CN110683009B - 一种利用卫星对船舶进行遥控的方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及远程遥控技术领域，具体涉及一种利用卫星对船舶进行遥控的方法、系统及存储介质，其方法包括：输入控制指令，将控制指令转换为对应的控制编码数据后，再将该控制编码数据通过卫星传输至船舶中；根据控制编码数据驱动船舶航行；在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；根据状态编码数据对船舶所接收到的控制编码数据进行校正，并根据校正后的控制编码数据继续驱动船舶航行；本发明能根据海面情况对船舶的航行状态进行调整，有效地避免船舶偏离预定航路，其能很好地适应远航的使用环境。

Description

一种利用卫星对船舶进行遥控的方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及网络信息技术领域，具体涉及一种利用卫星对船舶进行遥控的方法、一种利用卫星对船舶进行遥控的系统以及一种存储有上述应用程序配置方法的计算机可读存储介质。
背景技术
随着无线通信技术的发展，无人驾驶技术已经开始应用到各种交通工具上，无人驾驶的汽车和飞行器，也逐渐在人们的生活中得到广泛的应用，并且也成为了当今热门的技术发展方向。
在现今市面上，也有一些应用于船舶的无人驾驶技术，但现有技术只能应用于一些面积相对较小、水面情况较为平静的场合；而由于船舶在远航过程中，其所遇到的海面情况比较复杂，海面情况对船舶的影响较大；使用现有的无人驾驶技术将容易导致船舶偏离预定航道，故现有技术的船舶无人驾驶技术无法适用于船舶的远航环境，其适用范围相对较小。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种适用于船舶远航控制的卫星遥控方法、系统及存储介质。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种利用卫星对船舶进行遥控的方法，包括：
输入控制指令，将所述控制指令转换为对应的控制编码数据后，再将该控制编码数据通过卫星传输至船舶中；
根据所述控制编码数据驱动船舶航行；
在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并根据校正后的所述控制编码数据继续驱动船舶航行。
在本发明中，所述将所述控制指令转换为对应的控制编码数据包括：
获取船舶当前位置的坐标信息以及所述控制指令中的目的地的坐标信息，根据所述坐标信息生成航行路线；
根据所述航行路线生成控制参数，并将所述控制参数转换为对应的控制编码数据。
在本发明中，所述根据所述坐标信息生成航行路线包括：
将所述船舶当前位置的坐标信息和所述目的地的坐标信息，导入至预置的航海图中，生成一条以上的航海路线。
在本发明中，所述生成一条以上的航海路线之后包括：
通过用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
在本发明中，所述根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正之前包括：
判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，若不存在差值，则根据所述控制编码数据驱动船舶航行。
在本发明中，所述根据所述控制编码数据驱动船舶航行之后包括：
获取船舶当前位置的坐标信息，并将船舶当前位置的坐标信息通过无线信号传输至卫星中。
本发明是一种利用卫星对船舶进行遥控的系统，其包括：
遥控终端，所述遥控终端通过无线信号与卫星相连接，用于供用户输入控制指令，并在将所述控制指令转换为对应的控制编码数据后，将所述控制编码数据传输至卫星中；
船舶控制装置，所述船舶控制装置设置于船舶上，其包括：
无线接收模块，所述无线接收模块通过无线信号与卫星相连接，用于对卫星所传输的控制编码数据进行接收；
驱动控制模块，所述驱动控制模块与所述无线接收模块相连接，用于根据所述控制编码数据驱动船舶航行；
状态传感模块，所述状态传感模块安装于所述船舶上，用于在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
数据校正模块，所述数据校正模块分别与状态传感模块和无线接收模块相连接，用于根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并将校正后的所述控制编码数据发送至所述驱动控制模块中。
在本发明中，所述遥控终端包括：
航路生成单元，所述航路生成单元用于根据目的地的坐标信息、船舶当前位置的坐标信息和航海图生成一条以上的航海路线；
航路选定单元，所述航路选定单元用于根据用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
在本发明中，所述船舶控制装置还包括：
