[發明專利]基于聲吶監測規避的自動導航系統

在審

• 申請號: 201811247221.3
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111090279A
• 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;G01S15/93
• 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聲吶監測規避的自動導航系統，包括：聲吶監測規避模塊，采用聲吶監測航行方向，并生成障礙物位置信息及距離信息的圖像，根據船舶的航行要求，判定航線是否需要規避，若需要規避，則規劃轉向位置，以一定轉向半徑進行轉向，平滑轉向弧形回歸初始航段航道；聲吶監測規避模塊的航行優先級為最高優先級。本本發明所述的基于聲吶監測規避的自動導航系統，當航行過程遇到障礙物，啟動規避導航啟動，實現障礙物的規避，使用聲吶近距離監測，當航行方向出現障礙物，自行規避轉向，曲面轉向形式，修改為正確航線；實現近距離航線的微調；海洋垃圾的規避。

技術領域

本發明涉及航海技術領域，具體而言，尤其涉及一種基于聲吶監測規避的自動導航系統。

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。

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。

并且航行過程，智能化程度不足，需要駕駛人員觀察航行方向是否具有障礙物，不能自動實現海洋垃圾的規避。

發明內容

根據上述提出航行過程，智能化程度不足，需要駕駛人員觀察航行方向是否具有障礙物，不能自動實現海洋垃圾的規避的技術問題，而提供一種基于聲吶監測規避的自動導航系統。本發明主要利用聲吶監測規避模塊，采用聲吶監測航行方向，并生成障礙物位置信息及距離信息的圖像，根據船舶的航行要求，判定航線是否需要規避，若需要規避，則規劃轉向位置，以一定轉向半徑進行轉向，平滑轉向弧形回歸初始航段航道；聲吶監測規避模塊的航行優先級為最高優先級，從而起到當航行過程遇到障礙物，啟動規避導航啟動，實現障礙物的規避。

本發明采用的技術手段如下：

一種基于聲吶監測規避的自動導航系統，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。

航行預警模塊，同步GPS定位信息，判定航線航行進度，判定剩余補給儲量a，預測剩余航線航行時間及需求補給數量b；當b≤0.7a，按照原航線正常航行；當0.7a＜b≤0.85a，航行預警模塊開始預警，并將預警信息發送至船長室顯示，此時航道規劃模塊，根據補給情況重新規劃補救航道航線，并傳輸至船長室顯示。當b＞0.85a，航行預警模塊開始預警，并將預警信息發送至船長室顯示，此時航道規劃模塊，修改主航道航線，根據補給情況及中間航道港口的航線距離，重新規劃主航道航線，在節省航行距離的情況下，按照重新規劃的主航道航線航行，并傳輸至航段航線規劃模塊，重新生成航段規劃信息。