无人船路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及无人船路径规划技术领域，涉及一种无人船路径规划方法及系统。本方法包括用户选择规划方式并在云平台地图上进行选点操作；针对路径规划和区域规划，采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果；无人船运行过程中，实时反馈其经纬度数据，并在云平台上显示；云平台上的路线通过显示颜色的变化区分走过与未走过的路径；当到达目标点时，任务完成，显示线路消失。本方法简便易行，可快速获得规划结果，针对区域规划，采用了特点算法获得最少转弯次数，大大减少了每次转弯时用于克服侧向阻力而造成的能源无意义消耗，进而实现了能源使用率最大化的目标。使用率最大化的目标。使用率最大化的目标。

【技术实现步骤摘要】
无人船路径规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人船路径规划
，尤其涉及一种无人船路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]无人船是一种无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面智能机器人，目前已广泛应用于环保监测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安防巡逻等领域。具备任务航线规划、自主避障算法，并配以多参数监测传感器及环境治理设备的无人船能够自主实现水文水质监测作业、避障导航、污染追踪报警、环境治理等多类功能。
[0003]路径规划是运动规划的重要组成部分，连接起点位置和终点位置的序列点或曲线称之为路径，构成路径的策略即为路径规划，路径规划在很多领域具有着广泛的应用，尤其是在无人船的自主运动和避障航行方面，路径规划工作至关重要。常用的路径规划算法主要有模拟退火算法、人工势场法、模糊逻辑算法、禁忌搜索算法，以及图形学方法、智能仿生学算法等，但是在实际应用过程中，上述算法的能源使用率并不理想，经常会由于路径规划的不合理而造成能源无意义的消耗。

技术实现思路

[0004](一)专利技术目的
[0005]为了克服现有路径规划算法的上述缺陷，本专利技术提供了一种新的无人船路径规划方法，本方法操作简洁，且能够在用户需要的路线与区域内，使得能源使用率最大化。
[0006](二)技术方案
[0007]首先，本专利技术提供了一种无人船路径规划方法，本方法包括：
[0008]S1：用户选择路径规划或区域规划；
[0009]S2：用户在云平台地图上进行选点操作；
[0010]S3：针对路径规划和区域规划，分别采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果；
[0011]S4：无人船运行过程中，实时反馈其经纬度数据，并在云平台上显示；
[0012]S5：当无人船运行到每一条直线时，云平台上的相应直线通过显示颜色的变化区分走过与未走过的路径；
[0013]S6：当到达目标点时，任务完成，显示线路消失，等待下一次规划。
[0014]进一步地，本专利技术无人船路径规划方法S3中针对路径规划的规划步骤包括：
[0015](1)在云平台地图上选择≥1个点；
[0016](2)依次顺序连接上步所选的点，连接方式按照两点之间最短直线距离原则；
[0017](3)得到一条连续的多线段；
[0018](4)上步获得的连续的多线段即为规划路径，从起点至终点依次运行。
[0019]进一步地，本专利技术无人船路径规划方法S3中针对区域规划的规划步骤包括：
[0020](1)在云平台地图上选择≥3个点；
[0021](2)依次顺序连接上步所选的点，形成一个多边形面域；
[0022](3)在上步获得的多边形面域中，自动生成S型折线，覆盖此区域；
[0023](4)上步获得的S型折线即为该区域中能源消耗最小的规划路径。
[0024]进一步地，上述无人船路径规划方法中所述S型折线的自动生成原则是预先设定S型折线中各平行线之间的间距，然后利用特点算法计算获得最少转弯次数。
[0025]其次，本专利技术还提供了一种无人船路径规划系统，本系统包括：
[0026](1)云端管理平台：用户在云端管理平台地图上进行选点操作，并选择规划方式为路径规划或区域规划；
[0027](2)船体计算机：将云端管理平台发来的规划信息传递给船体动力控制盒；
[0028](3)船体动力控制盒：向船体动力系统发送电机脉冲与舵机信号指令使无人船按照规划路径运行；
[0029]上述各组件执行上述无人船路径规划方法。
[0030]进一步地，本专利技术无人船路径规划系统中所述云端管理平台与船体计算机通过4G或5G网络交互信息。
[0031]此外，本专利技术还涉及上述无人船路径规划方法在无人船生产中的用途。
[0032](三)有益效果
[0033](1)本专利技术方法简便易行，利用本方法用户在云平台地图上只需进行选点操作，并选择规划方式是路径规划或区域规划，就可以在用户确定的路线或区域内，快捷地获得规划结果。
[0034](2)针对于路径规划，本方法采用了两点之间距离最短的直线作为路径结果，实现了能源使用率最大化的目标。
[0035](3)针对于区域规划，本方法采用了特点算法获得最少转弯次数，大大减少了每次转弯时用于克服侧向阻力而造成的能源无意义消耗，进而实现了能源使用率最大化的目标。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面对实施例描述中需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术中记载的一些实施例，而不是全部实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术无人船路径规划方法的总体流程图。
[0038]图2为根据本专利技术一些实施例的无人船路径规划方法流程图。
[0039]图3为本专利技术无人船路径规划系统的组织结构图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不
是全部的实施例，本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0041]同时，应理解，本专利技术的保护范围并不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0042]实施例1：一种无人船路径规划方法(参见图1
‑
2)，本方法包括以下步骤：
[0043]S1：用户选择路径规划或区域规划。
[0044]S2：用户在云平台地图上进行选点操作。
[0045]S3：针对路径规划和区域规划，分别采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果，其中：
[0046](一)针对路径规划的规划步骤包括：
[0047](1)在云平台地图上选择≥1个点；
[0048](2)依次顺序连接上步所选的点，连接方式按照两点之间最短直线距离原则；
[0049](3)得到一条连续的多线段；
[0050](4)上步获得的连续的多线段即为规划路径，从起点至终点依次运行。
[0051]在本实施例中，针对路径规划的前端代码如下：
[0052][0053][0054](二)针对区域规划的规划步骤包括：
[0055](1)在云平台地图上选择≥3个点；
[0056](2)依次顺序连接上步所选的点，形成一个多边形面域；
[0057](3)在上步获得的多边形面域中，自动生成S型折线，覆盖此区域，S型折线的自动
生成原则是预先设定S型折线中各平行线之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人船路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：S1：用户选择路径规划或区域规划；S2：用户在云平台地图上进行选点操作；S3：针对路径规划和区域规划，分别采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果；S4：无人船运行过程中，实时反馈其经纬度数据，并在云平台上显示；S5：当无人船运行到每一条直线时，云平台上的相应直线通过显示颜色的变化区分走过与未走过的路径；S6：当到达目标点时，任务完成，显示线路消失，等待下一次规划。2.根据权利要求1所述的无人船路径规划方法，其特征在于，S3中针对路径规划的规划步骤包括：(1)在云平台地图上选择≥1个点；(2)依次顺序连接上步所选的点，连接方式按照两点之间最短直线距离原则；(3)得到一条连续的多线段；(4)上步获得的连续的多线段即为规划路径，从起点至终点依次运行。3.根据权利要求1所述的无人船路径规划方法，其特征在于，S3中针对区域规划的规划步骤包括：(1)在云平台地图上选择≥3个点；(2)依次顺序连接上步所选的点，形成一个多边形面域；(3)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓华，崔佳炜，季永中，张迪，
申请(专利权)人：苏州庄舟智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：