数据校验模块，所述数据校验模块与所述无线接收模块相连接，用于对接收到的控制编码数据进行校验；
数据比较模块，所述数据比较模块与所述数据校正模块相连接，用于判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则对所述数据校正模块进行驱动。
本发明是一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的应用程序配置方法。
本发明通过卫星向船舶发送反映控制信号的控制编码信息，并根据该控制编码信息对船舶进行驱动控制；同时获取反映船舶自身航行状态的状态编码信息，并根据该状态编码信息对控制编码信息进行校正，使其能根据海面情况对船舶的航行状态进行调整，有效地避免船舶偏离预定航路，其能很好地适应远航的使用环境。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
图1为本发明遥控方法一个实施例的工作流程示意图；
图2为本发明遥控方法另一个实施例的工作流程示意图；
图3为本发明遥控系统的一个实施例的逻辑结构示意图；
图4为本发明遥控系统的另一个实施例的逻辑结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面以一个实施例对本发明的一种利用卫星对船舶进行遥控的方法进行具体描述，请参阅图1，其包括：
S101.输入控制指令
用户通过无线通讯终端输入控制指令，所述控制指令包括：方位控制指令；其中，方位控制指令如向左20°、向右15°等；所述的无线通讯终端可包括：手机、电脑或其他具有无线通讯功能的设备；
S102.转换为控制编码数据
将控制指令按照预定的规则转换为对应的控制编码数据，并将该控制编码数据通过卫星传输至船舶中；
S103.根据控制编码数据驱动船舶航行
船舶中的无线信号接收器对卫星所发送的控制编码数据进行接收，并且根据所述控制编码数据驱动船舶航行；
S104.获取船舶的航行状态信息
在船舶航行的同时，由于海浪等外部因素的影响，使得船体的航行方向会与预定的航行线路有一定的偏差；故在船舶航行的同时获取船舶的航行状态信息，如，当前的航行方式为向左15°；并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
S105.校正控制编码数据
根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并根据校正后的所述控制编码数据继续驱动船舶航行；其具体为：如：当前的控制指令为向左20°，而船舶的航行状态信息为向左15°，可见，两者之间存在向左5°的差距，故将这向左5°的差距所对应的编码数据导入至与该控制指令对应的控制编码数据中，对其进行校正，使其能向预定的航向进行航行。在对控制编码数据进行校正后，进行步骤S103.以校正后的控制编码数据驱动船舶航行。
下面以另一个实施例对本发明的一种利用卫星对船舶进行遥控的方法进行具体描述，请参阅图2，其包括：
S201.通过卫星向船舶传输控制指令
用户通过无线通讯终端输入控制指令，所述控制指令包括：目的地的坐标位置指令；所述的无线通讯终端可包括：手机、电脑或其他具有无线通讯功能的设备，
S202.生成航海路线
获取船舶当前位置的坐标信息以及所述控制指令中的目的地的坐标信息，将所述船舶当前位置的坐标信息和所述目的地的坐标信息，导入至预置的航海图中，生成一条以上的航海路线，以供用户对航行路线进行选择。
S203.选定航海路线
通过用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
S204.将航海路线转换为控制编码数据
根据所述航行路线生成控制参数，并将所述控制参数转换为对应的控制编码数据；其将航海路线划分为多个节点，将每个节点上的控制参数均按预定的规则转变为控制编码数据，从而得到了整段航行路线的控制参数所对应的控制编码数据，并将该控制编码数据通过卫星传输至船舶中；
S205.接收卫星所发送的控制指令
船舶中的无线信号接收器对卫星所发送的控制指令进行接收。
S206.根据控制编码数据驱动船舶航行
根据所述控制编码数据驱动船舶航行；并获取船舶当前位置的坐标信息并将船舶当前位置的坐标信息通过无线信号传输至卫星中。
S207.获取船舶的航行状态信息
在船舶航行的同时，由于海浪等外部因素的影响，使得船体的航行方向会与预定的航行线路有一定的偏差；故在船舶航行的同时获取船舶的航行状态信息，如，当前的航行方式为向左15°；并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
S208.判断编码数据之间是否存在差值
判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则进行步骤S209.校正控制编码数据；若不存在，则继续进行步骤S206.根据控制编码数据驱动船舶航行。
S209.校正控制编码数据
