[發(fā)明專利]一種智能船舶航向航速綜合控制的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010322872.5
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111338410B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;朱慎超;柴壘;高杰;孫正濮
• 申請（專利權(quán)）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G05B13/04;G05B13/02;G05B11/42
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發(fā)明涉及智能船舶航行控制領(lǐng)域，尤其涉及一種智能船舶航向航速綜合控制的方法，其包括：首先采集外部航行數(shù)據(jù)和船舶內(nèi)部數(shù)據(jù)并通過分析，形成了對船舶及航行環(huán)境的綜合認(rèn)知，基于綜合認(rèn)知來判斷是否滿足航行條件；在不滿足航行條件時，進(jìn)入異常處理流程；在滿足航行條件時，判斷是否有岸基的操縱指令輸入；當(dāng)有岸基的操縱指令輸入，執(zhí)行岸基的操縱指令；當(dāng)沒有岸基的操縱指令輸入，判斷航行計劃是否滿足當(dāng)前航行狀況；在航行計劃不滿足當(dāng)前航行狀況時，船舶進(jìn)行自主航行；在航行計劃滿足當(dāng)前航行狀況時，基于航向控制律以及航速控制律來對船舶進(jìn)行綜合控制。本發(fā)明將航向與航速協(xié)同調(diào)度起來，且實時調(diào)整控制參數(shù)，極大地提高了控制效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能船舶航行控制領(lǐng)域，具體的說是涉及一種智能船舶航向航速綜合控制的方法。

背景技術(shù)

智能船舶是未來航運發(fā)展的主要趨勢，在智能船舶的組成系統(tǒng)中，航行控制系統(tǒng)是重中之重。船舶的循跡航行功能，即船舶在海上航行時，為了完成既定的航行任務(wù)需要對船舶的航向和航速進(jìn)行控制，保證船舶沿著既定的航線以既定的航速進(jìn)行航行?，F(xiàn)有的航向航速控制方法主要是將航向保持作為自動控制目標(biāo)，使船舶能夠自動跟隨給定的航向，或者是在航向保持的基礎(chǔ)上，將航向給定納入自主控制的范圍，由船載計算機(jī)通過控制算法自主得出航向給定值，進(jìn)行閉環(huán)控制，但是航速給定不包括在自主控制的范圍內(nèi)，無法實現(xiàn)航向、航速的綜合控制，而且協(xié)同控制程度較弱。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提出了一種智能船舶航向航速綜合控制的方法，旨在解決如何建立船舶運動學(xué)模型來確定航向控制律以及航速控制律，并基于航向控制律以及航速控制律來對船舶的航向與航速進(jìn)行綜合控制的問題。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種智能船舶航向航速綜合控制的方法，包括：

S1、采集外部航行數(shù)據(jù)和船舶內(nèi)部數(shù)據(jù)；

S2、將所述外部航行數(shù)據(jù)和所述船舶內(nèi)部數(shù)據(jù)通過專家知識庫的分析，形成對船載設(shè)備狀態(tài)參數(shù)實時監(jiān)測、航行環(huán)境信息全息感知以及航行全景態(tài)勢的綜合認(rèn)知，基于所述綜合認(rèn)知來判斷是否滿足航行條件；

S3、在不滿足所述航行條件時，進(jìn)入異常處理流程；

S4、在滿足所述航行條件時，判斷是否有岸基的操縱指令輸入；

S5、如果有所述岸基的操縱指令輸入，則執(zhí)行所述岸基的操縱指令；

S6、如果沒有所述岸基的操縱指令輸入，則判斷航行計劃是否滿足當(dāng)前航行狀況；

S7、在所述航行計劃不滿足所述當(dāng)前航行狀況時，船舶進(jìn)行自主航行；

S8、在所述航行計劃滿足所述當(dāng)前航行狀況時，通過建立船舶運動學(xué)模型來確定航向控制律以及航速控制律，基于所述航向控制律以及所述航速控制律來對船舶進(jìn)行綜合控制。

優(yōu)選地，所述外部航行數(shù)據(jù)包括：航速、航向、航線、風(fēng)速、風(fēng)向、流速、流向以及地理位置；

所述船舶內(nèi)部數(shù)據(jù)包括：各船載設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。

優(yōu)選地，步驟S3中的異常處理流程包括：

S31、判斷異常情況是否超出船舶的自主解決的能力范圍；

S32、在所述異常情況未超出船舶的自主解決能力范圍時，異常處理系統(tǒng)分析所述異常情況，輸出并執(zhí)行異常解決方案；

S33、在所述異常情況超出船舶的自主解決能力范圍時，向岸基智能集成平臺發(fā)送警報指令，并依據(jù)所述岸基智能集成平臺針對所述警報指令產(chǎn)生的反饋指令來解決異常情況。