CN107741232B - 一种测量船的航路规划方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测量船的航路规划方法及装置，其中，该方法包括：获取所述测量船的初始位置、航线起点位置，以及航线终点位置；将航线终点位置到航线起点位置的方向确定为参考方向，在参考方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置，将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为预设距离的位置点确定为航路位置点；若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于预设角度时，将当前的目标方向作为参考方向，将当前确定的航路位置点作为参考位置，返回在参考位置的目标方向上确定航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于预设角度。通过本申请实施例，根据预设角度和预设距离确定航路位置点的实现难度小。

Description

一种测量船的航路规划方法及装置

技术领域

本申请涉及算法设计及仿真领域，特别涉及一种测量船的航路规划方法及装置。

背景技术

目前，地球物理学等相关项目需要测量船遍历预先设定的若干条从航线起点位置到航线终点位置的测线，并且，对测量船在测线上的航行状态有严格要求，例如，测量船到达航线起点位置时的航行方向与从航线起点位置指向航线终点位置的方向在一定误差范围内。为了满足该要求，需要对测量船从初始位置到航线起点位置进行航路规划，具体的，需要计算出在初始位置与航线起点位置之间，测量船需要经过的可改变航行方向的航路位置点，并确定从初始位置到航线起点位置依次需要经过的航路位置点的顺序，并且，测量船按照航路的行驶过程应该符合测量船的运动特性，例如，最大转弯角度、最大速度等。

现有技术中，对测量船从初始位置到航线起点位置进行航路规划时，采用较多的方法是利用动态规划理论通过建模和选择求解器的方式进行航路规划。

发明人在研究中发现，动态规划理论需要进行建模和选择求解器，导致实现航路规划的难度大。

发明内容

基于此，本申请实施例提供了一种测量船的航路规划方法，用以根据测量船的初始位置、航线起点位置与航线终点位置，利用第一预设距离与预设角度两个参数，确定从初始位置到航线起点位置之间的航路。

本申请实施例还提供了一种测量船的航路规划装置，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

本申请实施例的技术方案为：

本申请实施例公开了一种测量船的航路规划方法，该方法包括：

获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置；

在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置；

将所述航线终点位置到所述航线起点位置的方向确定为参考方向；

将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点；目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向所述初始位置，所述预设角度小于所述测量船的最大转弯角度；

若当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于所述预设角度时，结束确定航路位置点的流程；

若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于所述预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与所述比较方向间的夹角不大于所述预设角度；所述比较方向为当前确定的航路位置点到所述初始位置的方向；

控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置。

其中，所述在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置，包括：

将所述航线终点位置到所述航线起点位置的直线方向上，距离所述航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为第一个航路位置点。

其中，所述控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置航行，包括：

将最后确定的航路位置点作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船从所述初始位置向目标位置航行；

每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置；

在每次获取当前行驶位置后，判断当前行驶位置是否在以目标位置为中心的目标范围内；

若当前行驶位置不在以目标位置为中心的目标范围内，则依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向；

若当前行驶位置在以目标位置为中心的目标范围内，则按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制所述测量船向目标位置航行；

返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤；

依次类推，在当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，将所述航线起点位置作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船向目标位置航行，返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤，直至当前行驶位置在所述航线起点位置的目标范围内。

其中，所述获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置，包括：

获取所述测量船的经纬初始位置，所述测量船所要遍历测线的经纬航线起点位置和经纬航线终点位置；

根据经纬坐标与地球固连坐标间的对应关系，将所述经纬初始位置，所述经纬航线起点位置，以及所述经纬航线终点位置分别转换为采用所述地球固连坐标表示的所述初始位置，所述航线起点位置，以及所述航线终点位置。

其中，所述依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向，包括：

确定在所述地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向；

按照所述固连坐标与所述经纬坐标间的对应关系，将所述第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置到目标位置的航行方向。

本申请实施例还公开了一种测量船的航路规划装置，该装置包括：

获取单元，用于获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置；

第一确定单元，用于在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置；

第二确定单元，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的方向确定为参考方向；

第三确定单元，用于将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点；目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向所述初始位置，所述预设角度小于所述测量船的最大转弯角度；

