基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统及方法技术方案

提供了一种基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统。上述系统包括：测试场景生成部，其生成用于验证自主航行船舶的性能的基于混合现实的测试场景；混合现实数据生成部，其反映与测试场景相称的虚拟对象信息和实际对象信息而生成混合现实数据；传感器信息传递部，其传递包括与虚拟对象信息相称而生成的传感器信息的虚拟对象信息；判断信息收集部，其收集与虚拟对象信息相称而确定的自主航行船舶的状况感知信息、航行路径信息和船舶控制信息以及实际对象信息和增强的虚拟对象信息；以及自主航行船舶航行性能分析部，其基于由判断信息收集部所收集的各信息而对自主航行船舶的性能信息进行分析。性能信息进行分析。性能信息进行分析。

【技术实现步骤摘要】
基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统及方法.

技术介绍

[0002]作为验证船舶的性能的方法，主要使用利用与实际船体对应地制造的模型船体的各种方法。作为一个例子，在现有专利技术(韩国公开专利公报第10
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2020
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0072052号)中提出了一种使用模型船并能够试验实际船体的装载条件的方法。另外，还提出了一种通过分析破冰模型船在冰河水槽中移动的信息来计算出破冰模型船的运动与冰载荷之间的相关关系的方法(韩国公开专利公报第10
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2015
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0134648号)。另外，除了使用模型船的方法之外，还提出了一种在实际海域中选定航行路线并系统地分析在该路线航行时所产生的信息的方法(韩国公开专利公报第10
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2020
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0063524号)。
[0003]目前所提出的测试船舶的性能的方法聚焦于评价船体自身的性能、航行性能。但在自主航行船舶的情况下，除了船舶自身的性能、航行性能之外，还需要进行对于自主航行功能的性能测试。
[0004]通常，对于船舶而言，由于速度慢，因此测试自主航行船舶的功能所需的时间更多。另外，为了对用于自主航行的状况感知、路径规划、避碰等必需的功能进行测试，须产生与其它船舶相遇的各种状况，为此需要大量的时间和费用。假设，在对自主航行船舶的自主航行功能进行测试的过程中，在特定功能未正常工作的情况下可能与其它船舶发生碰撞，而这可能会导致环境污染。因此，需要开发一种用于测试自主航行船舶的自主航行功能的更安全且更经济的方法。

