[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)人船的自動(dòng)返航方法及其裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010511551.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111664849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雁行
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寰易（廣東）應(yīng)急安全科技集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/20
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 廣東翰銳律師事務(wù)所 44442
• 代理人: 陳業(yè)勝;楊文哲

本發(fā)明提供了一種無(wú)人船的自動(dòng)返航方法，包括以下步驟：采集無(wú)人船的來(lái)時(shí)路徑軌跡，記錄船在來(lái)時(shí)路徑所受的阻力值，并記錄軌跡的交叉位置坐標(biāo)；當(dāng)進(jìn)入返航程序，根據(jù)阻力值對(duì)可能的返航軌跡進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，且當(dāng)返航路徑與來(lái)時(shí)路徑軌跡方向相反時(shí)，根據(jù)所述無(wú)人船來(lái)時(shí)路徑所受的阻力越大，返航時(shí)路徑的阻力就越小的原則賦值，選擇優(yōu)先級(jí)更高的路徑；根據(jù)該路徑所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)讓無(wú)人船返航。本發(fā)明還提供了一種無(wú)人船的自動(dòng)返航裝置，通過(guò)本發(fā)明的無(wú)人船的自動(dòng)返航方法及裝置，將水域中的環(huán)境因素比如水流因素添加進(jìn)入返航路徑選擇，從而對(duì)返航路徑進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水域救援領(lǐng)域，特別是一種無(wú)人船的自動(dòng)返航方法及其裝置。

背景技術(shù)

一般而言，遠(yuǎn)程遙控的無(wú)人設(shè)備會(huì)設(shè)置自動(dòng)返航的功能，避免遠(yuǎn)程控制鏈接斷開(kāi)后無(wú)人設(shè)備電量損毀或者丟失；但直線返航的返航方式在返航過(guò)程中有較大幾率存在障礙物，尤其是在復(fù)雜多變的水域救援環(huán)境中，此時(shí)的水域環(huán)境是復(fù)雜多變的，直線返航并不適合救援船的自動(dòng)返航方式。

背景技術(shù)中還包括一種按照原路徑返航的技術(shù)方案，通過(guò)原路徑返航可以規(guī)避大多數(shù)已知的風(fēng)險(xiǎn)，可是讓無(wú)人設(shè)備以較高概率成功返航，但此種自動(dòng)返航的方式航路過(guò)長(zhǎng)，會(huì)大量損耗無(wú)人設(shè)備的電量，使得的該無(wú)人設(shè)備在設(shè)置預(yù)警電量時(shí)需要預(yù)留大量預(yù)備電量以供無(wú)人設(shè)備返航，不利于該無(wú)人設(shè)備的電量管理和延長(zhǎng)該無(wú)人設(shè)備的里程。

在沿原路徑返航的技術(shù)中存在著對(duì)路徑進(jìn)行優(yōu)化的方案，比如圖1所示的一種自動(dòng)返航路徑規(guī)劃算法，無(wú)人機(jī)在路徑過(guò)程中實(shí)時(shí)記錄每個(gè)時(shí)刻的位置和速度信息，在需要自動(dòng)返航時(shí)，首先搜索路徑上的交叉點(diǎn)，然后在交叉點(diǎn)以及各交叉點(diǎn)之間的距離構(gòu)成的無(wú)向圖中搜索最短路徑，并沿此為返航路徑進(jìn)行自動(dòng)返航，這種技術(shù)往往采用在無(wú)人飛行器領(lǐng)域。

上述路徑算法雖然可以縮短返航路徑，但還不能直接應(yīng)用到水域領(lǐng)域，與空域不同的是，水域中具有更強(qiáng)的水流阻力，特別是在具有一定水流方向的江河湖海水域，其水流方向?qū)o(wú)人船的阻力是非常顯著的。因此僅僅考慮路徑的長(zhǎng)短極有可能會(huì)讓無(wú)人船選擇的是一端逆流方向的路徑，從而不但無(wú)法節(jié)約能耗，更可能因此增加無(wú)人船失蹤的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，水域的應(yīng)用場(chǎng)景顯然與空域不同，無(wú)人船不存在掉落墜機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，因此在極端情況，比如電池電量有限的情況，無(wú)人船返航可能性不高時(shí)，通過(guò)一定的技術(shù)停留在固定坐標(biāo)位置是更明智的選擇，因此需要對(duì)水域的無(wú)人船返航方案作出更加合理的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種無(wú)人船的自動(dòng)返航方法及其裝置，將水域中的環(huán)境因素比如水流因素添加進(jìn)入返航路徑選擇，從而對(duì)返航路徑進(jìn)行優(yōu)化。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案有：

一種無(wú)人船的自動(dòng)返航方法，從起點(diǎn)位置坐標(biāo)開(kāi)始實(shí)時(shí)采集所述無(wú)人船來(lái)時(shí)路徑的坐標(biāo)，以及記錄所述無(wú)人船在來(lái)時(shí)路徑所受的水流阻力值；如果所述來(lái)時(shí)路徑軌跡具有交叉點(diǎn)的，記錄所述來(lái)時(shí)路徑軌跡的交叉點(diǎn)位置坐標(biāo)；進(jìn)入返航程序，獲得從返航點(diǎn)位置坐標(biāo)至起點(diǎn)位置坐標(biāo)的路徑，包括：建立以所述返航點(diǎn)位置坐標(biāo)、交叉點(diǎn)位置坐標(biāo)和起點(diǎn)位置坐標(biāo)為節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的節(jié)點(diǎn)之間的連線為所述無(wú)人船曾經(jīng)經(jīng)過(guò)的路徑軌跡；對(duì)所述節(jié)點(diǎn)之間存在的路徑軌跡賦予返航路徑優(yōu)先級(jí)，具體為：當(dāng)返航路徑與來(lái)時(shí)路徑軌跡方向相反時(shí)，根據(jù)所述無(wú)人船來(lái)時(shí)路徑所受的阻力越大，返航時(shí)路徑的阻力就越小的原則賦值；所述返航路徑優(yōu)先級(jí)與所述來(lái)時(shí)路徑記錄的所述水流阻力值負(fù)相關(guān)，所記錄的水流阻力值越大則返航路徑優(yōu)先級(jí)越高；所述水流阻力值在設(shè)定的范圍之間的被定義為同一個(gè)返航路徑優(yōu)先級(jí)，且至少具有兩個(gè)不同的返航路徑優(yōu)先級(jí)；在所述交叉點(diǎn)坐標(biāo)位置選擇路徑到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，選擇返航路徑優(yōu)先級(jí)更高的路徑；在相同返航路徑優(yōu)先級(jí)的情況下，選擇路徑軌跡距離最小的路徑；建立從所述返航點(diǎn)位置坐標(biāo)開(kāi)始到起點(diǎn)位置坐標(biāo)結(jié)束的返航路徑。