根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并根据校正后的所述控制编码数据继续驱动船舶航行；其具体为：如：当前的控制指令为向左20°，而船舶的航行状态信息为向左15°，可见，两者之间存在向左5°的差距，故将这向左5°的差距所对应的编码数据导入至与该控制指令对应的控制编码数据中，对其进行校正，使其能向预定的航向进行航行。
下面以一个实施例对本发明的一种利用卫星对船舶进行遥控的系统进行具体描述，请参阅图3至图4，其包括：
遥控终端300，所述遥控终端300通过无线信号与卫星相连接，用于供用户输入控制指令并将所述控制指令转换为对应的控制编码数据；其中，设该编码数据全部码数181个，则数码排列情形为：90-1-δ-1-90，设船舵单向全程转向刻度181个，刻度排列90°-1°-0°-1°-90°，则，90-1的90个数码对应90°-1°的90个刻度、δ对应0°度的1个刻度、1-90的90个数码对应1°-90°的90个刻度，因此在船舶控制装置400中，遥控船转向1个模拟转角信息对应编码1个数码，它们之间对应为：遥控船最大角度转向信息对应最大值的数码，遥控船直向航驶信息对应δ奇数码，所述，当遥控船变化航向时则编码的码数产生变化；并且，将该控制编码数据传输至卫星中；该遥控终端300包括：手机、电脑或其他具有无线通讯功能的设备；
船舶控制装置400，所述船舶控制装置400设置于船舶上，其包括：
无线接收模块401，所述无线接收模块401通过无线信号与卫星相连接，用于对卫星所传输的控制指令进行接收；
驱动控制模块402，所述驱动控制模块402与所述无线接收模块401相连接，用于根据所述控制编码数据驱动船舶航行；其具体可以为安装于船舵上，用于控制航行方向的船舵电机；
状态传感模块403，所述状态传感模块403安装于所述船舶上，用于在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；其具体包括：船航陀螺仪等船向及舵向的传感器；
数据校正模块404，所述数据校正模块404分别与状态传感模块403和无线接收模块401相连接，用于根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并将校正后的所述控制编码数据发送至所述驱动控制模块402中。其中，校正偏航船舵转向1个转角信息数对应1个编码数据，为校正偏航舵最大转向角度控制数对应编码最大值数码，而不偏航的船舵向控制数则对应δ奇数码。
再者，将全部数据编码模拟做为X坐标轴的坐标数，且δ奇数码在0坐标位置，由于计算机遥控船航δ奇数码代表船直向航驶，因而X坐标轴0坐标点成为遥控船直向驶向目的地的模拟操作位，这时在X轴正数值坐标位各数码则为遥控船向右转弯航驶各角度转向的模拟操作位、X轴负数值坐标位各数码则为船向左转弯各角度转向的模拟操作位，另者，在需要进行校正船偏航控制时，δ奇数码代表非偏航状态、船保持原舵向，因而X轴0坐标点为控制原舵向的模拟操作位，而X轴正数值坐标位各数码则为纠正船左偏航的模拟操作位，同理X轴负数值坐标位各数码则为纠正船右偏航模拟操作位。
在本发明中，所述遥控终端300包括：
航路生成单元301，所述航路生成单元301用于根据目的地的坐标信息、船舶当前位置的坐标信息和航海图生成一条以上的航海路线；
航路选定单元302，所述航路选定单元302用于根据用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
在本发明中，所述船舶控制装置400还包括：
数据校验模块405，所述数据校验模块405与所述无线接收模块401相连接，用于对接收到的控制编码数据进行校验；由于遥控终端300向卫星通讯控制中心的船航驾驶指令必须要加密并转换为控制编码数据，加密系指针对某指定遥控船舶专用，因而采用专用数码，故船舶控制装置400需要对所接收到的控制编码数据进行校验，控制编码数据校验成功后才能使用；
数据比较模块406，所述数据比较模块406与所述数据校正模块404相连接，用于判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则对所述数据校正模块404进行驱动。
由于现有的船舶都有无线接收模块401、状态传感模块403等，因此本技术能够对现有的船舶稍加改良即可实现无人驾驶船航功能，使用本技术的计算机遥控自动船航成套装备，机构简单、制作成本低、技术易掌握应用、符合5G时代旧船技改需求，故本技术产品极具市场价值。
本实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本发明可以是一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如上所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现如上述实施例中所述的数据变化的侦测方法。
