[發(fā)明專利]一種無人船自主精準(zhǔn)停靠方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010486595.1
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111679669B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱健楠;程宇威;張金陽;池雨豪;虞夢苓
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西歐卡電子智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所 44242
• 代理人: 蔣學(xué)超

本發(fā)明提供了一種無人船自主精準(zhǔn)停靠方法及系統(tǒng)，無人船首先在返航點獲取返航點位姿信息，收到返航指令后，回到根據(jù)返航點位姿信息生成的特征點，在特征點對周圍環(huán)境進行建模，得到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)，最后根據(jù)環(huán)境地圖數(shù)據(jù)計算無人船的坐標(biāo)偏移量，根據(jù)坐標(biāo)偏移量和無人船當(dāng)前的位姿信息生成修正后的泊船控制指令，并通過泊船控制指令停靠于返航點。本發(fā)明的有益效果在于：提供了一種無人船自主返航停靠的控制方法，用戶可以根據(jù)需求自行設(shè)定返航點，當(dāng)衛(wèi)星定位信號較差的時候，無人船能夠?qū)χ車h(huán)境進行主動探測，并進行建模獲取環(huán)境地圖數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)對行進路線進行糾正，實現(xiàn)精準(zhǔn)返航并停靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種無人船自主精準(zhǔn)停靠方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著智能技術(shù)的快速發(fā)展，各種類型和用途的無人船得到了廣泛的應(yīng)用，無人船的自主返航充電問題逐漸進入到人們的視野中。如何精準(zhǔn)地控制無人船進入船塢是無人船返航的技術(shù)難點。如公開號為CN109808527A的發(fā)明專利利用兩個信號發(fā)射器和信號接收器來判斷船體位置，并由船塢上的控制系統(tǒng)控制船體移動。但在實際場景中，該專利使用的信號收發(fā)器無法達到厘米級精確定位，并且容易受到干擾，導(dǎo)致對船只位置估計錯誤，船只無法成功進入船塢并實現(xiàn)精準(zhǔn)停靠。因此，開發(fā)新的無人船實現(xiàn)精準(zhǔn)停靠的方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無人船自主精準(zhǔn)停靠方法及系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種無人船自主精準(zhǔn)停靠方法，包括如下步驟：

無人船停靠于返航點時，間隔獲取無人船的位姿信息，得到返航點初步位姿信息；

對返航點初步位姿信息進行取平均處理，得到返航點位姿信息；

通過返航點位姿信息生成特征點位置信息；

無人船在航行過程中收到返航請求后，根據(jù)無人船當(dāng)前的位姿信息和特征點位置信息生成返航控制指令；

根據(jù)返航控制指令返回特征點；

在特征點對周圍環(huán)境進行建模，得到環(huán)境地圖數(shù)據(jù)；

根據(jù)環(huán)境地圖數(shù)據(jù)得到無人船的坐標(biāo)偏移量；

根據(jù)坐標(biāo)偏移量和無人船當(dāng)前的位姿信息生成泊船控制指令；

根據(jù)泊船控制指令控制無人船停靠于返航點。

進一步的，在無人船停靠于返航點時，間隔獲取無人船的位姿信息，得到返航點初步位姿信息的步驟中，具體包括：

根據(jù)定位單元獲取無人船當(dāng)前位置的經(jīng)度、緯度和精度因子，得到點隊列；

根據(jù)姿態(tài)傳感單元獲取無人船當(dāng)前位置的偏航角，得到朝向隊列；

根據(jù)點隊列和朝向隊列成返航點初步位姿信息。

進一步的，在對返航點初步位姿信息進行取平均處理的步驟中，具體包括：

對點隊列中的經(jīng)度和緯度進行加權(quán)平均，權(quán)值為精度因子，得到返航點的經(jīng)緯度N₀；

對朝向隊列中的偏航角進行算術(shù)平均，得到返航點的朝向Y₀。

進一步的，在通過返航點位姿信息生成特征點的步驟中，具體包括：

將大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)系，以返航點的經(jīng)緯度為坐標(biāo)原點，返航點的偏航角為Y軸；

沿Y軸正向，距原點l₁米處，設(shè)置特征點N₁。

進一步的，無人船在航行過程中，還包括無人船出航時在返航點附近對周圍環(huán)境進行初次建模，得到初始環(huán)境地圖數(shù)據(jù)的步驟。