本发明涉及船舶避障，尤其涉及一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法。
背景技术：
1、根据航海实践，与船舶避碰联系最为紧密的是最近会遇距离()和最近会遇时间()两个量，而对于、与碰撞危险之间的关系，各国学者做了大量研究。具体包括单纯依靠判断碰撞危险程度，以和加权判断船舶碰撞危险，还有研究在与两个主要因素的基础上添加了两船距离、相对方位、船速比三个因素；而船舶在安全行驶过程中涉及多方面因素的影响，如人为因素、环境因素、船舶自身因素等。这些因素在船舶碰撞事故中存在复杂的复合作用，而现有利用、、距离、相对方位、船速比五个因素来计算船舶碰撞危险度的方法仍存在不足。
2、碰撞危险，无论是在船舶避碰领域还是在海上交通工程领域都是一个十分重要的概念，判断是否存在碰撞危险是避碰行动决策的重要依据。在相关研究中，广大专家学者一般用碰撞危险度（）来衡量碰撞危险的有无和大小，其取值范围为[0,1]。表示两船之间没有碰撞危险，表示两船之间无论采取何种避碰措施都会发生碰撞。但是由于船舶碰撞危险度的模糊性和不确定性等原因，在国内外的研究中，尚无公认的度量方法。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，实现利用动界距离、安全会遇距离、最近会遇距离、最近会遇时间以及避让启动的危险度阈值，分段构建碰撞危险度计算函数，体现不同阶段的危险度变化。能较直观的体现周围目标的威胁程度，并可以此作为启动避让的时机判据。
2、本发明提供一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，包括：
3、s1：根据船舶尺寸、操纵性能以及航行航速信息，设置安全会遇距离和动界距离；
4、s2：获取船舶周围感知目标的目标信息，并根据目标信息计算目标的最近会遇距离、最近会遇时间以及船舶与目标的相对距离；
5、s3：根据最近会遇距离、安全会遇距离以及最近会遇时间，判断船舶与目标是否存在碰撞危险，获得船舶与目标的碰撞风险类别；
6、s4：根据船舶与目标的碰撞风险类别、船舶与目标的相对距离、动界距离以及安全会遇距离计算目标碰撞危险度；
7、s5：根据目标碰撞危险度和危险度阈值判断是否启动避让。
8、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述s3步骤中，最近会遇距离小于安全会遇距离，且最近会遇时间大于0，船舶与目标存在碰撞危险。
9、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述s3步骤中，若最近会遇距离不小于安全会遇距离，船舶与目标不存在碰撞危险，若最近会遇距离小于安全会遇距离且最近会遇时间不大于0，船舶与目标不存在碰撞危险。
10、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述s4步骤中，目标未进入采取避让行动的距离，
11、若船舶与目标的相对距离大于2倍的动界距离，船舶的碰撞危险度为第一碰撞危险度，第一碰撞危险度为0；
12、若船舶与目标的相对距离大于动界距离小于2倍动界距离，船舶的碰撞危险度为第二碰撞危险度，第二碰撞危险度的计算表达式为：
13、
14、其中，为第二碰撞危险度，为最近会遇距离，为安全会遇距离，为危险度阈值，为船舶与目标的相对距离，为动界距离。
15、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述s4步骤中，目标已进入采取避让行动的距离，
16、若船舶与目标的相对距离大于2倍安全会遇距离小于动界距离，船舶的碰撞危险度为第三碰撞危险度，第三碰撞危险度的计算表达式为：
17、
18、其中，为第三碰撞危险度，为最近会遇距离，为安全会遇距离，为危险度阈值，为船舶与目标的相对距离，为动界距离；
19、若船舶与目标的相对距离小于等于2倍安全会遇距离大于安全会遇距离，船舶的碰撞危险度为第四碰撞危险度，第四碰撞危险度的计算表达式为：
20、
21、其中，为第四碰撞危险度。
22、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述s4步骤中，船舶与目标的相对距离小于安全会遇距离，船舶的碰撞危险度为第五碰撞危险度，第五碰撞危险度的计算表达式为：
23、
24、其中，为第五碰撞危险度，为最近会遇距离，为安全会遇距离，为危险度阈值，为船舶与目标的相对距离，为动界距离。
25、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括船舶与目标不存在碰撞危险，船舶的碰撞危险度为第六碰撞危险度，第六碰撞危险度的计算表达式为：
26、
27、其中，为第六碰撞危险度，为最近会遇距离，为安全会遇距离，为危险度阈值，为船舶与目标的相对距离，为动界距离，为最近会遇时间。
28、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述目标包括静态目标和动态目标。
29、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述目标信息包括目标位置、对地航速、对地航向、相对距离、相对方位。
30、根据本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，还包括所述最近会遇距离的计算表达式为：
31、
32、其中，为最近会遇距离，为船舶与目标的相对距离，为船舶与目标的相对位置夹角；
33、所述最近会遇时间的计算表达式为：
34、
35、其中，为最近会遇时间，为船舶与目标的相对速度。
36、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
37、本发明提供的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，利用动界距离、安全会遇距离、最近会遇距离、最近会遇时间以及避让启动的危险度阈值，分段构建碰撞危险度计算函数，体现不同阶段的危险度变化。能较直观的体现周围目标的威胁程度，并可以此作为启动避让的时机判据。
38、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述s3步骤中，最近会遇距离小于安全会遇距离，且最近会遇时间大于0，船舶与目标存在碰撞危险。
3.根据权利要求1所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述s3步骤中，若最近会遇距离不小于安全会遇距离，船舶与目标不存在碰撞危险，若最近会遇距离小于安全会遇距离且最近会遇时间不大于0，船舶与目标不存在碰撞危险。
4.根据权利要求2所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述s4步骤中，目标未进入采取避让行动的距离，
5.根据权利要求2所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述s4步骤中，目标已进入采取避让行动的距离，
6.根据权利要求2所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述s4步骤中，船舶与目标的相对距离小于安全会遇距离，船舶的碰撞危险度为第五碰撞危险度，第五碰撞危险度的计算表达式为：
7.根据权利要求3所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，船舶与目标不存在碰撞危险，船舶的碰撞危险度为第六碰撞危险度，第六碰撞危险度的计算表达式为：
8.根据权利要求1所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述目标包括静态目标和动态目标。
9.根据权利要求1所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述目标信息包括目标位置、对地航速、对地航向、相对距离、相对方位。
10.根据权利要求1所述的一种基于相对距离的碰撞危险度计算方法，其特征在于，所述最近会遇距离的计算表达式为：
