Способ предупреждения столкновения морских судов - заявка 2017103234 на патент на изобретение в РФ

Способ предупреждения столкновения морских судов, состоящий в дистанционной регистрации переложения руля морского судна по радиолокационным наблюдениям, заключающийся в том, что формируют матрицу, содержащую эхо-сигналы от корпуса морского судна, его локальных источников и поверхностного волнения моря, столбцы которой являются радиолокационными линейками наблюдения для каждого углового положения антенны, представляющими собой последовательность дискретных отсчетов эхо-сигналов для каждой i-й линейки, где i=1.2, …, q - номер линейки, получают биполярную матрицу вейвлет-спектров эхо-сигналов путем непрерывного вейвлет-преобразования столбцов матрицы эхо-сигналов; исключают элементы одноименной полярности, не содержащие вейвлет-спектров эхо-сигналов от корпуса судна; устанавливают значение порога биномизации, при котором размеры связных множеств биномизированных элементов вейвлет-спектров эхо-сигналов от поверхностного волнения меньше размеров двумерной матрицы морфологического фильтра; выполняют биномизацию матрицы вейвлет-спектров эхо-сигналов с помощью установленного порога биномизации, обеспечивающего исключение элементов вейвлет-спектров эхо-сигналов от взволнованной поверхности моря; с помощью указанного морфологического фильтра путем морфологической обработки, сформированной биномизированной матрицы вейвлет-спектров получают вейвлет-спектры эхо-сигналов в виде однополярных импульсов, положение которых на каждой радиолокационной линейке наблюдения соответствует положению эхо-сигналов от отраженного элемента корпуса судна и которые образуют внешний контур корпуса морского судна; с помощью пирамидальных алгоритмов быстрого вейвлет-преобразования получают вейвлет-коэффициенты путем декомпозиции линеек матрицы эхо-сигналов поверхностного волнения вне корпуса судна; определяют значения порогов ограничения указанных вейвлет-коэффициентов, при которых сумма ограниченных вейвлет-коэффициентов от эхо-сигналов поверхностного волнения вне контура судна равна нулю; с помощью пирамидальных алгоритмов быстрого вейвлет-преобразования получают вейвлет-коэффициенты путем декомпозиции линеек матрицы эхо-сигналов внутри контура судна, ограничение которых выполняют с помощью упомянутых порогов; формируют биполярную матрицу вейвлет-спектров эхо-сигналов путем непрерывного вейвлет-преобразования каждой линейки, образованной суммированием указанных вейвлет-коэффициентов каждой линейки, и исключают из нее элементы одноименной полярности, не содержащие вейвлет-спектры эхо-сигналов от локальных источников, при этом указанные вейвлет-спектры эхо-сигналов от локальных источников в виде однополярных импульсов, положение которых на каждой радиолокационной линейке наблюдения соответствует положению эхо-сигналов от локальных источников, образуют контуры локальных источников; одновременно с формированием вышеупомянутой биполярной матрицы устанавливают число уровней декомпозиции быстрого вейвлет-преобразования, масштаб функции непрерывного вейвлет-преобразования и число суммируемых вейвлет-коэффициентов каждой линейки на последнем уровне декомпозиции, при которых отношение амплитуды элементов вейвлет-спектров от вейвлет-коэффициентов локальных источников к амплитуде элементов вейвлет-спектров от вейвлет-коэффициентов поверхностного волнения внутри контура судна достигает максимума, формируют последовательность матриц, содержащих эхо-сигналы от корпуса морского судна, его локальных источников и поверхностного волнения моря, в течение времени радиолокационного наблюдения за морским судном; на каждой матрице определяют координаты центральных элементов контуров двух максимально удаленных друг от друга локальных источников, выбранных из числа расположенных на корме и носу судна; формируют последовательность векторов, соединяющих на каждой указанной матрице центральные элементы контуров локальных источников, и определяют последовательность угловых положений указанных векторов; формируют последовательность значений углового ускорения указанных векторов, временное положение максимума которого принимают в качестве основания для дистанционной регистрации положения руля морского судна, отличающийся тем, что дополнительно измеряют углы рыскания и угловую скорость рыскания, по данным измерений формируют нечеткую формальную систему (НФС) управления безопасным расхождением судов с использованием непрерывного контроля в режиме реального времени возможности возникновения экстремальной ситуации «брочинг» и опрокидывания судна в процессе неуправляемого разворота судна на волнении, на основе функциональных элементов НФС обеспечивают выполнение алгоритма контроля с использованием матрицы нечеткого управления, нейронной сети и генетического алгоритма, прогнозируют моменты времени возникновения неблагоприятных условий взаимодействия судна с внешней средой и выбирают оптимальные режимы проведения операции безопасного расхождения движущихся судов.
Наверх