一种船舶随动操作辅助驾驶方法及系统技术方案

本发明专利技术的实施例公开一种船舶随动操作辅助驾驶方法及系统，涉及船舶操作技术领域，为便于提高操船控制精度而发明专利技术。船舶随动操作辅助驾驶方法，包括：获取船舶当前的航向、转向率和航行速度；根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向；将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹；在显示屏上显示所述预测航行轨迹。本发明专利技术适用于船舶随动操作。

A method and system of auxiliary driving for ship following operation

【技术实现步骤摘要】
一种船舶随动操作辅助驾驶方法及系统
本专利技术涉及船舶操作
，尤其涉及一种船舶随动操作辅助驾驶方法及系统。
技术介绍
现代船舶上一般会配置自动舵，有自动和随动模式。自动舵的航向模式下驾驶员只需要输入设定航向，自动舵完成控制过程，打舵过程由自动舵自主进行，船舶航向达到设定航向后进入保持阶段，无需人员进行额外干预。但是在随动模式下，当需要改变航向时，由舵手或驾驶员根据操船经验概略判断需要打多少度舵，手动打舵，然后等待船转向到目标航向附近后回舵。整个过程由驾驶员等操船人员人工控制，操船效果的好坏完全依靠驾驶员的经验，对人的依赖度较高，控制精度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种船舶随动操作辅助驾驶方法及系统，便于提高操船控制精度。第一方面，本专利技术实施例提供一种船舶随动操作辅助驾驶方法，包括：获取船舶当前的航向、转向率和航行速度；根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向；将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹；在显示屏上显示所述预测航行轨迹。可选地，所述获取船舶当前的航向、转向率和航行速度之后，所述方法还包括：对获取到的船舶当前的航向、转向率和航行速度进行最小二乘法滤波处理；其中，所述根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，包括：根据最小二乘法滤波处理后的当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；所述基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，包括：基于最小二乘法滤波处理后的当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向。可选地，所述基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，包括：根据如下公式，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向：其中，Hn为预测航向，Hnow为当前航向，Rot为当前转向率，Rot为一个包含变量t的函数，t为船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长。可选地，在获取船舶当前的航向、转向率和航行速度之前，所述方法还包括：在显示屏中显示航行轨迹坐标系；其中，航行轨迹坐标系的横坐标代表航向刻度，纵坐标代表距离刻度；在所述航行轨迹坐标系中显示船舶图标，并在船舶图标的行进方向的前方显示至少一条所述距离指示线。可选地，所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，还包括：将计算得到的船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，以及船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，标注并显示在所述前方距离指示线处。可选地，所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，还包括：获取船舶当前航行的水域的电子水域图；将所述预测航行轨迹与所述电子水域图叠加显示。第二方面，本专利技术实施例还提供一种船舶随动操作辅助驾驶系统，包括：信息采集单元，用于获取船舶当前的航向、转向率和航行速度；计算单元，用于根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向；显示单元，用于将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹，并在显示屏上显示所述预测航行轨迹。可选地，所述计算单元，还用于：对获取到的船舶当前的航向、转向率和航行速度进行最小二乘法滤波处理；其中，所述根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，包括：根据最小二乘法滤波处理后的当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；所述基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，包括：基于最小二乘法滤波处理后的当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向。可选地，所述计算单元，具体用于根据如下公式，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向：其中，Hn为预测航向，Hnow为当前航向，Rot为当前转向率，Rot为一个包含变量t的函数，t为船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长。可选地，所述显示单元，还用于：在获取船舶当前的航向、转向率和航行速度之前，在显示屏中显示航行轨迹坐标系；其中，航行轨迹坐标系的横坐标代表航向刻度，纵坐标代表距离刻度；在所述航行轨迹坐标系中显示船舶图标，并在船舶图标的行进方向的前方显示至少一条所述距离指示线。可选地，所述显示单元，还用于：将计算得到的船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，以及船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，标注并显示在所述前方距离指示线处。可选地，所述显示单元，还用于：获取船舶当前航行的水域的电子水域图，并将所述预测航行轨迹与所述电子水域图叠加显示。本专利技术实施例提供的一种船舶随动操作辅助驾驶方法、系统及船舶，通过获取船舶当前的航向、转向率和航行速度，根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，基于当前的航向、转向率，以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹，在显示屏上显示所述预测航行轨迹，这样，船舶操作人员可根据显示屏上显示的所述预测航行轨迹，对船舶进行操作，便于提高操船控制精度。附图说明图1为本专利技术一实施例船舶随动操作辅助驾驶方法流程示意图；图2为本专利技术一个例子中显示屏上显示的预测航行轨迹示意图；图3为本专利技术一实施例中的航行轨迹坐标系示意图；图4为本专利技术一实施例船舶随动操作辅助驾驶系统的框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一实施例船舶随动操作辅助驾驶方法流程示意图，参看图1，本专利技术实施例船舶随动操作辅助驾驶方法，可包括步骤：S100、获取船舶当前的航向、转向率和航行速度。可通过设在船舶上的传感器获取船舶当前的航向、转向率和航行速度。比如可通过设在船舶上的罗经传感器获取船舶当前的航向和转向率。所述转向率也可根据预测算法根据航向信息推算的船舶转向率。其中，所述航行速度为船舶的对水速度。S102、根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长。距离指示线也可称为船位距离指示线，是用来预测航向/航迹的辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，包括：/n获取船舶当前的航向、转向率和航行速度；/n根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；/n基于当前的航向、转向率以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向；/n将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹；/n在显示屏上显示所述预测航行轨迹。/n

【技术特征摘要】
20191227 CN 20191137635111.一种船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，包括：
获取船舶当前的航向、转向率和航行速度；
根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；
基于当前的航向、转向率以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向；
将船舶的当前位置，与所述预测航向与所述前方距离指示线的交点相连，形成船舶的预测航行轨迹；
在显示屏上显示所述预测航行轨迹。


2.根据权利要求1所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，所述获取船舶当前的航向、转向率和航行速度之后，所述方法还包括：对获取到的船舶当前的航向、转向率和航行速度进行最小二乘法滤波处理；
其中，所述根据当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，包括：根据最小二乘法滤波处理后的当前的航行速度，计算船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长；
所述基于当前的航向、转向率以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，包括：
基于最小二乘法滤波处理后的当前的航向、转向率以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向。


3.根据权利要求1所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，所述基于当前的航向、转向率以及所述预测时长，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，包括：
根据如下公式，计算船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向：



其中，Hn为预测航向，Hnow为当前航向，Rot为当前转向率，Rot为一个包含变量t的函数，t为船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长。


4.根据权利要求1所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，在获取船舶当前的航向、转向率和航行速度之前，所述方法还包括：
在显示屏中显示航行轨迹坐标系；其中，航行轨迹坐标系的横坐标代表航向刻度，纵坐标代表距离刻度；
在所述航行轨迹坐标系中显示船舶图标，并在船舶图标的行进方向的前方显示至少一条所述距离指示线。


5.根据权利要求1或4所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，还包括：
将计算得到的船舶自当前位置行驶至前方距离指示线所花费的预测时长，以及船舶到达所述前方距离指示线时的预测航向，标注并显示在所述前方距离指示线处。


6.根据权利要求1或4所述的船舶随动操作辅助驾驶方法，其特征在于，还包括：
获取船舶...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚彦男，
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