[發明專利]一種具有動態避障功能的水質采樣無人艇路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201911043014.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110608744A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 吳德烽;張朕;楊榮峰;李素文
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種具有動態避障功能的水質采樣無人艇路徑規劃方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：無人艇啟動并自檢，開啟接收航行所需各項傳感器，獲取實時地圖數據，摘取地圖的基本重要信息，并輸入無人艇核心處理器中；

步驟S2：無人艇核心處理器接收實時地圖信息，對地圖中將要執行路徑規劃的區域進行二維坐標化處理，開始路徑規劃前錄入水質采樣點坐標；

步驟S3：根據無人艇具體任務或作業要求，結合所設置采樣點坐標，利用人工魚群算法對無人艇航行路線作全局或局部路徑規劃；

步驟S4：由無人艇核心處理器規劃生成路線后，參照導航系統和電子羅盤采集的信息，控制船體動力推進系統按照預定路線航行，如果遇到動態障礙物或其他緊急情況，再次返回步驟S3，通過局部路徑規劃對路線進行修正，重新規劃路線。

2.根據權利要求1所述的一種具有動態避障功能的水質采樣無人艇路徑規劃方法，其特征在于：步驟S1中所述的所需各項傳感器包括船體上安置的超聲波測距傳感器、GPS-北斗定位模塊傳感器、電子羅盤傳感器和加速度感應傳感器；所述地圖基本重要信息包括地圖范圍及實物與地圖比例尺。

3.根據權利要求2所述的一種具有動態避障功能的水質采樣無人艇路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11：無人艇接通總電源啟動，并逐個掃描船體上安裝的各項傳感器進行自檢：通過能量管理系統中的電壓傳感器查詢剩余電量情況，通過能量管理系統中的電流傳感器查詢無人艇的實時工作電流，通過導航系統中的GPS-北斗定位模塊傳感器定位無人艇所在的具體方位，通過電子羅盤系統中的電子羅盤傳感器獲取船體艏向，通過超聲波測距系統讀取超聲波測距傳感器感知周邊障礙物；

步驟S12：獲取符合要求的實時地圖，對地圖障礙物與自由區域進行二維數字化解析，將電子地圖的部分數據導入無人艇核心處理器；所述部分數據包括水域、障礙物二維地圖電子信息數據以及經緯度坐標及比例尺信息。

4.根據權利要求3所述的一種具有動態避障功能的水質采樣無人艇路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21:無人艇上的核心處理器接收到步驟S12處理后的二維電子地圖信息，

步驟S22:根據水利部相關技術準則，結合現有水域，確定水質采樣點的數量和水質采樣點具體位置經緯度坐標；

步驟S23:結合水質采樣點經緯度坐標，通過比例尺轉化為與所述二維電子地圖相匹配的坐標，使采樣點信息輸入到二維電子地圖信息中；其中，在地圖上令A為起始點，B為目標點。