结束单元，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于所述预设角度时，结束确定航路位置点的流程；

执行单元，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于所述预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与所述比较方向间的夹角不大于所述预设角度；所述比较方向为当前确定的航路位置点到所述初始位置的方向；

控制单元，用于控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置。

其中，所述第一确定单元包括：第一确定子单元，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的直线方向上，距离所述航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为第一个航路位置点。

其中，所述控制单元包括：

第一控制子单元，用于将最后确定的航路位置点作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船从所述初始位置向目标位置航行；

第一获取子单元，用于每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置；

判断子单元，用于在每次获取当前行驶位置后，判断当前行驶位置是否在以目标位置为中心的目标范围内；

第二确定子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置不在以目标位置为中心的目标范围内时，依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向；

第二控制子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在以目标位置为中心的目标范围内时，按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制所述测量船向目标位置航行；

执行子单元，用于返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤；

第三控制子单元，用于依次类推，在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，将所述航线起点位置作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船向目标位置航行，返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤，直至当前行驶位置在所述航线起点位置的目标范围内。

其中，所述获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述测量船的经纬初始位置，所述测量船所要遍历测线的经纬航线起点位置和经纬航线终点位置；

转换子单元，用于根据经纬坐标与地球固连坐标间的对应关系，将所述经纬初始位置，所述经纬航线起点位置，以及所述经纬航线终点位置分别转换为采用所述地球固连坐标表示的所述初始位置，所述航线起点位置，以及所述航线终点位置。

其中，所述第二确定子单元包括：

第一确定模块，用于确定在所述地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向；

第二确定模块，用于按照所述固连坐标与所述经纬坐标间的对应关系，将所述第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置到目标位置的航行方向。

与现有技术相比，本申请实施例包括以下优点：

在本申请实施例中，获取测量船的初始位置，测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置后，在航线终点位置到航线起点位置的延长线方向上确定第一航路位置点，并以第一航路位置点为参考位置，以航线终点位置到所述航线起点位置的方向为参考方向，将参考位置的目标方向上距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点，以当前确定的航路位置点到初始位置的方向作为比较方向，若当前的目标方向到当前的比较方向之间的夹角大于预设角度时，将当前确定的目标方向作为参考方向，当前确定的航路位置点作为参考位置点，重复上述在参考位置的目标方向上将距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前确定的目标方向与比较方向间的夹角不大于预设角度时，结束确定初始位置与航线起点位置间的航路位置点的流程。本申请实施例中，根据初始位置、航线起点位置、航线终点位置，利用预设角度与第一预设距离来确定目标方向与航路位置点的几何计算方式，使得确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点的实现难度小，减小了测量船航路规划的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种测量船的航路规划方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种从初始位置到航线起点位置之间的航路位置点的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种控制测量船从初始位置航行至航线起点位置的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种测量船的航路规划装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例的一种测量船的航路规划方法可以由测量船航路规划装置执行，该装置可以集成在测量船上，也可以独立设置。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中，需要使测量船从初始位置出发向航线起点位置航行，在航行过程中测量船需要改变航行方向，使得测量船到达航线起点位置的航行方向，与航线起点位置到航线终点位置的方向在预设误差范围内，并且，测量船在改变航行方向时，航行方向的改变角度不能超过最大转弯角度，因此，本申请实施例需要确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点，以使测量船航路规划装置按照航路位置点规划测量船从初始位置到航线起点位置的航行路线。

参考图1，示出了本申请实施例提供的一种测量船的航路规划方法的流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤S101：获取测量船的初始位置，测量船从初始位置所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置。

在本实施例中，需要获取初始位置与航线起点位置间的航路位置点，为了实现这一目的，在本步骤中，需要获取测量船的初始位置，以及测量船从初始位置所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置。本实施例中的初始位置、航线起点位置以及航线终点位置可以为地球表面上的经纬度坐标，即使用经度和纬度两个参数来表示位置。