本发明还可以是一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的数据变化的侦测方法。例如，本实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行上述方法流程所示的方法的程序代码。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用卫星对船舶进行遥控的方法，其特征在于，包括：
输入控制指令，将所述控制指令转换为对应的控制编码数据后，再将该控制编码数据通过卫星传输至船舶中；
根据所述控制编码数据驱动船舶航行；
在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并根据校正后的所述控制编码数据继续驱动船舶航行，
其中，所述将所述控制指令转换为对应的控制编码数据包括：
获取船舶当前位置的坐标信息以及所述控制指令中的目的地的坐标信息，根据所述坐标信息生成航行路线；
根据所述航行路线生成控制参数，并将所述控制参数转换为对应的控制编码数据；
所述根据所述航行路线生成控制参数，并将所述控制参数转换为对应的控制编码数据，包括：
将航海路线划分为多个节点，将每个节点上的控制参数均按预定的规则转变为控制编码数据，得到所述航行路线的控制参数所对应的控制编码数据。
2.根据权利要求1所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法，其特征在于，所述根据所述坐标信息生成航行路线包括：
将所述船舶当前位置的坐标信息和所述目的地的坐标信息，导入至预置的航海图中，生成一条以上的航海路线。
3.根据权利要求2所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法，其特征在于，所述生成一条以上的航海路线之后包括：
通过用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
4.根据权利要求3所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法，其特征在于，所述根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正之前包括：
判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，若不存在差值，则根据所述控制编码数据驱动船舶航行。
5.根据权利要求4所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法，其特征在于，所述根据所述控制编码数据驱动船舶航行之后包括：
获取船舶当前位置的坐标信息，并将船舶当前位置的坐标信息通过无线信号传输至卫星中。
6.一种利用卫星对船舶进行遥控的系统，其特征在于，包括：
遥控终端，所述遥控终端通过无线信号与卫星相连接，用于供用户输入控制指令，并在将所述控制指令转换为对应的控制编码数据后，将所述控制编码数据传输至卫星中；
船舶控制装置，所述船舶控制装置设置于船舶上，其包括：
无线接收模块，所述无线接收模块通过无线信号与卫星相连接，用于对卫星所传输的控制编码数据进行接收；
驱动控制模块，所述驱动控制模块与所述无线接收模块相连接，用于根据所述控制编码数据驱动船舶航行；
状态传感模块，所述状态传感模块安装于所述船舶上，用于在船舶航行的同时，获取船舶的航行状态信息，并将该航行状态数据转换为对应的状态编码数据；
根据航行路线生成控制参数，并将所述控制参数转换为对应的控制编码数据，包括：
将航海路线划分为多个节点，将每个节点上的控制参数均按预定的规则转变为控制编码数据，得到所述航行路线的控制参数所对应的控制编码数据；
数据校正模块，所述数据校正模块分别与状态传感模块和无线接收模块相连接，用于根据所述状态编码数据对船舶所接收到的所述控制编码数据进行校正，并将校正后的所述控制编码数据发送至所述驱动控制模块中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述遥控终端包括：
航路生成单元，所述航路生成单元用于根据目的地的坐标信息、船舶当前位置的坐标信息和航海图生成一条以上的航海路线；
航路选定单元，所述航路选定单元用于根据用户输入的控制指令，对航海路线进行选定。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述船舶控制装置还包括：
数据校验模块，所述数据校验模块与所述无线接收模块相连接，用于对接收到的控制编码数据进行校验；
数据比较模块，所述数据比较模块与所述数据校正模块相连接，用于判断所述状态编码数据与所述控制编码数据之间是否存在差值，若存在差值，则对所述数据校正模块进行驱动。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5任一项所述的利用卫星对船舶进行遥控的方法。
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