船舶航行的控制方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种船舶航行的控制方法、装置和系统。其中，该系统包括：信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。采用本发明专利技术，解决了现有技术中的获取的船舶的目标航线准确性差的问题，实现了自动准确地生成船舶的目标航线的效果。

【技术实现步骤摘要】
船舶航行的控制方法、装置和系统
本专利技术涉及船舶控制领域，具体而言，涉及一种船舶航行的控制方法、装置和系统。
技术介绍
一般在海上航行的船舶都要有航线，并且船舶的目标航线是随时变化的，这条航线画在海图需要考虑海底的情况及水深还有其他的情况，比如，这块水域是军事专用的，一般的船舶就要绕开它航行。 船舶在航行时可能根据天气或者海域情况对航线进行调整，但是现有技术中的电子海图人工绘制航线，效率低、准确性低，且为了应对气象条件而对航线优化功能也不完善，在航行过程中操舵技术为了保持精度，也会出现操舵过多的情况，操舵过多导致能量消耗大。 针对现有技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本专利技术的主要目的在于提供一种船舶航行的控制方法、装置和系统，以解决上述问题。 为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种船舶航行的控制系统，该系统包括:信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。 进一步地，航线子系统包括:第一控制器，与信息采集装置连接，用于获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数，在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。 进一步地，航线子系统还包括:第二控制器，与第一控制器连接，用于按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本，确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。 进一步地，导航设备包括:GPS装置；信息采集装置与GPS装置连接，用于实时采集GPS装置获取的船舶的位置；船舶控制子系统包括:电子海图与信息子系统，分别与信息采集装置和航线子系统连接，用于使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线，在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；舵装置，与电子海图与信息子系统连接，用于根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令，使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。 为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种船舶航行的控制方法，该方法包括:采集导航设备的导航信息；根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合；将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。 进一步地，根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合包括:获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数；在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。 进一步地，将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线包括:按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本；确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。 进一步地，基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行包括:实时采集导航设备的GPS装置获取的船舶的位置；使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线；在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令；使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。 为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种船舶航行的控制装置，该装置包括:采集模块，用于采集导航设备的导航信息；获取模块，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合；确定模块，用于将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；控制模块，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。 进一步地，获取模块包括:第一获取子模块，用于获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数；查找模块，用于在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。 进一步地，确定模块包括:第一计算模块，用于按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本；确定子模块，用于确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。 进一步地，控制模块包括:采集子模块，用于实时采集导航设备的GPS装置获取的船舶的位置；判断模块，用于使用船舶的位置和船舶的目标航线判断船舶是否偏离船舶的目标航线；第二计算模块，用于在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向，并根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令；控制子模块，用于使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。 采用本专利技术实施例，航线子系统根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息确定航线集合，并通过预设航行指标和预先获取的航行条件确定最优的船舶的目标航线，然后控制船舶航行在该航线上。在该实施例中，航线子系统可以自动生成船舶的目标航线，并且生成的船舶的目标航线参考了船舶航行时的海况信息，生成的船舶的目标航线准确，解决了现有技术中的获取的船舶的目标航线准确性差的问题，实现了自动准确地生成船舶的目标航线的效果。 【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中: 图1是根据本专利技术实施例的船舶航行的控制系统的框图； 图2是根据本专利技术实施例的一种可选的船舶航行的控制系统的框图； 图3是根据本专利技术实施例的船舶航行的控制方法的流程图；以及 图4是根据本专利技术实施例的船舶航行的控制装置的示意图。 【具体实施方式】 为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶航行的控制系统，其特征在于，包括：信息采集装置，与导航设备连接，用于采集所述导航设备的导航信息；航线子系统，与所述信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的所述导航信息和所述船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将所述航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为所述船舶的目标航线；船舶控制子系统，与所述航线子系统连接，用于基于所述船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使所述船舶按照所述船舶的目标航线航行。

【技术特征摘要】
1.一种船舶航行的控制系统，其特征在于，包括: 信息采集装置，与导航设备连接，用于采集所述导航设备的导航信息； 航线子系统，与所述信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的所述导航信息和所述船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将所述航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为所述船舶的目标航线； 船舶控制子系统，与所述航线子系统连接，用于基于所述船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使所述船舶按照所述船舶的目标航线航行。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述航线子系统包括: 第一控制器，与所述信息采集装置连接，用于获取所述船舶的属性信息确定所述船舶的航行参数，在数据库中查找符合采集到的所述导航信息、所述船舶航行时的海况信息和所述航行参数的预设航线，得到所述航线集合； 其中，所述数据库中保存有多条预先建立的所述预设航线，所述船舶的航行参数包括所述船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述航线子系统还包括: 第二控制器，与所述第一控制器连接，用于按照所述预设航行指标计算所述航线集合中各个所述预设航线的航行成本，确定所述航线集合中航行成本最低的所述预设航线为所述船舶的目标航线， 其中，所述航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于， 所述导航设备包括=GPS装置； 所述信息采集装置与所述GPS装置连接，用于实时采集所述GPS装置获取的所述船舶的位置； 所述船舶控制子系统包括: 电子海图与信息子系统，分别与所述信息采集装置和所述航线子系统连接，用于使用所述船舶的位置和所述船舶的目标航线确定所述船舶是否偏离所述船舶的目标航线，在所述船舶偏离所述船舶的目标航线的情况下，获取所述船舶的目标航行方向； 舵装置，与所述电子海图与信息子系统连接，用于根据所述船舶的目标航行方向计算所述航行操纵设备的舵的目标舵角，生成所述目标舵角的舵令，使用所述舵令控制所述航行操纵设备的舵，以使所述航行操纵设备的舵的实际舵角与所述目标舵角相同。5.一种船舶航行的控制方法，其特征在于，包括: 采集导航设备的导航信息； 根据船舶的属性信息、采集到的所述导航信息和所述船舶航行时的海况信息获取航线集合; 将所述航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为所述船舶的目标航线； 基于所述船舶的目标航线控制所述航行操纵设备，以使所述船舶按照所述船舶的目标航线航行。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据船舶的属性信息、采集到的所述导航信息和所述船舶航行时的海况信息获取航线集合包括: 获取所述船舶的属性信息确定所述船舶的航行参数； 在数据库中查找符合采集到的所述导航信息、所述船舶航行时的海况信息和所述航行参数的预设航线，得到所述航线集合； 其中，所述数据库中保存有多条预先建立的所述预设航线，所述船舶的航行参数包括所述船舶航行时的航线航...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭安康，
申请(专利权)人：北京海兰信数据科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11