CN111580517B - 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统 - Google Patents

一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111580517B
CN111580517B CN202010395859.2A CN202010395859A CN111580517B CN 111580517 B CN111580517 B CN 111580517B CN 202010395859 A CN202010395859 A CN 202010395859A CN 111580517 B CN111580517 B CN 111580517B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bay
unmanned surface
surface vessel
missing
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010395859.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111580517A (zh
Inventor
李亚文
姜民
王斌
李明兵
张锁平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Ocean Technology Center
Original Assignee
National Ocean Technology Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Ocean Technology Center filed Critical National Ocean Technology Center
Priority to CN202010395859.2A priority Critical patent/CN111580517B/zh
Publication of CN111580517A publication Critical patent/CN111580517A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111580517B publication Critical patent/CN111580517B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统。在该方法中,无人水面艇沿锯齿形路径行进,在行进过程中,采用雷达实时扫描无人水面艇周围是否存在海湾,当探测到海湾后,判断该海湾是否位于无人水面艇的行进侧,当海湾位于无人水面艇的行进侧时,则将该海湾确定为重复海湾,否则为将该海湾确定为遗漏海湾,并选取与该海湾相交的、距离无人水面艇最近的栅格,将该栅格与该海湾的交点确定为遗漏海湾的进入点或重复海湾的退出点。在检测到遗漏海湾后,可以从遗漏海湾的进入点进入遗漏海湾对其进行遍历。当遍历完重复海湾后,直接从重复海湾的退出点退出。本发明既避免了海湾的重复遍历,也避免了海湾的遗漏。

Description

一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统
技术领域
本发明涉及多海湾区域路径遍历技术领域,特别是涉及一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统。
背景技术
多海湾地形是指有多于两个海湾的封闭区域,此种地形多存在于岛礁海域和深海复杂地形区域。
无人水面艇在开阔水域搜索时,常规的遍历方法是选择计算量小的锯齿形路径规划方法获取相关水域的水文信息。利用这种简单的锯齿形搜索方式对二维规则边界的地形可以达到期望的覆盖率和较短的航程,如图1,选定一个靠近搜索水域一侧的边界作为起点Sp,建立直角坐标系,并根据无人水面艇附带声呐的探测宽度ω以及考虑到海底地形起伏对探测设备的地形覆盖搜索宽度的影响,利用栅格法建立任务环境地图。纵向栅格线的横坐标值规定为x=iω/2(i为栅格线编号,栅格线间距为ω/2)。无人水面艇从起始点开始沿着栅格线运行,每当无人水面艇声呐探测到边界时,无人水面艇将会向着x轴正方向转向,沿着水域边界寻找下一条栅格线。寻找到下一条栅格线后,无人水面艇将沿着这条栅格线搜索下去,直到搜索完全部区域为止。
将无人水面艇整体趋势向x轴正方向在栅格线上往返前进的行为定义为锯齿形路径规划行为。
当搜索水域存在多海湾时,简单的锯齿形路径规划将会导致搜索遗漏或者重复搜索的现象。如图2,无人水面艇从Sp点出发,使用图1所示的行为进行搜索,搜索完中间区域后进入I2区域,搜索完I2区域后,无人水面艇将沿着I2区域内的栅格线返回,然后再进入I3区域,搜索完I3区域后会发现:在整个搜索过程中I2区域重复搜索而I1区域被遗漏。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统,能够避免遍历中海湾的遗漏和重复。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,所述无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成,所述方法包括:
控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动,并启动雷达对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
如果存在海湾,则判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
如果所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧,则选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
如果所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧,则选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历。
可选的,
在所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾之前,还包括:记录路径变更位置点以及在所述路径变更位置点处的原定行进方向,并从所述路径变更位置点行驶至所述遗漏海湾的进入点;
在完成所述遗漏海湾的遍历后,回到所述路径变更位置点,并按所述路径变更位置点处的原定行进方向行驶。
可选的,所述方法还包括:
在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时:
实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;
如果判断结果表示所述当前位置为格栅与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;
如果是,则将交点xi标记为遗漏海湾进入点。
可选的,所述方法还包括:
当所述无人水面艇遍历完所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的湾底直接行驶至所述遗漏海湾的进入点,并从所述遗漏海湾的进入点退出所述遗漏海湾。
可选的,所述湾底的确定方法包括:
在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中:
实时判断当前位置是否为栅格与区域边界的交点;