技术实现思路

[0005](专利技术所要解决的问题)
[0006]本专利技术目的在于提供一种使自主航行船舶能够自行确定并应用混合现实而验证航行所需的状况感知、路径规划、避碰等必需的功能的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统及方法。
[0007]然而，本专利技术所要解决的问题并不限定于如上所述的问题，而是还可能存在其它问题。
[0008](解决问题所采用的措施)
[0009]旨在解决上述的问题的本专利技术的第一方面的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统具备通信模块、存储器以及处理器，且由所述处理器执行，所述基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统包括：测试场景生成部，其生成用于验证自主航行船舶的性能的基于混合现实的测试场景；混合现实数据生成部，其反映与所述测试场景相称的虚拟对象信息和实际对象信息而生成混合现实数据；传感器信息传递部，其传递包括与所述虚拟对象信息相称而生成的传感器信息的虚拟对象信息；判断信息收集部，其收集与所述虚拟对象信息相称而对应地确定的所述自主航行船舶的状况感知信息、航行路径信息和船舶控制
信息以及所述实际对象信息和增强的虚拟对象信息；以及自主航行船舶航行性能分析部，其基于由所述判断信息收集部收集的各信息而对自主航行船舶的性能信息进行分析。
[0010]另外，本专利技术的第二方面的基于混合现实的自主航行船舶性能验证方法包括：生成用于验证自主航行船舶的性能的基于混合现实的测试场景的步骤；反映与所述测试场景相称的虚拟对象信息和实际对象信息而生成混合现实数据的步骤；将包括与所述虚拟对象信息相称而生成的传感器信息的虚拟对象信息传递给自主航行船舶的步骤；收集与所述虚拟对象信息相称而确定的所述自主航行船舶的状况感知信息、航行路径信息和船舶控制信息以及其它船舶航行信息和增强的虚拟对象信息的步骤；以及基于所述收集的各信息而对自主航行船舶的性能信息进行分析的步骤。
[0011]旨在解决上述的问题的本专利技术的另一方面的计算机程序与作为硬件的计算机结合而执行基于混合现实的自主航行船舶性能验证方法，并存储在计算机可读记录介质中。
[0012]本专利技术的其它具体事项包括在详细的说明和附图中。
[0013](专利技术的效果)
[0014]在自主航行船舶的情况下，由于没有操作员，因此，除了船舶的控制功能之外，还需要对感知周围状况的状况感知系统、确定路径的自动航行系统的功能进行验证，为此，需要进行对在各种环境下其它船舶或障碍物等沿各种路径移动的场景的验证。然而，实际运行多艘船舶来验证性能，这需要大量的时间和费用，且存在因自动航行系统的误判而与其它船舶发生碰撞的危险。
[0015]根据旨在解决这些问题的前述的本专利技术的一实施例具有如下优点：通过混合现实而在存在虚拟的其它船舶和实际船舶的状况下验证自主航行船舶自行确定航线并航行时所需的状况感知、路径规划、避碰等必需的功能，从而能够进行更稳定且经济的性能验证。
[0016]另外，本专利技术的一实施例具有如下优点：基于船舶的特性从现有船舶航行信息中检索相似的航行信息，并反映航行路径的特性(船舶密集度、航行特性、环境信息、国际海上避碰规则等)而能够自动生成待用于自动试验自主航行船舶的功能的代表性的场景。
[0017]与此同时，本专利技术的一实施例具有如下优点：对于自主航行船舶所能够应用的各种传感器附加提供虚拟的对象信息而能够在实际航行的自主航行船舶上对状况感知系统的准确度进行分析。
[0018]另外，本专利技术的一实施例具有如下优点：基于对自主航行船舶和实际船舶的航行路径进行比较分析而导出的国际海上避碰规则的遵守与否、碰撞危险性评价指标、船舶操纵性评价指标、航行航线指标、状况感知系统的准确度等的分析指标并通过深度神经网络进行分析，从而能够以规定的等级或分数来提供自主航行算法的性能。
[0019]本专利技术的各种效果不限于以上提及的效果，且普通技术人员将从以下的记载清楚地理解未提及的其它效果。
附图说明
[0020]图1是用于示意性地说明本专利技术的一实施例中的混合现实的图。
[0021]图2是用于示意性地说明本专利技术的一实施例的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统的图。
[0022]图3是用于说明本专利技术的一实施例的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统
的框图。
[0023]图4是用于说明本专利技术的一实施例中的测试场景生成部的图。
[0024]图5是更具体地示出图3所示的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统的图。
[0025]图6是用于说明本专利技术的一实施例中的混合现实数据生成部的图。
[0026]图7a和图7b是用于说明基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统的具体实现例的图。
[0027]图8是本专利技术的一实施例的基于混合现实的自主航行船舶性能验证方法的流程图。
[0028](符号说明)
[0029]10—状况感知系统，100—自主航行船舶性能验证系统，110—测试场景生成部，120—混合现实数据生成部，130—传感器信息传递部，140—判断信息收集部，150—自主航行船舶航行性能分析部。
具体实施方式
[0030]本专利技术的优点及特征、以及实现它们的方法将通过参照附图以及下面详述的各实施例而清楚。然而，本专利技术并不受限于以下公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，具备通信模块、存储器以及处理器，且由所述处理器执行，其特征在于，所述基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统包括：测试场景生成部，其生成用于验证自主航行船舶的性能的基于混合现实的测试场景；混合现实数据生成部，其反映与所述测试场景相称的虚拟对象信息和实际对象信息而生成混合现实数据；传感器信息传递部，其传递包括与所述虚拟对象信息相称而生成的传感器信息的虚拟对象信息；判断信息收集部，其收集与所述虚拟对象信息相称而确定的所述自主航行船舶的状况感知信息、航行路径信息和船舶控制信息以及所述实际对象信息和增强的虚拟对象信息；以及，自主航行船舶航行性能分析部，其基于由所述判断信息收集部所收集的各信息而对自主航行船舶的性能信息进行分析。2.根据权利要求1所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述测试场景生成部包括测试场景自动生成部，所述测试场景自动生成部收集从船舶交通管理系统收集的船舶航行信息和已收集并存储的其它船舶航行信息，且在已收集的航行信息中检索与本船舶的特性信息匹配的航行信息，并根据规定的航行特性将所检索的航行信息聚类而生成多个组别航行信息，且基于已生成的组别航行信息而生成多个相应的测试场景。3.根据权利要求2所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述测试场景生成部包括通过规定的算法或管理员验证已生成的多个测试场景并存储已验证的测试场景的测试场景管理部。4.根据权利要求1所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述混合现实数据生成部包括：实际对象信息管理部，其收集存在于所述自主航行船舶的当前航行海域区域的实际对象信息；虚拟对象信息管理部，其将所述实际对象信息与所述测试场景进行比较而生成虚拟对象信息；以及，传感器信息生成部，其生成对于所述虚拟对象信息的传感器信息，以与应用于所述自主航行船舶的传感器的信息相称。5.根据权利要求4所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述虚拟对象信息管理部包括：虚拟对象路径生成部，其考虑在先前时间应用的测试场景中的所述实际对象信息和虚拟对象信息以及自主航行船舶的当前位置信息而生成移动路径；以及，国际海上避碰规则验证部，其验证对于已生成的移动路径的国际海上避碰规则的遵守与否。6.根据权利要求4所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述实际对象信息管理部包括：周围状况信息收集部，其从所述自主航行船舶的传感器收集周围状况信息，并将所述
传感器信息生成部的传感器信息与周围状况信息映射而进行管理；以及，船舶航行路径预测部，其基于所映射的周围状况信息而预测所述自主航行船舶的航行路径。7.根据权利要求4所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述传感器信息生成部将所述虚拟对象信息映射到作为实际空间的当前航行海域区域而生成具有从所述各传感器获得的形式的混合有虚拟对象信息的传感器信息。8.根据权利要求4所述的基于混合现实的自主航行船舶性能验证系统，其中，所述传感器信息生成部包括图像信息生成单元，所述图像信息生成单元包括：船舶位置比较部，其对当前时刻的所述虚拟对象...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑致润，金武燮，文庆德，朴润庆，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：