【技术实现步骤摘要】
一种基于海图数据的动态航线生成方法
本专利技术属于船舶航线设计领域,具体地是一种基于提取的海图碍航区数据,动态实时地自动更新船舶航线设计的方法。
技术介绍
船舶航行安全一直是海上航行人员最主要关注的话题,特别是在执行诸如海上避难、救援、执法维权等特殊行动时,更是对航线设计的准确性和实时性提出更高的需求。现有的船舶航线设计基本都是依靠人工分析纸质海图,凭借个人的经验知识,在执行任务前完成计划航线的拟定。这种人工方法效率低,且设计的航线质量受限于作业人员的专业水平以及航线经验。船舶在海上航行时亟需一种高效、快捷、准确地航线设计自动生成方法,来提高船舶导航的自动化水平,保障人员、船舶的安全,提高航线效率和经济性。随着电子海图的不断发展,数据不断完善,这也为航线设计自动生成带来了可能性以及准确性。同时考虑到船舶位置的变化以及实际环境的突变,航线设计的动态更新也将是研究的重点。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种可以利用电子航道图中的环境信息,高效、快捷地实现计划航线的自动生成;二是根据船舶的实时位置动态地更新航线。本专利技术的技术方案是:1、一种基于海图数据的动态航线生成方法,包括地图中碍航区数据的处理:从地图数据中提取和处理碍航区:通过地图数据访问接口,获取各个区域的属性信息;碍航区根据其形状,可划分为点、面状碍航区;1.1、点状碍航区处理:把地图中暗礁、沉船、适淹礁形成的碍航区当成点状碍航区进行处理,点与点之间距离大于500米时,实际情况中可根据安全距离进行调整,直接作为单独的点状碍航区进行处理;对于距离小于500米的点集合,通过Graham算法求得 ...
【技术保护点】
1.一种基于海图数据的动态航线生成方法,其特征在于,包括地图中碍航区数据的处理,从地图数据中提取和处理碍航区:通过地图数据访问接口,获取各个区域的属性信息;碍航区根据其形状,可划分为点、面状碍航区;1.1、点状碍航区处理:把地图中暗礁、沉船、适淹礁形成的碍航区当成点状碍航区进行处理,点与点之间距离大于500米时,实际情况中可根据安全距离进行调整,直接作为单独的点状碍航区进行处理;对于距离小于500米的点集合,通过Graham算法求得最小凸多边形后存储边界点,具体步骤如下,(1)、找出{P1,P2,...,P5}点集中纵坐标最小的点,若纵坐标相同,则找横坐标最小的点,图例中P1纵坐标最小;以P1为参考点,和点集中其他各点用直线段连接,并计算这些线段与水平线的夹角,方向取逆时针为正,按夹角从小到大对点集进行排序,如果夹角相同,则只保留距离最大的点;(2)、排序后点集为{P1,P3,P4,P2,P5},依次连接所有点,得到一个多边形;(3)、以逆时针方向,根据右手法则确定相邻两向量
【技术特征摘要】
1.一种基于海图数据的动态航线生成方法,其特征在于,包括地图中碍航区数据的处理,从地图数据中提取和处理碍航区:通过地图数据访问接口,获取各个区域的属性信息;碍航区根据其形状,可划分为点、面状碍航区;1.1、点状碍航区处理:把地图中暗礁、沉船、适淹礁形成的碍航区当成点状碍航区进行处理,点与点之间距离大于500米时,实际情况中可根据安全距离进行调整,直接作为单独的点状碍航区进行处理;对于距离小于500米的点集合,通过Graham算法求得最小凸多边形后存储边界点,具体步骤如下,(1)、找出{P1,P2,...,P5}点集中纵坐标最小的点,若纵坐标相同,则找横坐标最小的点,图例中P1纵坐标最小;以P1为参考点,和点集中其他各点用直线段连接,并计算这些线段与水平线的夹角,方向取逆时针为正,按夹角从小到大对点集进行排序,如果夹角相同,则只保留距离最大的点;(2)、排序后点集为{P1,P3,P4,P2,P5},依次连接所有点,得到一个多边形;(3)、以逆时针方向,根据右手法则确定相邻两向量的外积的方向,垂直确定的平面向上,故保留P3;同样根据判断外积的方向也垂直确定的平面向上,故保留P4;判断外积的方向垂直确定的平面向下,故删除P2;判断外积的方向垂直确定的平面向上,故保留P5;最后形成凸包点集:{P1,P3,P4,P5};1.2、面状碍航区处理:把地图中岛礁、浅滩、低于本船吃水的浅水区域、流向和流速比较复杂的影响船舶正常行驶的区域当成面状碍航区进行处理,所记录的数据点集采用垂距法进行压缩存储,具体方法为:按顶点顺序依次将相邻的三个顶点组成一个三元组,计算中间点到前后两点连线的距离,当计算的距离大于门限时,保留该顶点;否则删除该顶点;直至所有组合处理完毕。2.根据权利要求1所述的一种基于海图数据的动态航线生成方法,其特征在于,根据碍航区数据和安全航行距离生成缓冲区来用于计划航线生成:所述点状碍航区,以位置点为圆心,安全距离500米为半径的圆作为缓冲区;面状碍航区,采用角平分线法建立缓冲区,具体步骤如下:2.1、以顺时针方向,计算多边形相邻两顶点连线的角平分线;2.2、在各点的角平分线的延长线上,以缓冲区半径确定其在前进方向的左侧缓冲区点的位置;设相邻P1、P2两点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),缓冲区点P′1坐标为(x′1,y′1),则左侧缓冲点满足:(x′1-x1)(y2-y1)-(y′1-y1)(x2-x1)<0(1),2.3、将产生的左侧缓冲点依次相连,即产生缓冲区。3.根据权利要求1所述的一种基于海图数据的动态航线生成方法,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:丁振平,张遥,李勇,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第二十八研究所,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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