基于海洋天气预报的自动导航系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于海洋天气预报的自动导航系统，包括：天气预警规避模块，同步气象局的海洋天气预报，并生成主航道航线的恶劣气象等级标注图像，根据船舶的性能和结构，船舶的吃水深度，判定船舶的恶劣气象等级抗性；根据预计的航线及航行时间，判定航线是否需要规避，若需要规避，则判定该航线恶劣气象影响时段，根据航行成本及补给情况，判定是需要改变航线，还是加速航行或缓慢航行，规避该航线恶劣气象影响时段。本发明专利技术所述的基于海洋天气预报的自动导航系统，实现自动规划航行路线，避免气象引起的航行危险，自动化进行风暴警报，当出现暴风等天气，GPS定位后，判断会影响航行状态发生危险，改变航道，就近靠港等待，检索附近港口信息。

Automatic navigation system based on ocean weather forecast

【技术实现步骤摘要】
基于海洋天气预报的自动导航系统
本专利技术涉及航海
，具体而言，尤其涉及一种基于海洋天气预报的自动导航系统。
技术介绍
船舶自动化，20世纪70年代计算机在船上广泛应用，从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测，船舶机舱自动化成为趋势。1970年日本“星光丸”竣工开创驾机合一的新时代，在当时被称为是“超自动化船”。船舶自动化使船舶定员大约减半，降低了营运成本。近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为自动化船舶，其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。船舶自动化从机舱自动化走向了驾驶自动化。风向、风速、能见度、天气现象、天空状况、海面状况以及台风等重大危险天气的预报和警报，是近海航运气象服务的重要内容。不仅港务局、海运管理局需要，来往船舶需要，广大渔民也需要根据船舶的性能和结构、船舶吃水深浅和不同航线上可能遇到的风、雨、雾、浪等结合气象预报对船舶开展的气象导航服务，不仅是远洋航运安全的重要保证，而且对选择航线，缩短航程，节约航运费用有重大意义。但是现有船舶在自动航行的过程中，收到风力及海流的影响，航行方向很容易出现偏差，导致航线边长，浪费时间及资源。并且当出现暴风等天气，会影响航行状态发生危险，需要有经验的船长根据气象情况，按照经验进行航行。
技术实现思路
根据上述提出当出现暴风等天气，会影响航行状态发生危险，需要有经验的船长根据气象情况，按照经验进行航行的技术问题，而提供一种基于海洋天气预报的自动导航系统。本专利技术主要利用天气预警规避模块，同步气象局的海洋天气预报，并生成主航道航线的恶劣气象等级标注图像，根据船舶的性能和结构，船舶的吃水深度，判定船舶的恶劣气象等级抗性；根据预计的航线及航行时间，判定航线是否需要规避，若需要规避，则判定该航线恶劣气象影响时段，根据航行成本及补给情况，判定是需要改变航线，还是加速航行或缓慢航行，规避该航线恶劣气象影响时段；当气象天气突然爆发，导致船舶进入倾覆危险等级，重新规划航线，进入中间航道港口或安全停航位置，从而起到自动规划航行路线，避免气象引起的航行危险。本专利技术采用的技术手段如下：一种基于海洋天气预报的自动导航系统，包括：航道规划模块，获取航行开始港口和航行目的港口，生成主航道航线，发送给航段航线规划模块。航段航线规划模块，获取主航道航线周边的暗礁海域和未知海域信息，根据直线航行原则，规避暗礁海域和未知海域将主航道航线分成多个航段，使每个航段保持直线航行，并将航段规划信息发送给导航航行模块。导航航行模块，基于第一航段，调整航行方向开始航行，每航行10分钟，同步一次GPS定位信息，比对第一航段航行状态，判定是否偏离航线，若发生偏离，则发送指令调整转向舵，重新规划航段路线，使航线能够同第二航段的航线初始段连接，依次实现第二航段、第三航段至最终航段的修正航行。航段对接转向监测模块，当上一航段即将航行结束，进入下一航段航行，根据航段航线规划，判定是否存在大转角度弯道，若不存在，则继续航行，若存在，则规划转向策略，控制船体的转向舵，提前开始转向，以一定转向半径进行转向，平滑转向进入下一航段航行。航行预警模块，同步GPS定位信息，判定航线航行进度，判定剩余补给储量a，预测剩余航线航行时间及需求补给数量b；当b≤0.7a，按照原航线正常航行；当0.7a＜b≤0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，根据补给情况重新规划补救航道航线，并传输至船长室显示；当b＞0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，修改主航道航线，根据补给情况及中间航道港口的航线距离，重新规划主航道航线，在节省航行距离的情况下，按照重新规划的主航道航线航行，并传输至航段航线规划模块，重新生成航段规划信息。天气预警规避模块，同步气象局的海洋天气预报，并生成主航道航线的恶劣气象等级标注图像，根据船舶的性能和结构，船舶的吃水深度，判定船舶的恶劣气象等级抗性；根据预计的航线及航行时间，判定航线是否需要规避，若需要规避，则判定该航线恶劣气象影响时段，根据航行成本及补给情况，判定是需要改变航线，还是加速航行或缓慢航行，规避该航线恶劣气象影响时段；当气象天气突然爆发，导致船舶进入倾覆危险等级，重新规划航线，进入中间航道港口或安全停航位置。进一步地，航道规划模块，根据航行开始港口和航行目的港口的位置信息，获取航线周边的危险海域信息，规避危险海域生成初步主航道航线；判定船舶补给量是否能够直接续航完成航行，若不能，则获取中间航道港口信息；根据中间航道港口信息及补给续航情况，给出多种航道航线，计算后，取最短航道航线生成主航道航线。