[发明专利]一种智能船舶航向航速综合控制的方法

说明书

本发明涉及智能船舶航行控制领域，尤其涉及一种智能船舶航向航速综合控制的方法，其包括：首先采集外部航行数据和船舶内部数据并通过分析，形成了对船舶及航行环境的综合认知，基于综合认知来判断是否满足航行条件；在不满足航行条件时，进入异常处理流程；在满足航行条件时，判断是否有岸基的操纵指令输入；当有岸基的操纵指令输入，执行岸基的操纵指令；当没有岸基的操纵指令输入，判断航行计划是否满足当前航行状况；在航行计划不满足当前航行状况时，船舶进行自主航行；在航行计划满足当前航行状况时，基于航向控制律以及航速控制律来对船舶进行综合控制。本发明将航向与航速协同调度起来，且实时调整控制参数，极大地提高了控制效率。

技术领域

本发明涉及一种智能船舶航行控制领域，具体的说是涉及一种智能船舶航向航速综合控制的方法。

背景技术

智能船舶是未来航运发展的主要趋势，在智能船舶的组成系统中，航行控制系统是重中之重。船舶的循迹航行功能，即船舶在海上航行时，为了完成既定的航行任务需要对船舶的航向和航速进行控制，保证船舶沿着既定的航线以既定的航速进行航行。现有的航向航速控制方法主要是将航向保持作为自动控制目标，使船舶能够自动跟随给定的航向，或者是在航向保持的基础上，将航向给定纳入自主控制的范围，由船载计算机通过控制算法自主得出航向给定值，进行闭环控制，但是航速给定不包括在自主控制的范围内，无法实现航向、航速的综合控制，而且协同控制程度较弱。

发明内容

要解决的技术问题

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提出了一种智能船舶航向航速综合控制的方法，旨在解决如何建立船舶运动学模型来确定航向控制律以及航速控制律，并基于航向控制律以及航速控制律来对船舶的航向与航速进行综合控制的问题。

(二)技术方案

为了达到上述的目的，本发明提供一种智能船舶航向航速综合控制的方法，包括：

S1、采集外部航行数据和船舶内部数据；

S2、将所述外部航行数据和所述船舶内部数据通过专家知识库的分析，形成对船载设备状态参数实时监测、航行环境信息全息感知以及航行全景态势的综合认知，基于所述综合认知来判断是否满足航行条件；

S3、在不满足所述航行条件时，进入异常处理流程；

S4、在满足所述航行条件时，判断是否有岸基的操纵指令输入；

S5、如果有所述岸基的操纵指令输入，则执行所述岸基的操纵指令；

S6、如果没有所述岸基的操纵指令输入，则判断航行计划是否满足当前航行状况；

S7、在所述航行计划不满足所述当前航行状况时，船舶进行自主航行；

S8、在所述航行计划满足所述当前航行状况时，通过建立船舶运动学模型来确定航向控制律以及航速控制律，基于所述航向控制律以及所述航速控制律来对船舶进行综合控制。

优选地，所述外部航行数据包括：航速、航向、航线、风速、风向、流速、流向以及地理位置；

所述船舶内部数据包括：各船载设备的状态参数。

优选地，步骤S3中的异常处理流程包括：

S31、判断异常情况是否超出船舶的自主解决的能力范围；

S32、在所述异常情况未超出船舶的自主解决能力范围时，异常处理系统分析所述异常情况，输出并执行异常解决方案；

S33、在所述异常情况超出船舶的自主解决能力范围时，向岸基智能集成平台发送警报指令，并依据所述岸基智能集成平台针对所述警报指令产生的反馈指令来解决异常情况。