步骤S102：将初始位置、航线起点位置以及航线终点位置的经纬度坐标转换为采用地球固连坐标表示的位置坐标。

在本实施例中，地球固连坐标系为：以地球中心为原点，以沿地轴指向北极方向为Z轴，以赤道面内从原点指向0度经线为X轴，从原点指向与该Z轴、X轴形成右手坐标系的方向为Y轴，该地球固连坐标系为一个直角坐标系。在该地球固连坐标系中，确定以经纬度坐标表示的初始位置、航线起点位置以及航线终点位置在该地球固连坐标系中所对应的位置坐标。

步骤S103：将地球固连坐标系中，在航线终点位置到航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将第一个航路位置点作为参考位置。

在地球固连坐标系中确定出初始位置、航线起点位置以及航线终点位置的坐标后，在航线终点位置到航线起点位置的直线方向上确定出第一个航路位置点。具体的，可以在航线终点位置到航线起点位置的直线方向上，将距离航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点，本实施例将该航路位置点称为第一个航路位置点。当然，本步骤给出了一种确定第一个航路位置点的方法，在实际应用中，还可以在航线终点位置到航线起点位置直线方向上，将其他的位置点确定为第一个航路位置点，例如在航线终点位置到航线起点位置的直线方向上，将距离航线起点位置为第一预设距离的四分之一、二分之一、或二倍等的距离的位置点确定为第一个航路位置点。在确定第一个航路位置点后，将第一个航路位置点作为参考位置。

如图2所示为确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点的示意图，该图中，A点为初始位置，B点为航线终点位置，C点为航线起点位置，本步骤是在B点到C点的连线上确定第一个航路位置点D。具体的，可以将距离航线起点位置C点的距离为第一预设距离的位置点D确定为第一个航路位置点，并将D点作为参考位置。

步骤S103的目的是：在航线终点位置到航线起点位置的方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点作为参考位置。

步骤S104：将地球固连坐标系中，航线终点位置到航线起点位置的直线方向确定为参考方向。

本步骤中，将航线终点位置到航线起点位置的方向确定为参考方向。以图2为例进行说明，在图2中，本步骤将B点到C点的直线方向作为参考方向。需要说明的是，在实际应用中，步骤S103和步骤S104的执行顺序可以调换，本申请实施例对步骤S103和步骤S104的执行顺序不做限定。

步骤S104的目的是：将航线终点位置到航线起点位置的方向确定为参考方向。

步骤S105：将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点。

在确定出参考位置以及参考方向后，在本步骤中，目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向该初始位置；其中，预设角度为小于测量船的最大转弯角度，优选的预设角度为10度～20度之间的角度。对应图2中，将B点到C点的直线作为参考方向，且D点为参考位置，经过D点并与参考方向间的夹角为预设角度的方向为D点与E点的直线方向，又因为参考位置的目标方向的指向偏向初始位置，因此，目标方向为从D点到E的直线方向。

在确定出参考位置的目标方向后，将该目标方向上，距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点，其中，第一预设距离优选为测量船的两倍转弯半径(转弯半径为测量船的固有参数)。对应图2中即是在D点到E点的直线方向上，距离D点的距离为第一预设距离的E点为航路位置点。

步骤S106：判断从当前的目标方向到比较方向所形成的夹角是否大于预设角度，若大于，则执行步骤S107，若不大于，则执行步骤S108。

本步骤中的比较方向为地球固连坐标系中，从当前确定的航路位置点到初始位置的连线方向。本步骤中判断当前确定的目标方向到比较方向之间所形成的夹角是否大于预设角度，若当前确定的目标方向到比较方向之间所形成的夹角大于预设角度时，执行步骤S107的动作，若当前确定的目标方向到比较方向之间所形成的夹角不大于预设角度时，执行步骤S108。

对应图2中，将E点到A点的直线方向确定为比较方向，假设D点到E点的直线方向为图2中的EE1方向，判断E点到E1点的直线方向与E点到A点的直线方向间的夹角，即判断角E1EA是否大于预设角度，若大于预设角度，则执行步骤S107，若不大于预设角度则执行步骤S108。

