CN109814139A - 一种固定线路无人船作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种固定线路无人船作业方法，该方法首先获取工作区域电子海图，对获取的电子海图进行栅格化处理；然后在栅格点处布置人工信号标，人工信号标内存储自身位置坐标；在工作区域海面布设浮标节点，通过人工信号标和浮标节点组成自组网络。本发明采用人工信号标对无人船的航行方向进行修正，消除海上GPS导航/北斗卫星定位产生的漂移量，保证无人船在正确的航线上行驶；另外，本发明采用人工信号标和水面浮标组成自组网络，构建海面与远程控制中心的数据交互网络，可实时对无人船的状态、海面状态进行监控。
Description
技术领域
本发明涉及无人船技术领域，尤其是一种固定线路无人船作业方法。
背景技术
目前的采用无人船执行任务的领域中，无人船作为执行终端，主要依靠远程终端操控，但无人船行驶在海上时，由于海面宽阔，且海上环境变化迅速，而岸边的基站覆盖范围有限，因此远程操控人员很难全程监控无人船的状态，无法及时控制无人船，导致无人船偏航、沉没。
发明内容
发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种固定线路无人船作业方法。
技术方案：本发明解决技术问题的方案为：
一种固定线路无人船作业方法，包括步骤
(1)获取工作区域电子海图；
(2)对获取的电子海图进行栅格化处理，将栅格地图根据障碍物所在区域分为可航区域和障碍区域；
(3)在栅格地图可航区域的栅格点处设置位置固定的人工信号标，所述人工信号标内存储有人工信号标的位置坐标；在海面布设浮标节点，浮标节点随波浪运动而移动，采集周围海平面的环境数据；以人工信号标为汇聚节点，对人工信号标内的浮标节点发起组网信息，浮标节点接收到组网信息后，创建到人工信号标的数据传输链路，并将采集到的数据上传至人工信号标，人工信号标将数据汇总后通过岸上基站上传给远程控制中心；
(4)无人船下载栅格地图，获取任务航线，以任务航线中的栅格点作为行程分段节点，通过自身的GPS单元/北斗卫星定位单元获取自身位置，并发起导航；在行驶过程中，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过建立的通信链路与人工信号标交互，标获取海面环境参数，根据海面环境调整自身运行参数；无人船根据预先设置的时间触发条件，定期向远程控制中心提交自身状态数据，并根据远程控制中心下发的指令调整运行状态，无人船与远程控制中心的交互方式包括：
无人船通过岸上基站与远程控制中心直接交互数据；
或，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过人工信号标与远程控制中心交互数据；
当行驶至行程分段节点时，无人船获取行程分段节点处的人工信号标内的位置坐标，根据获取的位置坐标修正航向。
进一步的，所述人工信号标处设置有充能装置，用于给无人船进行充电。
进一步的，当所述工作区域中存在多个无人船时，无人船与无人船之间通过ZigBee技术组成自组网络，无人船在自组网络内交换数据。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1、本发明采用人工信号标对无人船的航行方向进行修正，消除海上GPS导航/北斗卫星定位产生的漂移量，保证无人船在正确的航线上行驶；
2、本发明采用人工信号标和水面浮标组成自组网络，构建海面与远程控制中心的数据交互网络，可实时对无人船的状态、海面状态进行监控，以便监控中心及时调整下发给无人船的任务航线；
3、本发明通过无人船与人工信号标的交互，能够无人船获取海面状态信息，以便调整行驶参数和行驶姿态，进行避障，避免翻船。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1所示为本发明的流程图，包括步骤：
(1)获取工作区域电子海图；
(2)对获取的电子海图进行栅格化处理，将栅格地图根据障碍物所在区域分为可航区域和障碍区域；
