[发明专利]基于事件触发的无人艇路径跟踪方法、无人艇控制平台

说明书

本发明属于无人艇路径跟踪技术领域，公开了一种基于事件触发的无人艇路径跟踪方法、无人艇控制平台，获取无人艇当前位置与参考位置的直线距离，无人艇当前方向与参考方向的角度差；选取适当长度，选取适当角度，即当船体偏离一定距离或偏离一定角度时，事件触发器触发，此时，无人艇的参考路径更新，并将传感器测得的数据传给控制器。本发明针对控制器与无人艇之间的通讯，建立一个事件触发机制，与现有的基于时间周期的算法相比较，可以在保证无人艇路径跟随的准确性的前提下减少求解优化问题的计算量，同时减少通讯次数，降低了通讯成本。

技术领域

本发明属于无人艇路径跟踪技术领域，尤其涉及一种基于事件触发的无人艇路径跟踪方法、无人艇控制平台。

背景技术

目前，无人艇是一种响应快速灵活的高精度水面运动平台，以水面舰艇为支援平台，可长时间自主远程航行的无人智能设备。与常规舰船相比，无人艇的优点是吨位小、运输方便、速度快、机动灵活、造价低、环境适应能力强，在交通运输、军事行动、水文、航运、油气勘探与建设、海洋资料收集、科学技术等领域有着广泛的应用。在目标水域，无人艇可以通过无人遥控、按既定方案运行、自主运行等方式工作，在完全自主运行方式下，需要母船控制站实时发送控制信号给无人艇，大大增加了通讯成本。

无人艇的动态定位与控制通常基于一个远程陆基/母船控制站。控制站与设备之间通过通信网络连接。无人艇在完全自主运行的方式下，将位置、速度、航向等信息实时发送给控制站，控制站接受信息后经过处理，将控制信号发回无人艇，无人艇在做出相应动作。控制站发送控制信号的方式大多为定时发送，大大增加了通讯成本。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有无人艇的动态定位与控制站发送控制信号的方式大多为定时发送，大大增加了通讯成本。

解决上述技术问题的难度：为降低通讯成本，一般的设计思路为减少输入信号与输出信号的发送频率，但是该方法在降低通讯成本的同时，可能会导致无人艇控制效果下降。本设计在路径跟踪中引入了事件触发机制，既解决了降低通讯成本的问题，又不会使控制效果下降。

解决上述技术问题的意义：现有的无人艇路径跟踪及控制器的设计中，还没有解决降低通讯成本并不影响控制效果的方法，而本设计就该问题提出了解决方案及路径跟踪思路，通过本专利，设计者可以在路径跟踪及控制器的设计中，加入事件触发机制，提高通讯效率，又不失原本的控制效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于事件触发的无人艇路径跟踪方法、无人艇控制平台。

本发明是这样实现的，一种基于事件触发的无人艇路径跟踪方法，所述基于事件触发的无人艇路径跟踪方法包括以下步骤：

第一步，获取无人艇当前位置与参考位置的直线距离，无人艇当前方向与参考方向的角度差；

第二步，选取适当长度，选取适当角度，即当船体偏离一定距离或偏离一定角度时，事件触发器触发，此时，无人艇的参考路径更新，并将传感器测得的数据传给控制器。

进一步，所述基于事件触发的无人艇路径跟踪方法的圆形路径的路径跟踪方法包括：

无人艇的参考路径为随时间变化而变化，计算方法为：

其中为计算得出的参考路径相对于坐标原点的横坐标，为计算得出的参考路径相对于坐标原点的纵坐标，为计算得出的参考路径船头方向相对于坐标系横轴正方向的夹角，r为参考路径的半径，α为计算得出的角度，β为选取的适当角度；

无人艇当前位置与参考位置的直线距离为：

无人艇当前方向与参考方向的角度差为

事件触发的条件：|L|＞L₀或|ψ|＞ψ₀；