步骤S107：将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点为参考位置，接着，返回执行步骤S105。

在当前确定的目标方向与比较方向间的夹角大于预设角度时，执行本步骤的动作，本步骤中，将当前确定的目标方向作为参考方向，将当前确定的航路位置点作为参考位置，返回步骤S105。

对应图2中，即是将D点到E点的直线方向确定为新的参考方向，将E点作为参考位置，按照步骤S105中根据参考方向确定目标方向的方法，确定出经过E点且指向初始位置的目标方向，并在目标方向上将距离E点的距离为第一预设距离的F点确定为航路位置点。

重复步骤S105～步骤S107，直到当前的目标方向到比较方向间的夹角不大于预设角度时，执行步骤S108。

步骤S106～步骤S107的目的是：若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于预设角度。

步骤S108：结束确定航路位置点的流程。

在步骤S106的判断结果为当前确定的目标方向到比较方向之间的夹角不大于预设角度时，本步骤结束确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点的流程，接着，执行步骤S109。

步骤S108的目的是：若当前确定的目标方向与比较方向间的夹角不大于预设角度时，确认当前确定的航路位置点为最后一个需要确定的航路位置点，结束确定航路位置点的流程。

步骤S109：控制测量船从初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至航线起点位置。

在确定出初始位置与航线起点位置之间的航路位置点后，按照步骤S101～步骤S108确定出的航路位置点的反向顺序，控制测量船按照确定出的航路位置点的反向顺序依次经各航路位置点，直至到达航线起点位置。

对应图2中，本步骤控制测量船从初始位置A依次经过航路位置点F、航路位置点E、航路位置点D，直至到达航线起点位置C。

上述步骤S109的目的是：控制测量船从初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点向航线起点位置航行。

上述步骤S101～步骤S109确定出了从初始位置到航线起点位置之间的航路位置点，并控制测量船从初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点向航线起点位置航行。最终使得测量船到达航线起点位置时的航行方向与从航线起点位置到航线终点位置方向之间的误差满足遍历测线的要求，并且测量船在整个航行过程中航行方向的改变角度不超过测量船的最大转弯角度。具体的，控制测量船从初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点向航线起点位置航行，具体流程如图3所示，可以包括步骤S301～步骤S311：

步骤S301：将最后确定的航路位置点作为测量船航行的目标位置并控制测量船从初始位置向目标位置航行。

在本步骤中，将最后确定的航路位置点作为测量船航行的目标位置，在确定目标位置后，控制测量船从初始位置向目标位置航行，对应图2中，即将F点确定为目标位置，控制测量船从初始位置A点向目标位置F点航行，在航行的过程中执行步骤S302的动作。

步骤S302：每隔预设时长，获取测量船的当前行驶位置。

在确定出目标位置后，每隔预设时长，获取测量船当时的位置，本实施例中，将获取的测量船的当时位置称为当前行驶位置，预设时长可根据实际需要进行设定，如结合测量船的行驶速度、第一预设距离等参数确定。

步骤S303：判断测量船的当前行驶位置是否在目标位置对应的目标范围内，如果测量船的当前行驶位置不在目标位置对应的目标范围内，则执行步骤S304，如果测量船的当前行驶位置在目标位置对应的目标范围内，则执行步骤S305。

本步骤中，目标位置对应的目标范围可以为：以目标位置为中心点，以第二预设距离为半径画圆所形成的圆形区域。测量船按照确定出的航行方向航行，每隔预设时长，判断测量船在当前行驶位置是否在目标位置对应的目标范围内，若当前行驶位置不在目标位置对应的目标范围内时，则执行步骤S304，若测量船的当前行驶位置在目标位置对应的目标范围内时，则执行步骤S305。

具体的，测量船的当前行驶位置的获取方式可以为：利用测量船的历史行驶参数，例如，测量船在各时刻的行驶速度、测量船的初始位置、水速和风速来确定测量船的当前行驶位置。测量船的当前行驶位置也可以通过基站定位、卫星定位、或者同时利用基站和卫星进行定位的方式进行获取。

