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专利号: 2019110343759
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多船博弈的船舶避碰处理方法,其特征在于,包括:S1、当目标船舶行驶在复杂航行环境的集群中时,获取目标船舶的基本信息,目标船舶所处集群的基本信息以及预设区域内所有集群的基本信息;

S2、所述目标船舶基于获取的所有信息,采用相场耦合与不完全信息多船动态博弈的船舶避碰模型,确定用于目标船舶避碰的最优选择策略;

S3、所述目标船舶根据确定的最优选择策略,控制船舶执行避碰操作。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

所述目标船舶的基本信息包括船舶位置信息和船型信息;

所述目标船舶所处集群的基本信息包括船舶标识、船舶位置信息、船型信息和船舶所占水域面积;

所述预设区域内所有集群的基本信息包括船舶位置信息、船型信息和船舶所占水域面积。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标船舶所处集群的确定,包括:以目标船舶的中心位置为圆心,依照以两船碰撞临界相对距离为半径的圆形区域、以两船强影响临界相对距离为半径的圆形区域和以两船弱影响临界相对距离为半径的圆形区域对目标船舶所在环境进行划分,获取目标船舶的碰撞区域、强影响区域和弱影响区域;

以所述目标船舶的行进方向为前方,基于所述目标船舶的强影响区域对目标船舶所在环境进行划分,获取目标船舶的左前侧、正前侧、右前侧、正右侧、右后侧、正后侧、左后侧、正左侧八个子区域;以所述目标船舶的行进方向为前方,基于所述目标船舶的弱影响区域对目标船舶所在环境进行划分,获取目标船舶的次左前侧、次正前侧、次右前侧、次正右侧、次右后侧、次正后侧、次左后侧、次正左侧八个次子区域。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S2包括:A1、所述目标船舶根据所述目标船舶所处集群和预设的局中人选取规则,确定博弈的局中人;根据所述局中人和预设的船舶避碰操纵类型,确定博弈的策略集;

A2、所述目标船舶根据船舶受其集群的作用力模糊推理规则和所述预设区域内所有集群的基本信息,获取局中人受其集群的作用力;并依据所述局中人受其集群的作用力,获取局中人避碰收益函数;

A3、依据所述局中人受其集群的作用力,确定所述船舶避碰模型中博弈的停时条件;将所述局中人、所述策略集和所述局中人避碰收益函数输入所述船舶避碰模型中,输出局中人避碰行为选择。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述船舶避碰模型中船舶避碰博弈行为依据混合模糊多人多目标非合作对策理论描述。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述船舶受其集群的作用力模糊推理规则根据预先收集的目标船舶受其每个子区域的作用粒度与该子区域内干扰船舶状态参数的对应关系,以及目标船舶受其每个次子区域的作用粒度与该次子区域内干扰船舶状态参数的对应关系确定。

7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述依据所述局中人受其集群的作用力,获取局中人避碰收益函数,包括:依据船舶在执行避碰操纵前后受其各子区域和各次子区域综合作用力的差值,描述局中人的安全性收益;

依据船舶在执行避碰操纵前后受其正横前侧综合作用力差值,描述局中人的效率性收益;

依据船舶在执行避碰操纵前后受其正前侧、右前侧、正右侧综合作用力差值,描述局中人的舒适性收益;

依据船舶倾向性与不同收益的模糊权重对应关系、所述局中人的安全性收益、效率性收益和舒适性收益,确定局中人的避碰收益函数。

8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述船舶避碰模型中博弈的停时条件包括:判断局中人在执行避碰操纵后受其集群综合作用力是否大于等于零;

判断局中人在执行避碰操纵前后受其集群正横前侧综合作用力差值是否大于等于零;

判断局中人在执行避碰操纵前后受其集群正前侧、右前侧、正右侧综合作用力差值是否大于等于零。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述船舶避碰模型中船舶避碰博弈行为描述如下:其中,I为局中人集合; 为局中人的收益集合;

是局中人ni(ni∈I)的混合策略集,

是局中人ni(ni∈I)的混合策略, 是局中人ni(ni∈I)选取其纯策略集 中的纯策略 的概率,Λi为纯策略集的指标集;

表示局中人ni(ni′∈I)在局势x∈X中关

于目标m(m=1,2,…,M)的模糊收益,X=X1×X2×…×XN,当局中人ni(ni∈I)分别选取混合策略xi∈Xi,就形成了混合策略局势x=(x1,x2,…,xN)∈X。