[發明專利]一種船舶航行路徑自動平滑方法及裝置

有效

• 申請號: 201911061906.3
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110908372B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;萬倩男;劉帆;張惠麗;袁如意;朱慎超
• 申請（專利權）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理有限公司 11613
• 代理人: 齊勝杰

一種船舶航行路徑自動平滑方法，包括：S1、獲取船舶參考路徑；S2、從初始路徑點開始，按順序將路徑點依次賦值于第一目標點、第二目標點和第三目標點；S3、確定穿過三個目標點的弧形路徑；當第一、二目標點間弧形路徑上存在安全路徑點時，將安全路徑點插入參考路徑，進行S4；否則進行S4；S4、若初始路徑點為最后三個路徑點之一，進行S5；否則令第二目標點對應的拐點作為初始路徑點，重復S2；S5、若初始路徑點為最后兩個路徑點之一，輸出船舶的優化路徑；否則，令最后一個拐點為初始路徑點，按倒序將路徑點依次賦值于第一目標點、第二目標點和第三目標點，重復S3。在不增加整體航路長度的前提下使航路更加平滑。

技術領域

本發明涉及航行路徑規劃技術領域，尤其涉及一種船舶航行路徑自動平滑方法及裝置。

背景技術

航路規劃是海上船舶航行的前提條件之一，隨著技術的不斷進步，各種航路規劃算法代替人為設定航行路徑點自定生成船舶航路。但是受限于算法規則與船只工藝上的差異，自動規劃所獲得的航路可能在實際航行過程中存在諸如部分位置轉向角過大、航路不夠平滑、航路距離岸基或障礙物過近等問題，因此根據實際需求對已規劃的航路進行自動平滑調整是十分有必要的。

故亟需一種船舶航行路徑自動平滑方法及裝置。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種船舶航行路徑自動平滑方法及裝置。使航路優化的更加平滑，能夠充分解決原航路可能存在的部分位置轉向角過大、航路不夠平滑、航路距離岸基或障礙物過近等問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種船舶航行路徑自動平滑方法，包括以下步驟：

S1、獲取船舶的參考路徑，參考路徑的路徑點集合包括起點、拐點和終點；并將起點作為初始路徑點。

S2、從初始路徑點開始，按順序將路徑點依次賦值于第一目標點、第二目標點和第三目標點。

S3、依據第一目標點、第二目標點和第三目標點，確定穿過第一目標點、第二目標點和第三目標點的弧形路徑。判斷第一目標點和第二目標點間的弧形路徑上是否存在符合路徑點安全條件的路徑點，若是，將符合路徑點安全條件的路徑點插入路徑點集合中，并進行步驟S4；若否，直接進行步驟S4。

S4、判斷初始路徑點是否為最后三個路徑點之一，若是，判斷初始路徑點是否為最后兩個路徑點之一；若否，令第二目標點對應的拐點作為初始路徑點，重復步驟S2。

S5、若初始路徑點為最后兩個路徑點之一，輸出船舶的優化路徑；否則，令最后一個拐點為初始路徑點，按倒序將路徑點依次賦值于第一目標點、第二目標點和第三目標點，并重復步驟S3。

作為本發明方法的一種改進，依據第一目標點、第二目標點和第三目標點，確定穿過第一目標點、第二目標點和第三目標點的弧形路徑，包括：依據第一目標點、第二目標點和第三目標點，確定距離第一目標點、第二目標點和第三目標點相等的位置點；以位置點為圓心，以位置點和第一目標點確定的線段為半徑，確定穿過第一目標點、第二目標點和第三目標點的弧形路徑。

作為本發明方法的一種改進，判斷第一目標點和第二目標點間的弧形路徑上是否存在符合路徑點安全條件的路徑點，包括：判斷以第一目標點和第二目標點確定的線段的垂直平分線與第一目標點和第二目標點間的弧形路徑的交點是否符合路徑點安全條件。

作為本發明方法的一種改進，路徑點安全條件包括：路徑點與第一目標點間的路徑段距不可通行區域的最小距離大于10倍船長；路徑點與第二目標點間的路徑段距不可通行區域的最小距離大于10倍船長。

作為本發明方法的一種改進，不可通行區域包括海上島嶼區域、海上惡劣天氣影響區域和因交通管制的臨時限航區域。