内河盲区北斗航道智能预判方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114264305A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202010973700.4(22)申请日2020.09.16(71)申请人广西感知物联科技有限公司地址530021广西壮族自治区南宁市青秀区桃源路82-1号2栋2单元7层274号房(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.G01C21/20(2006.01)G01C21/00(2006.01)G01S19/45(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称内河盲区北斗航道智能预判方法(57)摘要本发明公开了内河盲区北斗航道智能预判方法，包括以下步骤：在船舶上安装北斗航道智能预判系统；通过多波束测深模块探测船舶四周区域的深度；结合多波束深度数据和船舶通航要求分析可航区域；结合原定在可航区域内预判临时航道；船舶按照临时航道导航信息航行，同时继续探测并不断生成新的临时航道，直到新的临时航道与原定实现对接。本发明流程简单，实时性强，适用于船舶在内河偏航后误入水路盲区的情况，可以重新引导船舶安全回归原定。CN114264305ACN114264305A权利要求书1/2页1.内河盲区北斗航道智能预判方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，在船舶安装北斗航道智能预判系统，该系统包括北斗模块、多波束测深模块、姿态测量模块、多波束数据模块、电子航道图模块、差分模块和运算模块；所述的北斗模块、多波束测深模块、姿态测量模块、多波束数据模块、电子航道图模块、差分模块与运算模块相连接；步骤2，通过多波束测深模块探测船舶四周区域的深度；所述的探测船舶四周区域深度的过程如下，步骤2.1，获取多波束测深模块的数据，包括每个多波束脚印的距离、倾角和方位角；获取姿态测量模块的数据，包括船舶横摇幅度、纵摇幅度和升沉幅度；获取北斗模块定位的船舶位置数据；确保多波束测深模块、姿态测量模块和北斗模块的时间相位一致；步骤2.2，将多波束脚印的距离与其对应倾角的余弦相乘，依次计算出每个多波束脚印所在位置的深度；步骤2.3，用姿态测量模块的数据修正多波束脚印的深度数据；步骤2.4，计算每个多波束脚印的位置坐标；步骤2.5将多波束脚印的位置坐标与深度数据绑定，存入多波束数据模块；步骤3，结合多波束深度数据和船舶通航要求分析可航区域；所述的可航区域分析过程如下，步骤3.1，根据船舶自身重量、船上货物重量和船舶吃水深度计算出船舶的通航深度；步骤3.2，将未达到通航深度的多波束脚印进行聚类分析，形成不可航区域；步骤3.3，在电子航道图上标定探测区域内的可航区域；步骤4，根据原定航道方向在已探测区域内预判临时航道；所述的临时航道预判过程如下，步骤4.1，获取原定航道位置数据；步骤4.2，根据船舶大小确定航道宽度；步骤4.3，在已探测区域内，结合原定航道、航道宽度、不可通航区域，预判临时航道，获得临时航道左、右边界的位置坐标；步骤4.4，在电子航道图上标出临时航道的位置坐标；步骤5，船舶根据临时航道导航信息行船，同时持续探测前方盲区并不断生成新的临时航道（循环执行步骤2-5），直到生成的临时航道与原定航道对接。2.根据权利要求1所述的内河盲区北斗航道智能预判方法，其特征在于，在步骤2.4中，所述的多波束脚印的位置坐标计算步骤如下，步骤2.4.1，将多波束脚印的距离与其对应倾角的正弦相乘，获得多波束脚印距离船舶的纵向偏移量；步骤2.4.2，将多波束脚印的距离与其对应方位角的正弦相乘，获得多波束脚印距离船舶的横向偏离量；步骤2.4.3，将船舶位置数据与多波束脚印距离船舶的纵向偏移量、横向偏离量相结合，获得多波束脚印的位置坐标；2.4.4，用姿态测量模块的数据修正多波束脚印的位置坐标。3.根据权利要求1所述的内河盲区北斗航道智能预判方法，其特征在于，在步骤3.3中，2CN114264305A权利要求书2/2页所述的可航区域标定过程如下，步骤3.3.1，通过差分模块对多波束脚印的位置坐标进行差分处理，使其与电子航道图的坐标空间一致；步骤3.3.2，将不可航区域的位置坐标标定在电子航道图上；步骤3.3.3，在电子航道图上标定已探测的区域边界坐标，在已探测区域内排除不可通航区域的其他区域即为可航区域。4.根据权利要求1所述的内河盲区北斗航道智能预判方法，其特征在于，所述的北斗模块支持北斗1、北斗2，单点定位精度达到2.0m，测向精度达到0.2°（1m基线），测速精度达到0.1m/s；所述的多波束探测模块的波束最大开角为160°，最大测深达到500m；所述的多波束数据模块存储的是多波束脚印的深度数据和绑定的位置坐标；所述的电子航道图模块存储的是内河流域电子航道图。3CN114264305A说明书1/5页内河盲区北斗航道智能预判方