智能化一直是船舶發(fā)展的趨勢，近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新理念、新技術(shù)的突飛猛進，船舶自動化水平不斷提高，無人船艇的實現(xiàn)有了科技支撐，無人駕駛船舶航行于全球有了實現(xiàn)的可能性，無人船艇包括具有自主規(guī)劃、自主航行、自主環(huán)境感知能力的全自主型無人船艇，以及非自主航行的遙控型無人船艇和按照內(nèi)置程序航行并執(zhí)行任務(wù)的半自主型無人船艇；它集船舶設(shè)計、人工智能、信息處理、運動控制等專業(yè)技術(shù)為一體，研究內(nèi)容涉及自動駕駛、自主避障、規(guī)劃與導(dǎo)航、模式識別等多方面，可根據(jù)其作戰(zhàn)或使用功能的不同，采用不同的模塊，搭載不同的傳感器及設(shè)備，執(zhí)行情報收集、監(jiān)視偵察、掃雷、反潛、反恐、精確打擊、搜尋救助、水文地理勘察、中繼通信等任務(wù)。

目前缺乏一個具有輔助決策功能的船舶自主航行系統(tǒng)。

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)缺陷，提出了一種船舶自主航行輔助決策系統(tǒng)，包括：船舶外部實時數(shù)據(jù)感知模塊、船舶自身

實時感知數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)挖掘?qū)雍洼o助決策層；

船舶外部實時數(shù)據(jù)感知模塊，用于通過船載傳感器和無線通信裝置，從船舶的外部環(huán)境中獲得外部實時數(shù)據(jù)；

船舶自身實時感知數(shù)據(jù)模塊，用于獲取船舶自身實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，與外部實時數(shù)據(jù)組成航運數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)挖掘?qū)?，用于利用分布式架?gòu)以及自定義的索引，通過HBase存儲數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)航運數(shù)據(jù)的快速存儲；對航運數(shù)據(jù)中遺漏標(biāo)簽的數(shù)據(jù)元組進行數(shù)據(jù)補齊；從航運數(shù)據(jù)中獲取用于駕駛行為預(yù)測的多模態(tài)數(shù)據(jù)；基于環(huán)境實時感知數(shù)據(jù)和船舶自身狀態(tài)的感知數(shù)據(jù)綜合分析駕駛行為、航道情況和船舶情況；

輔助決策層，用于計算海浪在z軸方向的起伏幅度，并根據(jù)該起伏值調(diào)整駕駛行為；預(yù)測目標(biāo)監(jiān)測點的交通流；將多模態(tài)數(shù)據(jù)輸入自主駕駛模型，輸出預(yù)測的駕駛行為；并分析輔助航行特征。

下圖是本發(fā)明的船舶自主航行輔助決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

本發(fā)明提出了一種船舶自主航行輔助決策實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由四部分組成：船舶外部實時數(shù)據(jù)感知模塊、船舶自身實時感知數(shù)據(jù)模塊、數(shù)據(jù)挖掘?qū)雍洼o助決策層；

船舶外部實時數(shù)據(jù)感知模塊：主要是通過船載的傳感器、無線通信裝置由環(huán)境中獲得氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、AIS數(shù)據(jù)、攝像頭數(shù)據(jù)、岸基通信數(shù)據(jù)、鄰船數(shù)據(jù)、激光雷達數(shù)據(jù)、動力監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

船舶自主航行需要依托一套感知體系才能工作，感知體系通常是指雷達、攝像頭、加速度等傳感器。傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成電信號的器件，它的主要功能是利用安裝在船舶各部位的信號轉(zhuǎn)換裝置，測量或檢測船舶在各種運行狀態(tài)下相關(guān)機件的工作參數(shù)，并將它們轉(zhuǎn)換成計算機能接受的電信號后送給控制器進行運算處理。一般來說，船舶配置的傳感器越多，船舶能感知的自身狀態(tài)和外界環(huán)境越具體，進而支撐其它自主航行模塊進行計算。

本發(fā)明優(yōu)點：本發(fā)明的船舶自主航行輔助決策系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)處理速度快，功能全，自主控制能力強的優(yōu)點。