进一步地，所述危险海域信息至少包括暗礁海域、神秘海域；所述补给至少包括重油和食物。进一步地，所述补救航道航线为备用航道路线，该备用航道路线列出剩余航线同中间航道港口的多个航线信息；当相邻的两个航线信息间隔较远，将前面的航线信息橙色显示，供船长注意并参考。与现有技术相比较，本专利技术所述的基于海洋天气预报的自动导航系统，天气预警规避模块，同步气象局的海洋天气预报，并生成主航道航线的恶劣气象等级标注图像，根据船舶的性能和结构，船舶的吃水深度，判定船舶的恶劣气象等级抗性；根据预计的航线及航行时间，判定航线是否需要规避，若需要规避，则判定该航线恶劣气象影响时段，根据航行成本及补给情况，判定是需要改变航线，还是加速航行或缓慢航行，规避该航线恶劣气象影响时段；当气象天气突然爆发，导致船舶进入倾覆危险等级，重新规划航线，进入中间航道港口或安全停航位置，实现自动规划航行路线，避免气象引起的航行危险，自动化进行风暴警报，当出现暴风等天气，GPS定位后，判断会影响航行状态发生危险，改变航道，就近靠港等待，检索附近港口信息，或者直接在海上等待。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于海洋天气预报的自动导航系统示意图。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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海洋天气预报的自动导航系统，其特征在于，包括：/n航道规划模块，获取航行开始港口和航行目的港口，生成主航道航线，发送给航段航线规划模块；/n航段航线规划模块，获取主航道航线周边的暗礁海域和未知海域信息，根据直线航行原则，规避暗礁海域和未知海域将主航道航线分成多个航段，使每个航段保持直线航行，并将航段规划信息发送给导航航行模块；/n导航航行模块，基于第一航段，调整航行方向开始航行，每航行10分钟，同步一次GPS定位信息，比对第一航段航行状态，判定是否偏离航线，若发生偏离，则发送指令调整转向舵，重新规划航段路线，使航线能够同第二航段的航线初始段连接，依次实现第二航段、第三航段至最终航段的修正航行；/n航段对接转向监测模块，当上一航段即将航行结束，进入下一航段航行，根据航段航线规划，判定是否存在大转角度弯道，若不存在，则继续航行，若存在，则规划转向策略，控制船体的转向舵，提前开始转向，以一定转向半径进行转向，平滑转向进入下一航段航行；/n航行预警模块，同步GPS定位信息，判定航线航行进度，判定剩余补给储量a，预测剩余航线航行时间及需求补给数量b；/n当b≤0.7a，按照原航线正常航行；/n当0.7a＜b≤0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，根据补给情况重新规划补救航道航线，并传输至船长室显示；/n当b＞0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，修改主航道航线，根据补给情况及中间航道港口的航线距离，重新规划主航道航线，在节省航行距离的情况下，按照重新规划的主航道航线航行，并传输至航段航线规划模块，重新生成航段规划信息。/n天气预警规避模块，同步气象局的海洋天气预报，并生成主航道航线的恶劣气象等级标注图像，根据船舶的性能和结构，船舶的吃水深度，判定船舶的恶劣气象等级抗性；/n根据预计的航线及航行时间，判定航线是否需要规避，若需要规避，则判定该航线恶劣气象影响时段，根据航行成本及补给情况，判定是需要改变航线，还是加速航行或缓慢航行，规避该航线恶劣气象影响时段；/n当气象天气突然爆发，导致船舶进入倾覆危险等级，重新规划航线，进入中间航道港口或安全停航位置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于海洋天气预报的自动导航系统，其特征在于，包括：
航道规划模块，获取航行开始港口和航行目的港口，生成主航道航线，发送给航段航线规划模块；
航段航线规划模块，获取主航道航线周边的暗礁海域和未知海域信息，根据直线航行原则，规避暗礁海域和未知海域将主航道航线分成多个航段，使每个航段保持直线航行，并将航段规划信息发送给导航航行模块；
导航航行模块，基于第一航段，调整航行方向开始航行，每航行10分钟，同步一次GPS定位信息，比对第一航段航行状态，判定是否偏离航线，若发生偏离，则发送指令调整转向舵，重新规划航段路线，使航线能够同第二航段的航线初始段连接，依次实现第二航段、第三航段至最终航段的修正航行；
航段对接转向监测模块，当上一航段即将航行结束，进入下一航段航行，根据航段航线规划，判定是否存在大转角度弯道，若不存在，则继续航行，若存在，则规划转向策略，控制船体的转向舵，提前开始转向，以一定转向半径进行转向，平滑转向进入下一航段航行；
航行预警模块，同步GPS定位信息，判定航线航行进度，判定剩余补给储量a，预测剩余航线航行时间及需求补给数量b；
当b≤0.7a，按照原航线正常航行；
当0.7a＜b≤0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，根据补给情况重新规划补救航道航线，并传输至船长室显示；
当b＞0.85a，航行预警模块开始预警，并将预警信息发送至船长室显示，此时航道规划模块，修改主航道航线，根据补给情况及中间航道港口的航线距离，重新规划主航道航线，在节省航行距离的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿霖，
申请(专利权)人：大连永航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21