无人船路径规划方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114967700A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210629523.7(22)申请日2022.06.01(71)申请人苏州庄舟智能科技有限公司地址215000江苏省苏州市昆山市锦溪镇锦昌路28号3号房405室（集群登记）(72)发明人高晓华崔佳炜季永中张迪(74)专利代理机构北京哌智科创知识产权代理事务所(普通合伙)11745专利代理师陈雪莹(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书1页说明书11页附图3页(54)发明名称无人船路径规划方法及系统(57)摘要本发明涉及无人船路径规划技术领域，涉及一种无人船路径规划方法及系统。本方法包括用户选择规划方式并在云平台地图上进行选点操作；针对路径规划和区域规划，采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果；无人船运行过程中，实时反馈其经纬度数据，并在云平台上显示；云平台上的路线通过显示颜色的变化区分走过与未走过的路径；当到达目标点时，任务完成，显示线路消失。本方法简便易行，可快速获得规划结果，针对区域规划，采用了特点算法获得最少转弯次数，大大减少了每次转弯时用于克服侧向阻力而造成的能源无意义消耗，进而实现了能源使用率最大化的目标。CN114967700ACN114967700A权利要求书1/1页1.一种无人船路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：S1：用户选择路径规划或区域规划；S2：用户在云平台地图上进行选点操作；S3：针对路径规划和区域规划，分别采用相应的规划步骤实施规划，获得规划结果；S4：无人船运行过程中，实时反馈其经纬度数据，并在云平台上显示；S5：当无人船运行到每一条直线时，云平台上的相应直线通过显示颜色的变化区分走过与未走过的路径；S6：当到达目标点时，任务完成，显示线路消失，等待下一次规划。2.根据权利要求1所述的无人船路径规划方法，其特征在于，S3中针对路径规划的规划步骤包括：(1)在云平台地图上选择≥1个点；(2)依次顺序连接上步所选的点，连接方式按照两点之间最短直线距离原则；(3)得到一条连续的多线段；(4)上步获得的连续的多线段即为规划路径，从起点至终点依次运行。3.根据权利要求1所述的无人船路径规划方法，其特征在于，S3中针对区域规划的规划步骤包括：(1)在云平台地图上选择≥3个点；(2)依次顺序连接上步所选的点，形成一个多边形面域；(3)在上步获得的多边形面域中，自动生成S型折线，覆盖此区域；(4)上步获得的S型折线即为该区域中能源消耗最小的规划路径。4.根据权利要求3所述的无人船路径规划方法，其特征在于，所述S型折线的自动生成原则是预先设定S型折线中各平行线之间的间距，然后利用特点算法计算获得最少转弯次数。5.一种无人船路径规划系统，其特征在于，所述系统包括：(1)云端管理平台：用户在云端管理平台地图上进行选点操作，并选择规划方式为路径规划或区域规划；(2)船体计算机：将云端管理平台发来的规划信息传递给船体动力控制盒；(3)船体动力控制盒：向船体动力系统发送电机脉冲与舵机信号指令使无人船按照规划路径运行；上述各组件执行权利要求1‑4任一项所述的无人船路径规划方法。6.根据权利要求5所述的无人船路径规划系统，其特征在于，所述云端管理平台与船体计算机通过4G或5G网络交互信息。7.根据权利要求1‑4任一项所述的无人船路径规划方法在无人船生产中的用途。2CN114967700A说明书1/11页无人船路径规划方法及系统技术领域[0001]本发明涉及无人船路径规划技术领域，尤其涉及一种无人船路径规划方法及系统。背景技术[0002]无人船是一种无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面智能机器人，目前已广泛应用于环保监测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安防巡逻等领域。具备任务航线规划、自主避障算法，并配以多参数监测传感器及环境治理设备的无人船能够自主实现水文水质监测作业、避障导航、污染追踪报警、环境治理等多类功能。[0003]路径规划是运动规划的重要组成部分，连接起点位置和终点位置的序列点或曲线称之为路径，构成路径的策略即为路径规划，路径规划在很多领域具有着广泛的应用，尤其是在无人船的自主运动和避障航行方面，路径规划工作至关重要。常用的路径规划算法主要有模拟退火算法、人工势场法、模糊逻辑算法、禁忌搜索算法，以及图形学方法、智能仿生学算法等，但是在实际应用过程中，上述算法的能源使用率并不理想，经常会由于路径规划的不合理而造成能源无意义的消耗。发明内容[0004](一)发明目的[0005]为了克服现有路径规划算法的上述缺陷，本发明提供了一种新的无人船路径规划方法，本方法操作简洁，且能够在用户需要的路线与区域内，使得能源使用率最