[發(fā)明專利]船舶自動(dòng)巡航模擬仿真方法及終端設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910198205.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN110083073A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高嘉麗;鐘秋發(fā);黃煦;曹心宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科恒運(yùn)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02;G06F17/50
• 代理公司: 石家莊國為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 米文智

本發(fā)明提供了一種船舶自動(dòng)巡航模擬仿真方法及終端設(shè)備，包括：通過引力勢(shì)函數(shù)構(gòu)建虛擬勢(shì)能場，并將目標(biāo)船舶置入所述虛擬勢(shì)能場；通過所述虛擬勢(shì)能場進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中的受到的引力和斥力；根據(jù)所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中受到的引力和斥力，計(jì)算所述目標(biāo)船舶的加速度；根據(jù)所述目標(biāo)船舶的加速度，在所述虛擬勢(shì)能場中通過預(yù)設(shè)的比例?積分?導(dǎo)數(shù)控制器對(duì)所述目標(biāo)船舶進(jìn)行控制，對(duì)所述目標(biāo)船舶的巡航進(jìn)行模擬仿真。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過構(gòu)建人工勢(shì)能場，解決了船舶巡航過程中可能出現(xiàn)的碰撞問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶自動(dòng)巡航模擬仿真方法及終端設(shè)備。

背景技術(shù)

船舶碰撞事故是占比最高的水上交通事故，為降低船舶碰撞事故發(fā)生率，減少人為因素影響，需提高船舶智能化程度。現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)范將智能航行列為智能船舶的重要功能模塊，要求船舶在開闊水域可按照預(yù)定航路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避碰并自主航行。

船舶自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自動(dòng)航行的基礎(chǔ)，通過目前現(xiàn)有的仿真方法，僅通過航向偏移法會(huì)頻繁出現(xiàn)船舶碰撞的問題，因此，現(xiàn)有技術(shù)缺乏對(duì)船舶自動(dòng)巡航模擬仿真過程中避免船舶碰撞的方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種船舶自動(dòng)巡航模擬仿真方法、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)及終端設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)船舶自動(dòng)巡航的仿真模擬過程中出現(xiàn)船舶碰撞的問題。

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種船舶自動(dòng)巡航模擬仿真方法，包括：

通過引力勢(shì)函數(shù)構(gòu)建虛擬勢(shì)能場，并將目標(biāo)船舶置入所述虛擬勢(shì)能場；

通過所述虛擬勢(shì)能場進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中的受到的引力和斥力；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中受到的引力和斥力，計(jì)算所述目標(biāo)船舶的加速度；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶的加速度，在所述虛擬勢(shì)能場中通過預(yù)設(shè)的比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制器對(duì)所述目標(biāo)船舶進(jìn)行控制，對(duì)所述目標(biāo)船舶的巡航進(jìn)行模擬仿真。

本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如下步驟：

通過引力勢(shì)函數(shù)構(gòu)建虛擬勢(shì)能場，并將目標(biāo)船舶置入所述虛擬勢(shì)能場；

通過所述虛擬勢(shì)能場進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中的受到的引力和斥力；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中受到的引力和斥力，計(jì)算所述目標(biāo)船舶的加速度；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶的加速度，在所述虛擬勢(shì)能場中通過預(yù)設(shè)的比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制器對(duì)所述目標(biāo)船舶進(jìn)行控制，對(duì)所述目標(biāo)船舶的巡航進(jìn)行模擬仿真。

本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提供了一種終端設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)可讀指令，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)可讀指令時(shí)實(shí)現(xiàn)如下步驟：

通過引力勢(shì)函數(shù)構(gòu)建虛擬勢(shì)能場，并將目標(biāo)船舶置入所述虛擬勢(shì)能場；

通過所述虛擬勢(shì)能場進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中的受到的引力和斥力；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶在所述虛擬勢(shì)能場中受到的引力和斥力，計(jì)算所述目標(biāo)船舶的加速度；

根據(jù)所述目標(biāo)船舶的加速度，在所述虛擬勢(shì)能場中通過預(yù)設(shè)的比例-積分-導(dǎo)數(shù)控制器對(duì)所述目標(biāo)船舶進(jìn)行控制，對(duì)所述目標(biāo)船舶的巡航進(jìn)行模擬仿真。