步骤S304：依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向，接着，执行步骤S302。

当测量船的当前行驶位置不在目标位置对应的目标范围内时，在本步骤中，确定地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向，接着，按照固连坐标与经纬坐标间的对应关系，将第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置出发向目标位置航行的航行方向。接着，测量船按照当前确定出的航行方向航行，接着，执行步骤S302。

步骤S305：判断当前目标位置是否为第一个航路位置点，若不是，则执行步骤S306，若是，则执行步骤S307。

当测量船的当前行驶位置在目标位置的目标范围内时，测量船需要向下一个目标位置航行，在本步骤中，判断当前目标位置是否为第一个航路位置点，其中，这里的第一个航路位置点为步骤S103中所确定出的第一个航路位置点。该第一个航路位置点是距离航线起点位置最近的航路位置点，如果当前的目标位置为第一个航路位置点，则测量船航行的下一个目标位置点为航线起点位置；如果当前的目标位置不为第一个航路位置点，则测量船航行的下一个目标位置点为按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置。

步骤S306：按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制测量船向目标位置航行，接着，返回步骤S302。

在本步骤中，按照确定出的航路位置点的反向顺序，将下一个航路位置点确定为目标位置，接着，返回步骤S302。对应图2，即是将E点作为目标位置，接着，返回步骤S302，控制测量船向E点航行。

依次类推，重复执行步骤S302～步骤S306，直到测量船的当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，执行步骤S307。

步骤S307：将航线起点位置作为测量船航行的目标位置并控制测量船向目标位置航行，接着，执行步骤S308。

在本步骤中，将航线起点位置作为目标位置，控制测量船向该目标位置航行，具体在航行的过程中，

步骤S308：每隔预设时长，获取测量船的当前行驶位置。

步骤S309：判断测量船的当前行驶位置是否在目标位置对应的目标范围内，如果测量船的当前行驶位置不在目标位置对应的目标范围内，则执行步骤S310，如果测量船的当前行驶位置在目标位置对应的目标范围内，则执行步骤S311。

步骤S310：依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向，并返回步骤S308。

上述步骤S308～步骤S310中的目标位置为航线起点位置，其他细节与步骤S302～步骤S304对应的相同，具体过程可以对应参考步骤S302～步骤S304，这里不再赘述。

步骤S311：结束流程。

执行到该步骤时，测量船的当前行驶位置已在航线起点位置对应的目标位置的目标范围内，因此，完成了控制测量船从初始位置航行至航线起点位置的目的。

在本申请实施例实施的过程中，步骤S109也可以有其他实施方式。如在确定最后一个航路位置点后，规划好依次经最后一个航路位置点、倒数第二个航路位置点...第一个航路位置点达到航线起点位置的航路，每隔预设时长，获取测量船的当前行驶位置，并判断当前行驶位置是否偏离航路，当未偏离时，控制测量船继续沿航路前行，当偏离时，控制测量船回到航路上，并继续沿航路航行。

在本申请实施例中，获取测量船的初始位置，测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置后，在航线终点位置到航线起点位置的延长线方向上确定第一航路位置点，并以第一航路位置点为参考位置，以航线终点位置到所述航线起点位置的方向为参考方向，将参考位置的目标方向上距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点，以当前确定的航路位置点到初始位置的方向作为比较方向，若当前的目标方向到当前的比较方向之间的夹角大于预设角度时，将当前确定的目标方向作为参考方向，当前确定的航路位置点作为参考位置点，重复上述在参考位置的目标方向上将距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前确定的目标方向与比较方向间的夹角不大于预设角度时，结束确定初始位置与航线起点位置间的航路位置点的流程。本申请实施例中，根据初始位置、航线起点位置、航线终点位置，利用预设角度与第一预设距离来确定目标方向与航路位置点的几何计算方式，使得确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点的实现难度小，减小了测量船航路规划的难度。