如果判断结果表示所述当前位置为栅格与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断所述交点是否为已经记录过的交点;
如果判断结果表示所述交点为已经记录过的交点,则确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
可选的,所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾后,首先沿锯齿形路径中的栅格行驶。
本发明还提供了一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统,所述无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成,所述系统包括:
行进控制模块,用于控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动;
雷达模块,用于对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
海湾探测模块,用于根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
判断模块,用于当所述无人水面艇周围存在海湾时,判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
遗漏海湾进入点第一确定模块,用于当所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
重复海湾退出点确定模块,用于当所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
重复海湾退出模块,用于当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
遗漏海湾进入模块,用于当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历。
可选的,所述系统还包括:
路径变更位置记录模块,用于在所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾之前,记录路径变更位置点以及在所述路径变更位置点处的原定行进方向,其中,所述路径变更位置点为改变原定路径开始向所述遗漏海湾进入点行驶时的位置;
位置返回模块,用于在完成所述遗漏海湾的遍历后,控制所述无人水面艇回到所述路径变更位置点,并按所述路径变更位置点处的原定行进方向行驶。
可选的,所述系统还包括:
交点检测模块,用于在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时,实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;
交点记录模块,用于当所述当前位置为格栅与区域边界的交点时,记录所述交点;
遗漏海湾进入点第二确定模块,用于判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;并当交点xi与交点xi-1位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外时,将交点xi标记为遗漏海湾的进入点。
可选的,所述系统还包括:湾底确定模块,用于在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中,实时判断当前位置是否为已经记录过的交点,并在所述当前位置为已经记录过的交点时,确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统,在沿锯齿形路径运动的过程中,实时对遗漏海湾以及重复海湾进行探测,并在确定某一海湾为重复海湾时,在遍历该海湾后,直接从重复海湾的退出点退出该海湾,不再按锯齿形路径行驶,避免了路径的重复,在确定某一海湾为遗漏海湾后,会从遗漏海湾的进入点进入该海湾进行遍历,避免了该海湾的遗漏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为锯齿形路径规划示意图;
图2为重复海湾和遗漏海湾示意图;
图3为本发明实施例1提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法的流程图;
图4为本发明实施例1中遗漏海湾进入点和重复海湾退出点的识别原理图;
图5为本发明实施例1的一实施方式中遗漏海湾进入方式图;
图6为本发明实施例1的一实施方式中遗漏海湾进入点的识别原理图;
图7为本发明实施例2提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统结构图。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本发明提供的多海湾区域路径遍历方法中,无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成,如图2所示,假设无人水面艇在Sp点出发,沿栅格线以及区域边界行进。
图3为本发明实施例1提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法的流程图,如图3所示,该方法包括以下步骤:
步骤101:控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动,并启动雷达对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
步骤102:根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
步骤103:当所述无人水面艇周围存在海湾时,判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
步骤104:当所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
步骤105:当所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
步骤106:当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
步骤107:当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历。
在该实施例中,无人水面艇在沿锯齿形路径行进的过程中,采用雷达实时扫描周围的环境,如图4所示,无人水面艇在栅格Li上行进时,当雷达扫描到海湾I1的曲线边界后,便可以确定无人水面艇的周围存在海湾I1,由图4可知该曲线边界没有位于无人水面艇的行进侧,那么,将与海湾I1相交的栅格线中距离无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线Li-1作为第一栅格线,并将栅格线Li-1与海湾I1边界的交点C1或C2作为遗漏海湾的进入点,将海湾I1记为遗漏海湾。当无人水面艇在栅格Li+2上行进时,当雷达扫描到海湾I2的曲线边界后,便可以确定无人水面艇的周围存在海湾I2,由图4可知该曲线边界位于无人水面艇的行进侧,那么,将与海湾I2相交的栅格线中距离无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线Li+3作为第一栅格线,并将栅格线Li+3与海湾I2边界的交点C3或C4作为重复海湾的退出点,将海湾I2记为重复海湾。
