(相關(guān)資料圖)
四、“五月花400”號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和自主航行工作原理
船上安裝了數(shù)五十多個(gè)感知設(shè)備,如雷達(dá)、GPS、氣象、海拔高度和水深等的探測(cè)器,以及用于向IBM計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)送視覺(jué)信息的六個(gè)高清船載攝像頭和十五個(gè)分析數(shù)據(jù)的邊緣設(shè)備等。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)、訓(xùn)練,可識(shí)別包括貨船、漁船、水中漂浮物等潛在的危險(xiǎn)。使用通過(guò)IBM計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)生成的推理算法和模型,接受超過(guò)二百多萬(wàn)張航海圖像的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練,還能識(shí)別浮標(biāo)、冰山、海洋垃圾、橋梁和其他危險(xiǎn)物。對(duì)附近航行船舶使用相關(guān)的規(guī)則進(jìn)行評(píng)估,生成指示“不安全”局面的風(fēng)險(xiǎn),并給出遵守海事法規(guī)的操縱建議。AI船長(zhǎng)根據(jù)各方面的信息和建議,預(yù)測(cè)未來(lái)的變化,以確定如何避免危險(xiǎn),能夠在霎那間作出關(guān)鍵的決策,包括指示船舶改變航向、速度等。同時(shí),繼續(xù)以24小時(shí)/7天的方式評(píng)估環(huán)境,驗(yàn)證所采取決策的正確性,必要時(shí)修改決策……
假設(shè)“五月花400”號(hào)航行在公海上,但當(dāng)前衛(wèi)星連接暫時(shí)中斷。此時(shí),前方有兩艘船舶發(fā)生碰撞,還有部分貨物散落在海面上。在這種假設(shè)情況下,“五月花400”號(hào)AI船長(zhǎng)將使用以下技術(shù)和流程來(lái)自動(dòng)評(píng)估當(dāng)前狀況,并作出行動(dòng)決策。首先是識(shí)別包括船舶、貨物等障礙物并評(píng)估當(dāng)前環(huán)境。“五月花400”號(hào)的雷達(dá)檢測(cè)到航行路徑前方2.5海里處存在不同的水面以上障礙物;船載攝像頭將視覺(jué)輸入信息提供給IBM計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng),通過(guò)與前期收集和保存的航海圖像比對(duì),視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別出該障礙物為:一艘貨船、一艘漁船和未完全沉入水中的貨物等;船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)獲取貨船和漁船的船名、尺度、移動(dòng)速度及航向、所載貨物種類等信息;GPS導(dǎo)航系統(tǒng)提供本船的當(dāng)前位置、航速及航向、計(jì)劃航線等信息;海圖服務(wù)器提供其選定航線及附近水域包括水深、航標(biāo)和地理空間信息;氣象傳感器提供當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)天氣數(shù)據(jù),IBM氣象公司預(yù)測(cè)并提供所航行水域天氣數(shù)據(jù);姿態(tài)傳感器根據(jù)隨海浪波動(dòng)起伏的變化評(píng)估當(dāng)前的海況;回聲測(cè)深儀提供實(shí)際水深測(cè)量數(shù)據(jù);船舶管理系統(tǒng)提供電池電量、功耗、通信數(shù)據(jù)、科學(xué)有效載荷等運(yùn)行數(shù)據(jù)。接著是評(píng)估、比較不同的船舶操縱方案。IBM公司根據(jù)運(yùn)營(yíng)決策管理系統(tǒng)(Operational Decision Manager, ODM),按照《1972年國(guó)際海上避碰規(guī)則》以及《國(guó)際海上人命安全公約》等國(guó)際規(guī)定,也包括地方規(guī)則,對(duì)鄰近的其它船舶進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,對(duì)“危險(xiǎn)”的情況進(jìn)行具體的提示和給出避讓的建議;“五月花400”號(hào)的AI船長(zhǎng)對(duì)來(lái)自O(shè)DM的提示和建議、計(jì)算機(jī)視覺(jué)輸入的信息、當(dāng)前天氣狀況以及天氣預(yù)報(bào)信息進(jìn)行消化吸收,并對(duì)幾種避險(xiǎn)方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。最后是確定操縱方案。采取轉(zhuǎn)向或減速、轉(zhuǎn)向和減速相結(jié)合、停船等措施,必要時(shí)還可啟動(dòng)發(fā)電機(jī)以增加航速,為避免意外航行危險(xiǎn)采取最佳行動(dòng)并對(duì)船舶操縱發(fā)出指令。由于船舶航行是一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境,AI船長(zhǎng)還將不斷重新評(píng)估周圍狀況,并根據(jù)狀況的變化,瞬時(shí)更新對(duì)“五月花400”號(hào)的操縱指令。最重要的是,AI船長(zhǎng)能夠和其他的附近船只進(jìn)行語(yǔ)音通信,用甚高頻無(wú)線電話來(lái)通報(bào)航向、航速等避讓措施的改變。
標(biāo)簽: 計(jì)算機(jī)視覺(jué) 管理系統(tǒng) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
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