[發(fā)明專利]無(wú)人船避障方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111047594.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN113625726A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張相廷;宓超;陳堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 一溪古（上海）人工智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 無(wú)錫市匯誠(chéng)永信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32260
• 代理人: 倪楊

本發(fā)明涉及無(wú)人船避障方法及其系統(tǒng)，該方案包括以下步驟：S000、采集雷達(dá)數(shù)據(jù)和超聲波數(shù)據(jù)并解析；S010、判斷無(wú)人船當(dāng)前航向±30°內(nèi)是否存在障礙物；S020、若是，則依據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)和超聲波數(shù)據(jù)計(jì)算該障礙物與無(wú)人船之間距離以及夾角方向；若距離小于安全距離，則所述無(wú)人船后退至安全距離外后執(zhí)行S030步驟；若否，則執(zhí)行S000步驟；S030、調(diào)整無(wú)人船向夾角絕對(duì)值增大方向旋轉(zhuǎn)；S040、判斷夾角絕對(duì)值是否大于30°；S050、若是，則控制無(wú)人船正常行駛執(zhí)行S000步驟直至行駛至目標(biāo)點(diǎn)；若否，則執(zhí)行S030步驟。本申請(qǐng)具有避障效果好，而且能夠在視野較差時(shí)仍就能夠準(zhǔn)確避障的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人船技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無(wú)人船避障方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無(wú)人船作為一種智能化、機(jī)動(dòng)化、無(wú)人化、網(wǎng)絡(luò)化的水面交通工具，在海洋醫(yī)藥領(lǐng)域、海洋上的生態(tài)監(jiān)控、赤潮監(jiān)控、濱海濕地生態(tài)監(jiān)控、海上救援、海上巡邏等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)自主智能的研究越來(lái)越深入，無(wú)人船技術(shù)也日益對(duì)傳統(tǒng)大型商用船舶生產(chǎn)影響。無(wú)人艇技術(shù)涉及艇體設(shè)計(jì)制造、動(dòng)力推進(jìn)、通信導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)控制等諸多方面，國(guó)內(nèi)外都非常重視無(wú)人艇技術(shù)的研發(fā)。現(xiàn)有無(wú)人艇的運(yùn)行模式主要有兩種，一種為自主航行模式，另外一種為遠(yuǎn)程遙控模式。其中，自主航行模式是指無(wú)人艇按照目標(biāo)任務(wù)，在完全沒有人工干預(yù)的情況下進(jìn)行安全航行的一種航行模式。

無(wú)人船在水面行駛的過程中，會(huì)遇到各種各樣的障礙物。如果不能夠及時(shí)地避開水中的障礙會(huì)對(duì)無(wú)人船造成不可逆的危險(xiǎn)，輕則無(wú)人船無(wú)法航行，重則無(wú)人船受損報(bào)廢。這樣不僅僅會(huì)耽誤操作者的工作，也會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了保證無(wú)人船能夠平穩(wěn)且安全的航行，需要對(duì)無(wú)人船在水中遇到的各種障礙物進(jìn)行分析和處理，在面對(duì)水中各種障礙物采取有效的避障方式，達(dá)到避障的目的。

然而目前的無(wú)人船避障控制方法或系統(tǒng)存在避障缺陷，如中國(guó)專利CN110989617A公開了一種無(wú)人船避障控制系統(tǒng)及無(wú)人船，其僅依靠對(duì)圖像傳感器的角度調(diào)節(jié)來(lái)提高圖像傳感器的視野范圍，減少視野盲區(qū)，從而提高了避障成功率。顯然這種方式存在重大缺陷，圖像傳感器不僅局限較大，而且在夜晚、雨水天氣等能見度低的情況下，很容易導(dǎo)致圖像傳感器無(wú)法檢測(cè)到障礙物，導(dǎo)致避障失敗。

因此，亟待一種能夠顯著提高避障成功率且對(duì)于環(huán)境的感知能力更強(qiáng)的無(wú)人船避障方法及其系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了無(wú)人船避障方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：無(wú)人船避障方法包括以下步驟：

S000、采集雷達(dá)數(shù)據(jù)和超聲波數(shù)據(jù)并解析；

S010、判斷無(wú)人船當(dāng)前航向±30°內(nèi)是否存在障礙物；

S020、若是，則依據(jù)所述雷達(dá)數(shù)據(jù)和所述超聲波數(shù)據(jù)計(jì)算該障礙物與所述無(wú)人船之間的夾角方向與距離，從而確定障礙物位置，其中該夾角為所述無(wú)人船當(dāng)前航向與所述無(wú)人船與所述障礙物之間連線之間的夾角，該距離為所述無(wú)人船當(dāng)前位置與所述障礙物位置之間的直線距離，若距離小于安全距離，則所述無(wú)人船后退至安全距離外后執(zhí)行S030步驟；若否，則執(zhí)行S000步驟；

S030、調(diào)整所述無(wú)人船向夾角絕對(duì)值增大方向旋轉(zhuǎn)，其中所述無(wú)人船的旋轉(zhuǎn)角速度基于所述距離；

S040、判斷夾角絕對(duì)值是否大于30°；

S050、若是，則控制所述無(wú)人船正常行駛執(zhí)行S000步驟直至行駛至目標(biāo)點(diǎn)；若否，則執(zhí)行S030步驟。

工作原理及有益效果：1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)不在借助視覺傳感器來(lái)獲取障礙物，而是通過雷達(dá)數(shù)據(jù)和超聲波數(shù)據(jù)兩者來(lái)獲取障礙物的準(zhǔn)確距離和方位，不存在因?yàn)橐曇安顚?dǎo)致無(wú)法檢測(cè)到障礙物的問題，避障性能更好；