在实施例1中,作为一种实施方式,在确定遗漏海湾以及遗漏海湾的进入点后,便可以从遗漏海湾的进入点进入遗漏海湾,以对其进行遍历。但是,如图5所示,在运动到遗漏海湾进入点之前,需要对路径变更位置点G以及在所述路径变更位置点G处的原定行进方向进行记录,以便在对遗漏海湾遍历完成后,能够回到所述路径变更位置点G以及按原定行进方向进行行进。
在实施例1中,为了适应图6所示的情况,本实施例提供的方法中还可以包括用于确定遗漏海湾以及遗漏海湾的以下步骤:在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时:实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;如果判断结果表示所述当前位置为格栅与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;如果是,则将交点xi标记为遗漏海湾进入点。
具体为:如图6所示,无人水面艇在栅格Li-1上行驶至区域边界(即栅格Li-1与区域边界的交点C0)时,无人水面艇则会沿着区域的边界行驶,直至行驶至栅格Li-1与区域边界的另一个交点C1后,继续沿着栅格Li行进。此时,可知,C0与C1位于同一栅格Li-1上且C0与C1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,那么,此时可以将C1确定为遗漏海湾进入点,将海湾I1确定为遗漏海湾。
在实施例1中,无论是在重复海湾还是在遗漏海湾,当遍历完该海湾后,不会再沿锯齿形路径退出,可以从海底直接向着重复海湾的退出点或遗漏海湾的进入点行驶。
在实施例1中,作为一种实施方式,海湾底的确定方法如下:
在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中:实时判断当前位置是否为栅格与区域边界的交点;如果判断结果表示所述当前位置为栅格与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断所述交点是否为已经记录过的交点;如果判断结果表示所述交点为已经记录过的交点,则确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
在实施例1中,作为一种实施方式,为了能够完整的遍历到遗漏海湾,所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾后,首先沿锯齿形路径中的栅格行驶。
图7为本发明实施例2提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统结构图,在该实施例中,所述无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成。如图7所示,本实施例提供的多海湾区域路径遍历系统包括以下模块:
行进控制模块701,用于控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动;
雷达模块702,用于对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
海湾探测模块703,用于根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
判断模块704,用于当所述无人水面艇周围存在海湾时,判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
遗漏海湾进入点第一确定模块705,用于当所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
重复海湾退出点确定模块706,用于当所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
重复海湾退出模块707,用于当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
遗漏海湾进入模块708,用于当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历。
作为一种实施方式,所述系统还包括:
路径变更位置记录模块,用于在所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾之前,记录路径变更位置点以及在所述路径变更位置点处的原定行进方向,其中,所述路径变更位置点为改变原定路径开始向所述遗漏海湾进入点行驶时的位置;
位置返回模块,用于在完成所述遗漏海湾的遍历后,控制所述无人水面艇回到所述路径变更位置点,并按所述路径变更位置点处的原定行进方向行驶。
作为一种实施方式,所述系统还包括:
交点检测模块,用于在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时,实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;
交点记录模块,用于当所述当前位置为格栅与区域边界的交点时,记录所述交点;
遗漏海湾进入点第二确定模块,用于判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;并当交点xi与交点xi-1位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外时,将交点xi标记为遗漏海湾的进入点。
作为一种实施方式,所述系统还包括:湾底确定模块,用于在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中,实时判断当前位置是否为已经记录过的交点,并在所述当前位置为已经记录过的交点时,确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
本发明提供的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统,在沿锯齿形路径运动的过程中,实时对遗漏海湾以及重复海湾进行探测,并在确定某一海湾为重复海湾时,在遍历该海湾后,直接从重复海湾的退出点退出该海湾,不再按锯齿形路径行驶,避免了路径的重复,在确定某一海湾为遗漏海湾后,会从遗漏海湾的进入点进入该海湾进行遍历,避免了该海湾的遗漏。
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他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,其特征在于,所述无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成,所述方法包括:
控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动,并启动雷达对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
如果存在海湾,则判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
如果所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧,则选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
如果所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧,则选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历;
所述方法还包括:
