自动避碰系统
船舶航行中用于规避碰撞的航海技术系统
自动避碰系统是通过多传感器融合与算法决策实现船舶自主避碰的航海科学技术装置。其核心技术架构包含雷达、自动雷达标绘仪ARPA)和船舶自动识别系统AIS),通过人工智能算法处理航行数据并生成避碰策略,系统由传感器模块、数据处理模块和目标识别模块构成技术闭环。硬件部署船用雷达与ARPA装置,实时显示相遇船舶运动矢量线及碰撞危险点,AIS系统交互船舶尺度、航速等动态数据。该系统遵循《国际海上避碰规则》构建数学模型,采用人工势场法计算目标吸引力与障碍排斥力,动态规划安全航行路径。2025年技术实践中,已实现两船交叉航行场景下的自动避让验证,具备多阶段势场控制与动态参数调节能力。2025年10月,第五代LNG船配置该自动避碰系统,提升航行安全性与可靠性。
技术架构
系统由传感器模块、数据处理模块和目标识别模块构成技术闭环。硬件部署船用雷达与APPA装置,实时显示相遇船舶运动矢量线及碰撞危险点。AIS系统交互船舶尺度、航速等动态数据,形成每10秒更新的电子海图
核心算法实现
人工势场法将船舶视为带电粒子,通过吸引力公式{att} = k{att}(target - currentpos)$引导航向,叠加障碍物斥力生成总势场{total} = f{att} + f{rep}$。动态分阶势场法将避碰周期划分为:
法规依据
系统决策逻辑严格遵循1889年颁布并经多次修订的《国际海上避碰规则》,包含目标识别三要素:
发展阶段与仿真验证
2023年Matlab仿真实现基于人工势场法的单船避障路径规划,验证势场参数有效性。2025年多传感器融合系统在两船交叉实验中达成:
技术改进方向
动态分阶势场法通过三项创新提升性能:
最新修订时间:2025-10-30 16:44
目录
概述
技术架构
核心算法实现
法规依据
参考资料