[发明专利]基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法

说明书

本发明公开基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法，包括获取船舶航行信息—获取船舶航行狭水道状况信息—避碰危险物或船体的路径规划—船舶避碰过程记录—船舶避碰过程反馈的方法步骤，通过加速度传感器、GPS模块与GIS模块的配合，可以对船舶行驶的附近的狭水道环境信息进行收集，有利于后续环节中更全面的进行路径规划，通过第一摄像头、第二摄像头与主控模块的配合，可以记录船舶避碰的航行过程，便于使用者后期对整个避碰过程进行分析与反馈，能够做出及时调整或者改进，通过转动柱与限位筒的配合，使得第一摄像头与第二摄像头的拍摄角度灵活多变，通过气嘴与气缸的配合，便于对摄像头进行清理。

技术领域

本发明涉及船舶避碰技术技术领域，具体涉及基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法。

背景技术

随着国际贸易如火如荼的进行，船舶大型化、快速化程度不断地发展，狭水道船舶密集、往来频繁，航路面对更快速的大型船舶、超大型船舶显得更加狭窄、拥堵，船舶航行操纵难度大幅度增大，会遇时船舶碰撞风险大大增加，碰撞事故时有发生；现有的路径规划船舶避碰的方法在使用时存在一定的弊端，首先，无法对船舶自身加速度的大小，以及没有对周围环境进行的数据进行收集，不利于后续对路径进行规划，对于船舶航行过程中信息的获取不够全面，其次，不具备对船舶的避碰过程进行记录的功能，无法对避碰过程进行反馈，不利于及时对整个避碰方法进行改进，还有，对于船舶所使用的摄像装置角度调整不够灵活，最后，摄像头的清理较为不便，影响拍摄效果，为此我们提出了基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供的对于船舶航行过程中信息的获取较为全面的基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明的基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰方法，包括获取船舶航行信息—获取船舶航行狭水道状况信息—避碰危险物或船体的路径规划—船舶避碰过程记录—船舶避碰过程反馈的方法步骤，具体步骤如下：

（1）获取船舶航行信息：配合AIS系统，通过GPS模块获取船舶的实际位置、船速、航向、吃水与船舶尺度等信息，通过加速度传感器获取船舶的加速度，并将信息传递至主控模块；

（2）获取船舶航行狭水道状况信息：通过GIS模块获取船舶周围环境状况并传递至云服务器，主控模块通过GPRS模块接收云服务器的信息，获悉狭水道周围的环境状况；

（3）避碰危险物或船体的路径规划：通过获取的船舶的实际位置、船速、航向、吃水、船舶尺度与加速度，以及周围环境的信息，对船舶的行径路线做出规划；

（4）船舶避碰过程记录：

①通过底座与安装孔将记录装置安装于船舶上，将第一摄像头、第二摄像头、第一伺服电机、第二伺服电机、电动机与电磁阀分别接于主控模块处；

②通过第一摄像头与第二摄像头对船舶避碰的路径过程进行记录；

③第一摄像头与第二摄像头将记录的视频信息传递至主控模块处。

（5）船舶避碰过程反馈：将收集的视频信息进行分析反馈，判断整个避碰过程是否在可控误差范围内。

进一步地，步骤（1）所述的AIS系统包括主控模块、GPS模块、加速度传感器、存储模块、显示模块、云服务器与GIS模块。

进一步地，所述GPS模块的信号输出端口以及加速度传感器的输出端口分别与主控模块的信号输入端口相连接，所述存储模块的信号输入端口与主控模块的信号输出端口相连接。

更进一步地，所述GPRS模块的信号输出端口与主控模块的信号输入端口相连接，所述云服务器的信号输出端口与GPRS模块的信号输入端口相连接，所述GIS模块的信号输出端口与云服务器的信号输入端口相连接。