CN110285814B - 一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，包含下述步骤：步骤一，读取航次参数，出发港坐标，目的港坐标，额定航速；步骤二，检测连结出发港和目的港的大圆航线是否通过障碍物；步骤三，若是，则进入步骤四；若否，则进入步骤九；步骤九，连结起点和目的港之间的大圆线为规划航线的末段，航线规划结束。本发明采用逐段构网扫描障碍物的方式，避免了对超大海域的全局扫描，减少了工作量，从“量”的方面提高了效率；本发明各航段对障碍物的扫描结果相互独立，可并行执行，从“法”的方面提高了效率；本发明完全依赖电子海图的客观准确数据和科学的方法，摒弃人的主观性可能带来的非理性因素，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，属于航运技术领域。
背景技术
航运是经济全球化过程中重要的物流方式之一，航运安全保障具有重大意义。
运用现代信息技术实现高精度、高可靠性、自动化程度较高的航线规划方法是航运界的一项重要任务。传统航线规划方法，依赖于航线制定人员的经验，可靠性不足，精度低，效率提升空间有限。船舶避障技术在航运日渐发达的新背景下，也有相应的发展，但也有不尽如人意的地方，比如在全球航道数据库的基础上生成航线，严重依赖经验数据库，经验数据库的质量决定了航线的质量。
为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，所述方法包含下述步骤：
步骤一：读取航次参数，出发港坐标，目的港坐标，额定航速；
步骤二：检测连结出发港和目的港的大圆航线是否通过障碍物；
步骤三：若是，则进入步骤四；若否，则进入步骤九；
步骤四：设置出发港为圆心，扫描起始角度为出发港至目的港之间的恒向角度θ为起始角度，角度间隔为以扫描半径R为航段，扫描航段有限范围内的障碍物；
步骤五：若步骤四中，所有半径均通过障碍物，则缩小半径为0.5R重复上一步骤扫描，若半径小于特定值r仍无可通过路径则需要重新定义出发港坐标；若步骤四中，所有半径均未通过障碍物，则增加半径为2R重复上一步骤扫描，若扫描半径大于出发港和目的港之间的大圆线距离，则出发港和目的港之间的大圆线即是规划航线，若增加半径为2R后无可通过半径，则扫描半径重新定义回R；
步骤六：删除步骤五中通过障碍物的航段；
步骤七：以与恒向角度θ的绝对夹角ω为度量，选择步骤六中ω最小值对应的半径为规划航段；其中，步骤二至步骤五为基本步骤；
步骤八：步骤七中的航段终点为起点，检测起点与目的港之间的大圆线是否通过障碍物；若是，则重复进行基本步骤；若否则进入步骤九；
步骤九：连结起点和目的港之间的大圆线为规划航线的末段，航线规划结束。
优选地，所述步骤二至步骤五的基本步骤形成用于逐段构网扫描障碍物的方式，用于避免对超大海域的全局扫描。
优选地，所述的障碍物仅限于电子海图上的障碍物标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用逐段构网扫描障碍物的方式，避免了对超大海域的全局扫描，减少了工作量，从“量”的方面提高了效率；本发明各航段对障碍物的扫描结果相互独立，可并行执行，从“法”的方面提高了效率；本发明完全依赖电子海图的客观准确数据和科学的方法，摒弃人的主观性可能带来的非理性因素，可靠性高；所有数据库支持，仅限于电子海图的等深线障碍物标；障碍物检测需求更少，计算量小。
附图说明
图1为本发明远洋避障方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。本发明仅特别针对应用于背景技术提及的场景使用，由此可能产生其它新的问题由于篇幅限制和发明人对一项技术的初次研发精力有限，难以做到一次研发就形成一个完美技术方案，因此均可采用现有的方式进行理解和解决。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，所述方法包含下述步骤：