(3)在栅格地图可航区域的栅格点处设置位置固定的人工信号标，所述人工信号标内存储有人工信号标的位置坐标；在海面布设浮标节点，浮标节点随波浪运动而移动，采集周围海平面的环境数据；以人工信号标为汇聚节点，对人工信号标内的浮标节点发起组网信息，浮标节点接收到组网信息后，创建到人工信号标的数据传输链路，并将采集到的数据上传至人工信号标，人工信号标将数据汇总后通过岸上基站上传给远程控制中心；
(4)无人船下载栅格地图，获取任务航线，以任务航线中的栅格点作为行程分段节点，通过自身的GPS单元/北斗卫星定位单元获取自身位置，并发起导航；在行驶过程中，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过建立的通信链路与人工信号标交互，标获取海面环境参数，根据海面环境调整自身运行参数；无人船根据预先设置的时间触发条件，定期向远程控制中心提交自身状态数据，并根据远程控制中心下发的指令调整运行状态，无人船与远程控制中心的交互方式包括：
无人船通过岸上基站与远程控制中心直接交互数据；
或，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过人工信号标与远程控制中心交互数据；
当行驶至行程分段节点时，无人船获取行程分段节点处的人工信号标内的位置坐标，根据获取的位置坐标修正航向。
本发明通过上述方案提供了以下几个通信链路：无人船-岸上基站-远程控制中心；浮标节点-人工信号标-岸上基站-远程控制中心；无人船-人工信号标-岸上基站-远程控制中心。
进一步的，所述人工信号标处设置有充能装置，用于给无人船进行充电。
进一步的，当所述工作区域中存在多个无人船时，无人船与无人船之间通过ZigBee技术组成自组网络，无人船在自组网络内交换数据。
本发明通过人工信号标对无人船的航行方向进行修正，消除海上GPS导航/北斗卫星定位产生的漂移量，保证无人船在正确的航线上行驶；采用人工信号标和水面浮标组成自组网络，构建海面与远程控制中心的数据交互网络，可实时对无人船的状态、海面状态进行监控，以便监控中心及时调整下发给无人船的任务航线；通过无人船与人工信号标的交互，能够无人船获取海面状态信息，以便调整行驶参数和行驶姿态，进行避障，避免翻船。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种固定线路无人船作业方法，其特征在于，包括步骤：
(1)获取工作区域电子海图；
(2)对获取的电子海图进行栅格化处理，将栅格地图根据障碍物所在区域分为可航区域和障碍区域；
(3)在栅格地图可航区域的栅格点处设置位置固定的人工信号标，所述人工信号标内存储有人工信号标的位置坐标；在工作区域海面布设浮标节点，浮标节点随波浪运动而移动，采集周围海平面的环境数据；以人工信号标为汇聚节点，对人工信号标内的浮标节点发起组网信息，浮标节点接收到组网信息后，创建到人工信号标的数据传输链路，并将采集到的数据上传至人工信号标，人工信号标将数据汇总后通过岸上基站上传给远程控制中心；
(4)无人船下载栅格地图，获取任务航线，以任务航线中的栅格点作为行程分段节点，通过自带的GPS单元/北斗卫星定位单元获取自身位置，并发起导航；在行驶过程中，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过建立的通信链路与人工信号标交互，标获取海面环境参数，根据海面环境调整自身运行参数；无人船根据预先设置的时间触发条件，定期向远程控制中心提交自身状态数据，并根据远程控制中心下发的指令调整运行状态，无人船与远程控制中心的交互方式包括：
无人船通过岸上基站与远程控制中心直接交互数据；
或，无人船建立与人工信号标间的通信链路，通过人工信号标与远程控制中心交互数据；
当行驶至行程分段节点时，无人船获取行程分段节点处的人工信号标内的位置坐标，根据获取的位置坐标修正航向。
2.根据权利要求1所述的一种固定线路无人船作业方法，其特征在于，所述人工信号标处设置有充能装置，用于给无人船进行充电。
3.根据权利要求1所述的一种固定线路无人船作业方法，其特征在于，当所述工作区域中存在多个无人船时，无人船与无人船之间通过ZigBee技术组成自组网络，无人船在自组网络内交换数据。
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