需要说明的是，在本实施例中，将初始位置、航线起点位置和航线终点位置的经纬坐标转化为地球固连位置坐标，为了使得确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点时计算简单。在实际应用中，也可以不做经纬坐标和地球固连位置坐标之间的转换，直接将经纬坐标表示的初始位置(即经纬初始位置)作为测量船的初始位置，将经纬坐标表示的测量船所要遍历测线的航线起点位置(即经纬航线起点位置)和航线终点位置(即经纬航线终点位置)作为测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置。该情况下，无需进行步骤S102，图2和图3实施例中的其他步骤切换在经纬坐标系下进行。

参考图4，示出了本申请实施例提供的一种测量船的航路规划装置的结构示意图，该装置实施例可以包括：

获取单元401，用于获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置；

第一确定单元402，用于在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置；

第二确定单元403，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的方向确定为参考方向；

第三确定单元404，用于将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点；目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向所述初始位置，所述预设角度小于所述测量船的最大转弯角度；

结束单元405，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于所述预设角度时，结束确定航路位置点的流程；

执行单元406，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于所述预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与所述比较方向间的夹角不大于所述预设角度；所述比较方向为当前确定的航路位置点到所述初始位置的方向；

控制单元407，用于控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置。

通过本装置实施例可以使得测量船经过每个航路位置点时的航行方向改变的角度都小于预设角度，并且，按照计算目标方向后确定航路位置点的几何计算方式，来确定初始位置与航线起点位置之间的航路位置点的实现难度小，减小了测量船航路规划的难度。

其中，在本申请实施例的一种具体实施方式中，第一确定单元402可以包括：

第一确定子单元，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的直线方向上，距离所述航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为第一个航路位置点。

其中，在本申请实施例的一种具体实施方式中，控制单元407可以包括第一控制子单元、第一获取子单元、判断子单元、第二确定子单元、第二控制子单元、执行子单元和第三控制子单元；

其中，第一控制子单元，用于将最后确定的航路位置点作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船从所述初始位置向目标位置航行；

第一获取子单元，用于每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置；

判断子单元，用于在每次获取当前行驶位置后，判断当前行驶位置是否在以目标位置为中心的目标范围内；

第二确定子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置不在以目标位置为中心的目标范围内时，依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向；

第二控制子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在以目标位置为中心的目标范围内时，按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制所述测量船向目标位置航行；

执行子单元，用于返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤；

第三控制子单元，用于依次类推，在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，将所述航线起点位置作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船向目标位置航行，返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤，直至当前行驶位置在所述航线起点位置的目标范围内。

其中，在本申请实施例的一种具体实施方式中，获取单元401可以包括第二获取子单元和转换子单元，其中，

第二获取子单元，用于获取所述测量船的经纬初始位置，所述测量船所要遍历测线的经纬航线起点位置和经纬航线终点位置；

转换子单元，用于根据经纬坐标与地球固连坐标间的对应关系，将所述经纬初始位置，所述经纬航线起点位置，以及所述经纬航线终点位置分别转换为采用所述地球固连坐标表示的所述初始位置，所述航线起点位置，以及所述航线终点位置。

其中，在本申请实施例的一种具体实施方式中，第二确定子单元可以包括第一确定模块和第二确定模块，其中，

第一确定模块，用于确定在所述地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向；

第二确定模块，用于按照所述固连坐标与所述经纬坐标间的对应关系，将所述第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置到目标位置的航行方向。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在文中的“包括”、“包含”等词语解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种测量船的航路规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置；

在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置；

将所述航线终点位置到所述航线起点位置的方向确定为参考方向；

将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点；目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向所述初始位置，所述预设角度小于所述测量船的最大转弯角度；

若当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于所述预设角度时，结束确定航路位置点的流程；

若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于所述预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与所述比较方向间的夹角不大于所述预设角度；所述比较方向为当前确定的航路位置点到所述初始位置的方向；

控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置，包括：

将所述航线终点位置到所述航线起点位置的直线方向上，距离所述航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为第一个航路位置点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置航行，包括：

将最后确定的航路位置点作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船从所述初始位置向目标位置航行；

每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置；

在每次获取当前行驶位置后，判断当前行驶位置是否在以目标位置为中心的目标范围内；

若当前行驶位置不在以目标位置为中心的目标范围内，则依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向；