当所述无人水面艇遍历完所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的湾底直接行驶至所述遗漏海湾的进入点,并从所述遗漏海湾的进入点退出所述遗漏海湾。
2.根据权利要求1所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,其特征在于,
在所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾之前,还包括:记录路径变更位置点以及在所述路径变更位置点处的原定行进方向,并从所述路径变更位置点行驶至所述遗漏海湾的进入点;
在完成所述遗漏海湾的遍历后,回到所述路径变更位置点,并按所述路径变更位置点处的原定行进方向行驶。
3.根据权利要求1所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时:
实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;
如果判断结果表示所述当前位置为格栅与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;
如果是,则将交点xi标记为遗漏海湾进入点。
4.根据权利要求1或3所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,其特征在于,所述湾底的确定方法包括:
在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中:
实时判断当前位置是否为栅格与区域边界的交点;
如果判断结果表示所述当前位置为栅格与区域边界的交点,则记录所述交点,并判断所述交点是否为已经记录过的交点;
如果判断结果表示所述交点为已经记录过的交点,则确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
5.根据权利要求1或3所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法,其特征在于,所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾后,首先沿锯齿形路径中的栅格行驶。
6.一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统,其特征在于,所述无人水面艇在多海湾区域沿锯齿形路径运动,所述锯齿形路径为基于锯齿形路径规划方法建立的路径,所述锯齿形路径由栅格以及区域边界构成,所述系统包括:
行进控制模块,用于控制所述无人水面艇沿所述锯齿形路径运动;
雷达模块,用于对所述无人水面艇周围的环境进行实时扫描:
海湾探测模块,用于根据所述雷达的扫描信息确定所述无人水面艇周围是否存在海湾;
判断模块,用于当所述无人水面艇周围存在海湾时,判断所述海湾是否位于所述无人水面艇的行进侧,所述行进侧为与所述锯齿形路径整体趋向方向相同的一侧;
遗漏海湾进入点第一确定模块,用于当所述海湾不位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第一栅格线,并将所述第一栅格线与所述海湾边界的交点之一记为遗漏海湾的进入点,将所述海湾记为遗漏海湾;
重复海湾退出点确定模块,用于当所述海湾位于所述无人水面艇的行进侧时,选取与所述海湾边界相交的栅格线中距离所述无人水面艇的当前位置最近的一条栅格线作为第二栅格线,并将所述第二栅格线与所述海湾边界的交点之一记为重复海湾的退出点,将所述海湾记为重复海湾;
重复海湾退出模块,用于当所述无人水面艇遍历完所述重复海湾后,从所述重复海湾的湾底直接行驶至所述重复海湾的退出点,并从所述重复海湾的退出点退出所述重复海湾;
遗漏海湾进入模块,用于当所述无人水面艇探测到所述遗漏海湾后,从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾,并对所述遗漏海湾进行遍历。
7.根据权利要求6所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统,其特征在于,所述系统还包括:
路径变更位置记录模块,用于在所述无人水面艇从所述遗漏海湾的进入点进入所述遗漏海湾之前,记录路径变更位置点以及在所述路径变更位置点处的原定行进方向,其中,所述路径变更位置点为改变原定路径开始向所述遗漏海湾进入点行驶时的位置;
位置返回模块,用于在完成所述遗漏海湾的遍历后,控制所述无人水面艇回到所述路径变更位置点,并按所述路径变更位置点处的原定行进方向行驶。
8.根据权利要求6所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统,其特征在于,所述系统还包括:
交点检测模块,用于在所述无人水面艇沿锯齿形路径中的区域边界行驶时,实时判断当前位置是否为格栅与区域边界的交点;
交点记录模块,用于当所述当前位置为格栅与区域边界的交点时,记录所述交点;
遗漏海湾进入点第二确定模块,用于判断交点xi与交点xi-1是否位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外,其中,xi为在无人水面艇的运动时间维度上检测到的第i个交点;并当交点xi与交点xi-1位于同一栅格上且交点xi与交点xi-1之间的直线段位于所述多海湾区域之外时,将交点xi标记为遗漏海湾的进入点。
9.根据权利要求8所述的基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历系统,其特征在于,所述系统还包括:湾底确定模块,用于在所述无人水面艇沿区域边界运动过程中,实时判断当前位置是否为已经记录过的交点,并在所述当前位置为已经记录过的交点时,确定所述无人水面艇已经到达海湾的湾底。
CN202010395859.2A 2020-05-12 2020-05-12 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统 Active CN111580517B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010395859.2A CN111580517B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010395859.2A CN111580517B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111580517A CN111580517A (zh) 2020-08-25
CN111580517B true CN111580517B (zh) 2021-02-19

Family

ID=72126448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010395859.2A Active CN111580517B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111580517B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112113573B (zh) * 2020-09-18 2021-08-10 武汉理工大学 一种面向单艘无人测量船艇覆盖路径规划方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6195611B1 (en) * 1997-07-23 2001-02-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Route search method
