一种水产养殖作业船自动导航路径跟踪方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动导航路径跟踪领域，特别是河蟹养殖用水产养殖作业船的自动导航路径跟踪。
技术介绍
我国是河蟹养殖大国，而河蟹养殖过程中主要存在着水草清理和均匀投饵两大难题。水草是河蟹喜食的饵料，同时也是河蟹的栖身场所，水草可以通过光合作用增氧，还可以吸收水中的营养盐，改善水体质量，防止水体富营养化。然而，若不及时对水草进行清理，露出水面的水草会阻碍空气中的氧气进入水体，腐烂的水草会过多地消耗水中的溶氧，导致池塘底质、水质的恶化；同时，由于河蟹的活动范围有限，只能在自身附近区域觅食，饵料的投放不均会导致局部饵料过多或过少，饵料过多时会导致浪费、增加养殖的成本，饵料过少时又容易引起河蟹因抢食而相互残杀。因此，用于水草清理或均匀投饵作业的水产养殖自动作业船具有重要的实用价值。水产养殖作业船导航控制系统中，船体的路径跟踪控制方法是其中的关键环节，能否控制船体严格按照设定路径航行会直接地影响到水草清理的效率和饵料投放的均匀度，一种简单、高效的路径跟踪方法可以增强导航控制系统的实时性，提高水产养殖作业船的工作效率。目前已有一些自动导航路径跟踪方法，但都存在着一些不足，如申请号为200910082462.1的专利“农业机械的导航方法、导航装置和农业机械”根据农业机械的两轮运动学模型以及最优控制理论中的最小时间问题计算获得农业机械的预期路径信息，其计算量大、实时性不高；申请号为200710029018.4的专利“一种农业机械的导航控制方法”需要...
【技术保护点】
一种水产养殖作业船自动导航路径跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：使用基于RTK模式的高精度GPS系统采集能反映目标作业区轮廓的各个角点的经纬度坐标，经轨迹规划，得到作业船的目标航线和航速，并确定起始目标路径；第二步：通过基于RTK模式的高精度GPS系统以及惯导模块采集得到作业船当前的位置、航向和航速等位姿和运动状态数据，设定作业船的航行速度并判断是否需要进行目标路径切换；第三步：采用实时插点的方法计算得到作业船的跟踪目标点P：根据点到直线的垂直交点的计算公式，得到作业船的当前位置在当前目标路径上的投影点；然后以上述得到的投影点为起点，沿着目标路径前进方向前伸一定距离得到作业船的跟踪目标点P，其中前伸的距离值由作业船的船体尺寸、航行速度等因素确定；第四步：将作业船的位姿和运动状态数据与作业船的跟踪目标点及目标路径进行对比分析，得到作业船的航向偏差与速度偏差，分别通过PD、PI控制算法推算出作业船的航向控制量和航速控制量，并将两者融合得到作业船的左右明轮控制量；第五步：根据得到的控制量对作业船进行实时导航控制，实现路径的跟踪。
【技术特征摘要】
1.一种水产养殖作业船自动导航路径跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：使用基于RTK模式的高精度GPS系统采集能反映目标作业区轮廓的各个角点的经纬度坐
标，经轨迹规划，得到作业船的目标航线和航速，并确定起始目标路径；
第二步：通过基于RTK模式的高精度GPS系统以及惯导模块采集得到作业船当前的位置、航向和
航速等位姿和运动状态数据，设定作业船的航行速度并判断是否需要进行目标路径切换；
第三步：采用实时插点的方法计算得到作业船的跟踪目标点P：根据点到直线的垂直交点的计算公
式，得到作业船的当前位置在当前目标路径上的投影点；然后以上述得到的投影点为起点，沿着目标路
径前进方向前伸一定距离得到作业船...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵德安，罗吉，孙月平，洪剑青，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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