若当前行驶位置在以目标位置为中心的目标范围内，则按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制所述测量船向目标位置航行；

返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤；

依次类推，在当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，将所述航线起点位置作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船向目标位置航行，返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤，直至当前行驶位置在所述航线起点位置的目标范围内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置，包括：

获取所述测量船的经纬初始位置，所述测量船所要遍历测线的经纬航线起点位置和经纬航线终点位置；

根据经纬坐标与地球固连坐标间的对应关系，将所述经纬初始位置，所述经纬航线起点位置，以及所述经纬航线终点位置分别转换为采用所述地球固连坐标表示的所述初始位置，所述航线起点位置，以及所述航线终点位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向，包括：

确定在所述地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向；

按照所述固连坐标与所述经纬坐标间的对应关系，将所述第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置到目标位置的航行方向。

6.一种测量船的航路规划装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取所述测量船的初始位置，所述测量船所要遍历测线的航线起点位置和航线终点位置；

第一确定单元，用于在所述航线终点位置到所述航线起点位置的延长线方向上确定第一个航路位置点，并将该航路位置点确定为参考位置；

第二确定单元，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的方向确定为参考方向；

第三确定单元，用于将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点；目标方向与参考方向的夹角为预设角度，且目标方向的指向偏向所述初始位置，所述预设角度小于所述测量船的最大转弯角度；

结束单元，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角不大于所述预设角度时，结束确定航路位置点的流程；

执行单元，用于若当前的目标方向与比较方向间的夹角大于所述预设角度时，将当前的目标方向作为新的参考方向，并以当前确定的航路位置点作为参考位置，返回将位于参考位置的目标方向上、且距离参考位置为第一预设距离的位置点确定为航路位置点的步骤，直至当前的目标方向与所述比较方向间的夹角不大于所述预设角度；所述比较方向为当前确定的航路位置点到所述初始位置的方向；

控制单元，用于控制所述测量船从所述初始位置按照确定出的航路位置点的反向顺序，依次经各航路位置点航行至所述航线起点位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：

第一确定子单元，用于将所述航线终点位置到所述航线起点位置的直线方向上，距离所述航线起点位置为第一预设距离的位置点确定为第一个航路位置点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一控制子单元，用于将最后确定的航路位置点作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船从所述初始位置向目标位置航行；

第一获取子单元，用于每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置；

判断子单元，用于在每次获取当前行驶位置后，判断当前行驶位置是否在以目标位置为中心的目标范围内；

第二确定子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置不在以目标位置为中心的目标范围内时，依据当前行驶位置与目标位置，确定从当前行驶位置到目标位置的航行方向；

第二控制子单元，用于在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在以目标位置为中心的目标范围内时，按照确定出的航路位置点的反向顺序将下一个航路位置点作为目标位置并控制所述测量船向目标位置航行；

执行子单元，用于返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤；

第三控制子单元，用于依次类推，在所述判断子单元判断得到当前行驶位置在第一个航路位置点为中心的目标范围内时，将所述航线起点位置作为所述测量船航行的目标位置并控制所述测量船向目标位置航行，返回每隔预设时长，获取所述测量船的当前行驶位置的步骤，直至当前行驶位置在所述航线起点位置的目标范围内。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述测量船的经纬初始位置，所述测量船所要遍历测线的经纬航线起点位置和经纬航线终点位置；

转换子单元，用于根据经纬坐标与地球固连坐标间的对应关系，将所述经纬初始位置，所述经纬航线起点位置，以及所述经纬航线终点位置分别转换为采用所述地球固连坐标表示的所述初始位置，所述航线起点位置，以及所述航线终点位置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元包括：

第一确定模块，用于确定在所述地球固连坐标系中当前行驶位置到目标位置的直线所对应的第一方向；

第二确定模块，用于按照所述固连坐标与所述经纬坐标间的对应关系，将所述第一方向在地球表面上所对应的第二方向，确定为从当前行驶位置到目标位置的航行方向。

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