WO2003059734A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-24 Hafmynd Ehf. Construction of an underwater vehicle
CN107392388A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 南昌航空大学 一种采用改进人工鱼群算法规划无人机三维航迹的方法
CN110012128A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 中原工学院 基于路由跳数的网络实体地标筛选方法
CN110849370A (zh) * 2019-11-14 2020-02-28 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种基于水面无人艇的动态航线规划方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008043826A1 (de) * 2006-10-12 2008-04-17 Basf Plant Science Gmbh Verfahren zur erhöhung der pathogenresistenz in transgenen pflanzen
WO2011150319A2 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Geostellar, Llc System and method for geomatic modeling of a diverse resource base across broad landscapes
CN108508427B (zh) * 2018-07-04 2020-07-07 烟台雷奥电子科技有限公司 一种基于导航雷达的海冰区域检测方法、装置及设备
CN109737970B (zh) * 2019-03-21 2020-10-27 集美大学 一种基于改进rrt算法的水面无人艇路径规划方法
CN110488820A (zh) * 2019-08-12 2019-11-22 珠海市一微半导体有限公司 一种自移动机器人的区域遍历方法及芯片

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6195611B1 (en) * 1997-07-23 2001-02-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Route search method
WO2003059734A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-24 Hafmynd Ehf. Construction of an underwater vehicle
CN107392388A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 南昌航空大学 一种采用改进人工鱼群算法规划无人机三维航迹的方法
CN110012128A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 中原工学院 基于路由跳数的网络实体地标筛选方法
CN110849370A (zh) * 2019-11-14 2020-02-28 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种基于水面无人艇的动态航线规划方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fuzzy-Based Way-Point Tracking Control of Autonomous Marine Vehicles with Input Saturation;Caoyang Yu etal.;《Proceedings of the 36th Chinese Control Conference》;20171231;第4836-4840页 *
Path planning of multiple autonomous marine vehicles for adaptive sampling using Voronoi-based ant colony optimization;Chengke Xiong etal.;《Robotics and Autonomous Systems》;20191231;第90-103页 *
低速AUV 航渡过程中减少洋流影响的方法;刘甲等;《舰船科学技术》;20200228;第88-97页 *
无人船完全遍历路径规划的研究;程啟忠;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20200215;第C032-175页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111580517A (zh) 2020-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109782763B (zh) 一种动态环境下的移动机器人路径规划方法
CN110632921B (zh) 机器人路径规划方法、装置、电子设备和存储介质
CN107843267A (zh) 施工路段无人驾驶车辆的路径生成方法及装置
KR102151811B1 (ko) 회피경로 생성방법 및 그를 위한 장치
CN108536140B (zh) 一种无人船自主导航系统及方法
CN107009968A (zh) 车载激光雷达控制方法、装置及车载设备
KR20220123297A (ko) 밀집된 장애물에 기반한 청소 제어 방법
JP2010191502A (ja) 移動ロボット制御システム、経路探索方法、経路探索プログラム
CN113984080B (zh) 一种适用于大型复杂场景下的分层局部路径规划方法
CN110398249B (zh) 一种结合环境特征的用于自动巡航的路径规划方法
CN111580517B (zh) 一种基于无人水面艇的多海湾区域路径遍历方法及系统
KR20210109635A (ko) 진입하거나 진출하는 차량을 검출하기 위한 방법 및 제어 유닛
CN113867336B (zh) 一种适用于复杂场景下移动机器人路径导航及规划方法
CN114543815A (zh) 基于基因调控网络的多智能体导航控制方法、设备及介质
CN114740868A (zh) 一种基于深度强化学习的移动机器人路径规划方法
KR102617981B1 (ko) 자율운항선박의 충돌회피 시스템
CN114264307A (zh) 路径生成方法、装置、交通工具及存储介质
JP5146292B2 (ja) 進路評価装置
CN117948980A (zh) 一种基于改进式slam算法的无人船水域监测方法
KR102191109B1 (ko) 자율 무인항공 이동체 및 이의 제어 방법
JP2012256242A (ja) 他車両認識装置及び進路評価装置
CN116560362A (zh) 一种自动导航的路径规划跟踪方法及系统
CN115042787B (zh) 一种无车道线下确定跟踪轨迹的方法及装置
CN116382301A (zh) 一种船舶航行智能避障系统
CN115373394A (zh) 一种狭水道无人艇避碰局部路径规划方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant