应用于船舶轨迹预测领域，利用图结构对空间的敏感度和门控循环单元对时间的敏感度有效提高了预测结果的科学性，保证了轨迹预测结果的精度。能为船舶行为分析与水上态势感知等场景提供更有效的技术支持。

公开(公告)号：CN117369440A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311275302.5

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  刘震生 ,  黄瑞宁 ,  姜玲玲 ,  李高才 ,  郑康洁

IPC: G05D1/43 ,  G05D109/30

Abstract: 本发明提供一种智能船舶自动靠泊路径规划方法，方法包括：获取船舶位姿信息与港口场景信息；基于船载感知设备对港口环境进行栅格化建模；使用Hybrid A‑Star在港口范围内进行靠泊轨迹搜索；引入路径评价函数求取最优路径；运用分段贝塞尔曲线优化靠泊路径；将完整的靠泊平滑路径输出到船舶控制系统进行靠泊路径跟踪。本发明可以解决船舶自动靠泊过程中所面临的停泊区狭小、靠泊路径难以跟随等问题，实现安全、平滑、可靠的船舶自动靠泊路径规划。

公开(公告)号：CN117496764A

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202311280093.3

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  刘震生 ,  黄瑞宁 ,  姜玲玲 ,  齐怀远 ,  王程博

IPC: G08G3/02 ,  G06F30/20 ,  G05D1/43 ,  G06F119/02

Abstract: 本发明提供了一种混合航行环境下的船舶交互避让决策方法，涉及智能船舶自主航行技术领域，包括如下步骤：S1、定义混合航行环境下的船舶驾驶员操船风格，获取会遇态势参数；S2、依据会遇态势参数将船舶避碰决策阶段过程建模为阶段博弈交互模型；S3、制定船舶避让序惯行动优先级表，求解阶段博弈交互模型的纳什收益均衡策略；S4、依据纳什收益均衡策略将船舶交互避碰过程建模为马尔科夫博弈模型；S5、将会遇态势参数输入至马尔科夫博弈模型进行Nash‑Q学习，得到各船的最优避让动作。本发明将会遇场景中的船舶均考虑为具有独立思考和决策能力的智能个体，实现混合航行场景下不同智能程度的船舶进行交互避碰、自主化解碰撞危险的目标。

公开(公告)号：CN117494017A

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202311280109.0

申请日：2023-09-28

Applicant: 大连海事大学

Inventor： 张新宇 ,  李高才 ,  刘震生 ,  黄瑞宁 ,  蒋晨星

IPC: G06F18/2433 ,  G06F18/15 ,  G06F16/22 ,  G06F16/2458 ,  G06F123/02

Abstract: 本发明提供了一种考虑船舶运动状态的海量船舶轨迹自适应重建方法，包括如下步骤：S1、将船舶自动识别系统数据中的动态数据与静态数据合并成轨迹数据表；S2、基于滑动窗口算法根据相邻轨迹点时间间隔将海量的轨迹点划分为不同航次轨迹段；S3、识别与剔除每个航次轨迹段中的位置、航向和航速异常值；S4、基于滑动窗口算法将S3处理后的航次轨迹段中的轨迹点识别为转向运动状态和直航运动状态；S5、依据每个运动段的运动状态特征自适应采取特定的线性插值方法或三次样条插值方法重建轨迹段，将重建后的每个运动段合并成完整的航次轨迹段。本发明提出了一种海量船舶轨迹自适应重建的新思路，能够为船舶行为模式挖掘和海上交通流特征提取提供支持。