[發(fā)明專利]用于水面無人航行器的動態(tài)虛擬錨泊控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010517381.6
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111722627A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桑宏強;孫秀軍;周瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海洋科學與技術(shù)國家實驗室發(fā)展中心
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;B63B21/00;B63B35/00
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37227
• 代理人: 潘晉祥

1.一種用于水面無人航行器的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，包括：

步驟S1：設(shè)定虛擬錨泊定位參數(shù)；

步驟S2：根據(jù)所述虛擬錨泊定位參數(shù)及所述水面無人航行器當前的實際位置獲得所述水面無人航行器所在當前的實際位置時刻的期望航向；

步驟S3：根據(jù)所述水面無人航行器的當前實際航向及所述期望航向獲得所述水面無人航行器的期望打舵角度，并根據(jù)所述期望打舵角度調(diào)整所述水面無人航行器向虛擬錨泊定位中心行進的航向。

2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，還包括：

步驟S4：延時判斷所述水面無人航行器是否完成虛擬錨泊導航控制。

3.如權(quán)利要求1或2所述的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，所述虛擬錨泊定位參數(shù)包括虛擬錨泊定位中心、期望虛擬錨泊圓及前視距離。

4.如權(quán)利要求3所述的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21：實時定位確定所述水面無人航行器的實際位置，并以所述水面無人航行器的實際位置為中心構(gòu)建大地坐標系；

步驟S22：根據(jù)所述水面無人航行器的實際位置及所述虛擬錨泊圓的連線獲得交點位置；

步驟S23：以所述交點位置為起點，沿所述交點位置的切線方向根據(jù)前視距離獲得所述水面無人航行器的所述期望航向。

5.如權(quán)利要求4所述的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S31：實時采集所述水面無人航行器的所述當前實際航向；

步驟S32：根據(jù)所述水面無人航行器的當前實際航向及所述期望航向獲得所述水面無人航行器的所述期望打舵角度；

步驟S33：根據(jù)所述期望打舵角度調(diào)整所述水面無人航行器向虛擬錨泊定位中心行進的航向。

6.如權(quán)利要求2所述的動態(tài)虛擬錨泊控制方法，其特征在于，所述步驟S4中包括：

延時判斷所述水面無人航行器是否完成虛擬錨泊控制，若未完成，則返回步驟S3，直至完成所述水面無人航行器的動態(tài)虛擬錨泊圓路徑跟蹤。

7.一種用于水面無人航行器的動態(tài)虛擬錨泊控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

參數(shù)設(shè)定單元，設(shè)定虛擬錨泊定位參數(shù)；

期望航向計算單元，根據(jù)所述虛擬錨泊定位參數(shù)及所述水面無人航行器當前的實際位置獲得所述水面無人航行器所在當前的實際位置時刻的期望航向；

控制單元，根據(jù)所述水面無人航行器的當前實際航向及所述期望航向獲得所述水面無人航行器的期望打舵角度，并根據(jù)所述期望打舵角度調(diào)整所述水面無人航行器向虛擬錨泊定位中心行進的航向。

8.如權(quán)利要求7所述的動態(tài)虛擬錨泊控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

延時判斷單元，延時判斷所述水面無人航行器是否完成虛擬錨泊導航控制。

9.如權(quán)利要求7或8所述的動態(tài)虛擬錨泊控制系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬錨泊定位參數(shù)包括虛擬錨泊定位中心、期望虛擬錨泊圓及前視距離。

10.如權(quán)利要求9所述的動態(tài)虛擬錨泊控制系統(tǒng)，其特征在于，所述期望航向計算單元包括：

坐標系構(gòu)建模塊，實時定位確定所述水面無人航行器的實際位置，并以所述水面無人航行器的實際位置為中心構(gòu)建大地坐標系；

交點位置獲得模塊，根據(jù)所述水面無人航行器的實際位置及所述虛擬錨泊圓的連線獲得交點位置；

期望航向獲得模塊，以所述交點位置為起點，沿所述交點位置的切線方向根據(jù)前視距離獲得所述水面無人航行器的所述期望航向。

11.如權(quán)利要求10所述的動態(tài)虛擬錨泊控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括：

當前實際航向獲得模塊，實時采集所述水面無人航行器的所述當前實際航向；

期望打舵角度獲得模塊，根據(jù)所述水面無人航行器的當前實際航向及所述期望航向獲得所述水面無人航行器的所述期望打舵角度；

航向控制模塊，根據(jù)所述期望打舵角度調(diào)整所述水面無人航行器向虛擬錨泊定位中心行進的航向。