The invention discloses an autonomous navigation system for an unmanned ship and a method thereof, which comprises: A, planning the navigation path of an unmanned ship for autonomous navigation and scanning and mapping; B, obtaining the planned navigation path, controlling the autonomous navigation and scanning and mapping of an unmanned ship along the planned navigation path; C, real-time monitoring whether the current traveling state of an unmanned ship deviates from the regulation or not. If there is a deviation in the course path, the command will be sent to adjust the unmanned ship to the planned course path, otherwise the current running state will remain unchanged; D, judge whether there is a large angle bend between the current straight line and the next target straight line, if not, return to step C; if there is, then open. Steering strategy, control the hull to a certain turning radius for steering, to smooth the corners, repeat step C, until the unmanned vessel completed all straight-line scanning mapping. The invention realizes the autonomous navigation of the unmanned ship and improves the efficiency and accuracy of the surveying and mapping work of the unmanned ship by the above method.
【技术实现步骤摘要】
一种无人船自主导航系统及方法
本专利技术属于无人船控制
,特别是涉及一种无人船自主导航系统及方法。
技术介绍
海底地形地貌是一切海洋开发和利用活动的基础,其信息获取是海洋测绘中最基础的工作。近年来,随着卫星导航定位、声学探测、数据通讯、计算机数据处理与可视化、图像学和图形学以及现代测量数据处理理论和方法等相关领域的发展,我国的海底地形地貌信息获取技术正在向高精度、高分辨率、自主集成、综合化和标准化方向发展。无人船是一种新型的水上监测平台,其中以河川、湖泊、水库、海岸及港湾等水域为对象,以小型船舶为载体,集成定位导航、通讯与控制设备,可搭载多种监测传感器,以遥控/自主的工作方式完成特定的水文和水环境要素监测。由于无人船具有布置灵活、成本经济、自动测量等特点,在水文要素观测、水环境监测、水库及河道泥沙淤积量评估、水利工程选址和水下考古等方面具有广阔的应用前景。随着科学技术的发展,对无人船的应用研究越来越广泛,路径规划技术和自主导航技术是有关无人船研究的关键问题,也是无人船人工智能研究的重要内容,在一定程度上标志着无人船智能水平的高低。无人船需要在复杂的海洋环境中自主航行和作业,因此无人船对操纵性、控制性能和可靠性均提出了更为苛刻的要求。为了保证无人船安全、可靠、自主地完成各种复杂任务,这就需要研究更加先进的路径规划、自主导航控制等技术。
技术实现思路
为了实现无人船能够根据规划好的航段路径进行自主导航,完全实现自主航行,进一步提高无人船测绘工作的效率和工作准确度,本专利技术提出了一种无人船自主导航系统及方法。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种无 ...
【技术保护点】
1.一种无人船自主导航方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:A、规划无人船进行自主行驶和扫描测绘的航段路径;B、获取规划的航段路径,控制无人船沿所述规划的航段路径自主行驶和扫描测绘;C、实时监测无人船当前行驶状态是否偏离规划的航段路径,若发生偏离,则发送指令调整无人船行驶到规划的航段路径,否则保持当前行驶状态不变;D、判断无人船行驶的当前直线航段与下一目标直线航段是否存在大角度弯道,若不存在,则返回步骤C;若存在,则开启转向策略,控制船体以一定转向半径进行转向,以平滑度过弯道,重复执行步骤C,直至无人船完成所有直线航段的扫描测绘。
【技术特征摘要】
1.一种无人船自主导航方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:A、规划无人船进行自主行驶和扫描测绘的航段路径;B、获取规划的航段路径,控制无人船沿所述规划的航段路径自主行驶和扫描测绘;C、实时监测无人船当前行驶状态是否偏离规划的航段路径,若发生偏离,则发送指令调整无人船行驶到规划的航段路径,否则保持当前行驶状态不变;D、判断无人船行驶的当前直线航段与下一目标直线航段是否存在大角度弯道,若不存在,则返回步骤C;若存在,则开启转向策略,控制船体以一定转向半径进行转向,以平滑度过弯道,重复执行步骤C,直至无人船完成所有直线航段的扫描测绘。2.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法,其特征在于:所述步骤A包括:A1、获取电子地图,并获取用户在电子地图上根据待测区域选择的多个点,以多个点为顶点自动生成任意形状的闭合多边形扫描区域;A2、求取多边形扫描区域的最小外接矩形;A3、获取用户根据无人船的最大扫描范围设定的扫描线间隔,以及获取用户根据多边形扫描区域的形状设定的扫描线角度,根据获取的扫描线间隔和角度在矩形边上等间隔取点生成扫描线,并以一定距离沿扫描线取航迹点,获得若干航迹点,将相邻两航迹点分别相连生成各直线航段,得到最终规划的航段路径。3.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法,其特征在于:所述判断无人船行驶的当前直线航段与下一目标直线航段是否存在大角度弯道的具体方法为:根据设定的斜率相差参考值,检测当前直线航段与下一目标直线航段的斜率相差是否达到该设定值,若达到该设定值,则判断为存在大角度弯道。4.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法,其特征在于:所述开启转向策略的具体方法为:根据当前直线航段与下一目标直线航段,计算船体的转弯点和转向半径,当船体行驶到计算的转弯点时,控制船体以计算的转向半径进行转向,以平滑度过弯道。5.根据权利要求2所述的无人船自主导航方法,其特征在于:所述步骤A1中,生成的多边形扫描区域为凸边形或凹边形,所述凹边形包括至少一个凹点。6.根据权利要求5所述的无人船自主导航方法,其特征在于:在执行步骤A2前,还执行如下步骤:A11、判断所述多边形扫描区域为凸边形还是凹边形,若为凸边形,或者为凹边形,且所述凹边形具有一个或两个凹点时...
【专利技术属性】
技术研发人员:不公告发明人,
申请(专利权)人:北京臻迪科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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