步骤一：读取航次参数，出发港坐标，目的港坐标，额定航速；
步骤二：检测连结出发港和目的港的大圆航线是否通过障碍物；
步骤三：若是，则进入步骤四；若否，则进入步骤九；
步骤四：设置出发港为圆心，扫描起始角度为出发港至目的港之间的恒向角度θ为起始角度，角度间隔为以扫描半径R为航段，扫描航段有限范围内的障碍物；
步骤五：若步骤四中，所有半径均通过障碍物，则缩小半径为0.5R重复上一步骤扫描，若半径小于特定值r仍无可通过路径则需要重新定义出发港坐标；若步骤四中，所有半径均未通过障碍物，则增加半径为2R重复上一步骤扫描，若扫描半径大于出发港和目的港之间的大圆线距离，则出发港和目的港之间的大圆线即是规划航线，若增加半径为2R后无可通过半径，则扫描半径重新定义回R；
步骤六：删除步骤五中通过障碍物的航段；
步骤七：以与恒向角度θ的绝对夹角ω为度量，选择步骤六中ω最小值对应的半径为规划航段；其中，步骤二至步骤五为基本步骤；
步骤八：步骤七中的航段终点为起点，检测起点与目的港之间的大圆线是否通过障碍物；若是，则重复进行基本步骤；若否则进入步骤九；
步骤九：连结起点和目的港之间的大圆线为规划航线的末段，航线规划结束。
优选地，所述步骤二至步骤五的基本步骤形成用于逐段构网扫描障碍物的方式，用于避免对超大海域的全局扫描。
优选地，所述的障碍物仅限于电子海图上的障碍物标。
采用本发明的方法，可实现航线规划流程繁杂逻辑替代繁琐计算，计算量小；以及实现有限区域搜索障碍物的避障方式，对各半径进行障碍扫描时，仅扫描相应航段的有限范围；各半径扫描避障可并行的避障方式：各半径避障物扫描相互独立。
本设计要说明的是：本设计中，涉及的控制电路，以来控制各组件动作以及相应的控制程序都是现有技术。本发明各个部件之间的型号和/或大小只需要相互适配，能实现本发明的原理即可，其他未提及的部分都可以作为现有技术理解。在本发明方案的基础上，本领域普通技术人员可以通过合乎逻辑的分析和/或推理弥补本发明细节上一些不足，使本发明技术方案更加完善和优化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，其特征在于，所述方法包含下述步骤：
步骤一：读取航次参数，出发港坐标，目的港坐标，额定航速；
步骤二：检测连结出发港和目的港的大圆航线是否通过障碍物；
步骤三：若是，则进入步骤四；若否，则进入步骤九；
步骤四：设置出发港为圆心，扫描起始角度为出发港至目的港之间的恒向角度θ为起始角度，角度间隔为以扫描半径R为航段，扫描航段有限范围内的障碍物；
步骤五：若步骤四中，所有半径均通过障碍物，则缩小半径为0.5R重复上一步骤扫描，若半径小于特定值r仍无可通过路径则需要重新定义出发港坐标；若步骤四中，所有半径均未通过障碍物，则增加半径为2R重复上一步骤扫描，若扫描半径大于出发港和目的港之间的大圆线距离，则出发港和目的港之间的大圆线即是规划航线，若增加半径为2R后无可通过半径，则扫描半径重新定义回R；
步骤六：删除步骤五中通过障碍物的航段；
步骤七：以与恒向角度θ的绝对夹角ω为度量，选择步骤六中ω最小值对应的半径为规划航段；其中，步骤二至步骤五为基本步骤；
步骤八：步骤七中的航段终点为起点，检测起点与目的港之间的大圆线是否通过障碍物；若是，则重复进行基本步骤；若否则进入步骤九；
步骤九：连结起点和目的港之间的大圆线为规划航线的末段，航线规划结束。
2.根据权利要求1所述电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，其特征在于：所述步骤二至步骤五的基本步骤形成用于逐段构网扫描障碍物的方式，用于避免对超大海域的全局扫描。
3.根据权利要求1所述电子海图基础上的障碍扫描航线规划方法，其特征在于：所述的障碍物仅限于电子海图上的障碍物标。
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