[發明專利]基于海洋天氣預報的自動導航系統

在審

• 申請號: 201811247202.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111090278A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 張耿霖
• 申請（專利權）人: 大連永航科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01W1/00;G01S19/42
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉

本發明提供一種基于海洋天氣預報的自動導航系統，包括：天氣預警規避模塊，同步氣象局的海洋天氣預報，并生成主航道航線的惡劣氣象等級標注圖像，根據船舶的性能和結構，船舶的吃水深度，判定船舶的惡劣氣象等級抗性；根據預計的航線及航行時間，判定航線是否需要規避，若需要規避，則判定該航線惡劣氣象影響時段，根據航行成本及補給情況，判定是需要改變航線，還是加速航行或緩慢航行，規避該航線惡劣氣象影響時段。本發明所述的基于海洋天氣預報的自動導航系統，實現自動規劃航行路線，避免氣象引起的航行危險，自動化進行風暴警報，當出現暴風等天氣，GPS定位后，判斷會影響航行狀態發生危險，改變航道，就近靠港等待，檢索附近港口信息。

技術領域

本發明涉及航海技術領域，具體而言，尤其涉及一種基于海洋天氣預報的自動導航系統。

背景技術

船舶自動化，20世紀70年代計算機在船上廣泛應用，從船舶在機艙設置集中控制室到出現無人值班機艙和駕駛臺對主機遙控遙測，船舶機艙自動化成為趨勢。1970年日本“星光丸”竣工開創駕機合一的新時代，在當時被稱為是“超自動化船”。船舶自動化使船舶定員大約減半，降低了營運成本。近10年來建造的新型船舶基本上都可稱之為自動化船舶，其中一部分自動化程度高的船舶被稱之為“高技術船舶”。船舶自動化從機艙自動化走向了駕駛自動化。

風向、風速、能見度、天氣現象、天空狀況、海面狀況以及臺風等重大危險天氣的預報和警報，是近海航運氣象服務的重要內容。不僅港務局、海運管理局需要，來往船舶需要，廣大漁民也需要

根據船舶的性能和結構、船舶吃水深淺和不同航線上可能遇到的風、雨、霧、浪等結合氣象預報對船舶開展的氣象導航服務，不僅是遠洋航運安全的重要保證，而且對選擇航線，縮短航程，節約航運費用有重大意義。

但是現有船舶在自動航行的過程中，收到風力及海流的影響，航行方向很容易出現偏差，導致航線邊長，浪費時間及資源。

并且當出現暴風等天氣，會影響航行狀態發生危險，需要有經驗的船長根據氣象情況，按照經驗進行航行。

發明內容

根據上述提出當出現暴風等天氣，會影響航行狀態發生危險，需要有經驗的船長根據氣象情況，按照經驗進行航行的技術問題，而提供一種基于海洋天氣預報的自動導航系統。本發明主要利用天氣預警規避模塊，同步氣象局的海洋天氣預報，并生成主航道航線的惡劣氣象等級標注圖像，根據船舶的性能和結構，船舶的吃水深度，判定船舶的惡劣氣象等級抗性；根據預計的航線及航行時間，判定航線是否需要規避，若需要規避，則判定該航線惡劣氣象影響時段，根據航行成本及補給情況，判定是需要改變航線，還是加速航行或緩慢航行，規避該航線惡劣氣象影響時段；當氣象天氣突然爆發，導致船舶進入傾覆危險等級，重新規劃航線，進入中間航道港口或安全停航位置，從而起到自動規劃航行路線，避免氣象引起的航行危險。

本發明采用的技術手段如下：

一種基于海洋天氣預報的自動導航系統，包括：航道規劃模塊，獲取航行開始港口和航行目的港口，生成主航道航線，發送給航段航線規劃模塊。

航段航線規劃模塊，獲取主航道航線周邊的暗礁海域和未知海域信息，根據直線航行原則，規避暗礁海域和未知海域將主航道航線分成多個航段，使每個航段保持直線航行，并將航段規劃信息發送給導航航行模塊。

導航航行模塊，基于第一航段，調整航行方向開始航行，每航行10分鐘，同步一次GPS定位信息，比對第一航段航行狀態，判定是否偏離航線，若發生偏離，則發送指令調整轉向舵，重新規劃航段路線，使航線能夠同第二航段的航線初始段連接，依次實現第二航段、第三航段至最終航段的修正航行。

航段對接轉向監測模塊，當上一航段即將航行結束，進入下一航段航行，根據航段航線規劃，判定是否存在大轉角度彎道，若不存在，則繼續航行，若存在，則規劃轉向策略，控制船體的轉向舵，提前開始轉向，以一定轉向半徑進行轉向，平滑轉向進入下一航段航行。