CN111665868B - 基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN111665868B CN202010702367.3A CN202010702367A CN111665868B CN 111665868 B CN111665868 B CN 111665868B CN 202010702367 A CN202010702367 A CN 202010702367A CN 111665868 B CN111665868 B CN 111665868B
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明实施例公开了一种基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质。所述方法包括：建立无人船的虚拟主航道；判断所述虚拟主航道的有效性；根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。用户可使用终端设备便捷地设置无人船的虚拟航道，返航时通过动态规划算法，能够根据当前位置和目标返航点自动计算出所需最短的返航路径，使无人船能够实现自主规划返航路径，达到从任意位置自主返航的目的。

Description

基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及无人船控制技术领域，尤其涉及一种基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
无人船是一种机动灵活的水面自主机器人，可作为大型调查船向不易抵达的浅水区的功能延伸，辅助人工作业。目前无人船在浅水区域的作业工作中得到广泛应用。
近年来，无人船的智能化程度日益受到重视，其智能控制系统的性能直接影响无人船的操作性、经济性和安全性，其中良好的自主返航能力尤为重要。现有的无人船自主返航方式主要是通过计算全球定位系统给出的出发位置坐标和目标返航点位置坐标之间的最短直线返航路径进行返航。而在实际场景中，由于河道、湖泊等水域的形状崎岖，水面路线曲折，仅通过坐标定位实现直线返航效率低下，且难以准确返回目标返航点。因此有必要提供一种灵活路径规划的无人船自主返航方法，以克服上述缺点。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
基于上述原因，本申请人提出了一种基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、设备及存储介质。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有技术中由于河道、湖泊等水域的形状崎岖以及水面路线曲折，仅通过坐标定位实现直线返航效率低下，且难以准确返回目标返航点的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于虚拟航道的无人船返航方法，包括以下步骤：建立无人船的虚拟主航道；判断所述虚拟主航道的有效性；根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于虚拟航道的无人船返航装置，其包括用于执行上述基于虚拟航道的无人船返航方法的单元。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，其包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于虚拟航道的无人船返航方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现上述基于虚拟航道的无人船返航方法。
本发明实施例提供了一种基于虚拟航道的无人船返航方法、装置、计算机设备及存储介质。其中，基于虚拟航道的无人船返航方法包括：建立无人船的虚拟主航道；判断所述虚拟主航道的有效性；根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
本发明实施例由于用户可使用终端设备便捷地设置无人船的虚拟航道，返航时通过动态规划算法，能够根据当前位置和目标返航点自动计算出所需最短的返航路径，使无人船能够实现自主规划返航路径，达到从任意位置自主返航的目的，解决了由于河道、湖泊等水域的形状崎岖以及水面路线曲折，仅通过坐标定位实现直线返航效率低下，且难以准确返回目标返航点的问题。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法的流程示意图；
图2是本发明另一实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法的应用场景示意图；
图4是本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航装置的示意性框图；
图5是本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法的流程示意图。如图1所示，本发明的基于虚拟航道的无人船返航方法，可通过设置虚拟航道或者记录航行目标点，获取无人船坐标信息，通过动态规划算法，根据无人船当前位置和目标返航点自动计算出所需最短的返航路径，相较于传统返航方法，使无人船能够实现对返航路径的自主规划，达到任意位置自主返航的目的。本发明实例提供的返航方法也可单独用于其他返航应用场景，例如其他航行船只甚至是无人车辆导航。
如图1所示，本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法包括以下步骤：S110-S160。
步骤S110、建立无人船的虚拟主航道；
具体地，在本实施例中，建立虚拟主航道可在无人船下水作业之前以及下水作业过程中，根据无人船获取的地理位置信息进行水域三维模型/电子地图的构建，以便于将本方案的实用性扩展至最大。
在一可能的实施例中，根据来自于终端设备的地图标记请求获取目标点，和/或，根据所述无人船在航行中获取的实时位置得到目标点，将所述目标点依次连接构成路径，组合多条路径构成所述虚拟主航道。
其中，终端设备可包括但不限于手机，电脑、遥控器等。具体地，使用手机，电脑、遥 控器等设备的电子地图上手动标记出目标点，或通过将无人船在航行过程中获取的实施位 置信息存储作为目标点，将目标点依次连接构成路径点队列
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 152325DEST_PATH_IMAGE002
，……，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，将这些路径组合起来得到初始虚拟主 航道的数组
Figure 131782DEST_PATH_IMAGE004
。其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示设置路径数量，
Figure 973836DEST_PATH_IMAGE006
表示各路径中目标 点的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示每条路径上目标点的坐标信息。
步骤S120、判断所述虚拟主航道的有效性；
在本实施例中，对已设置虚拟主航道进行有效性判断，目的在于保存有效路径，丢弃无效路径。
在一可能的实施例中，本步骤可如图2所示的流程执行：
步骤S121、获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列；
步骤S122、对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离；
步骤S123、判断两条路径中是否存在路径的坐标点之间的最小距离小于预设阈值；
若存在，则执行步骤S124、所述两条路径标记为连通路径并保存至虚拟主航道的坐标数据队列；若不存在，则舍弃坐标，结束这一流程（其逻辑关系为：若存在某条路径的所有坐标点与任一路径的坐标点之间的最小距离均大于预设阈值，则舍弃该路径的坐标数据）。
步骤S125、开始返航；
步骤S126、根据无人船当前位置规划返航路径；
步骤S127、使所述无人船按照规划好的返航路径进行返航。
直至结束流程。
具体地，对虚拟主航道的数组
Figure 431362DEST_PATH_IMAGE008
中路径点坐标构成的坐标数据队列中每条路径两 两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离，如果两条路径中存在坐标点间的最小距离 小于给定阈值，则认为该两条路径为连通路径，保存在主航道的路径坐标数据队列
Figure 830024DEST_PATH_IMAGE008
中；如 果某条路径中所有坐标点与任意一条路径的坐标点间的最小距离均大于给定阈值，则丢弃 该路径的坐标数据队列；
步骤S130、根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；
本步骤的应用场景可为，当无人船在下水作业时，管理人员需要无人船返航，或无人船检测到自身设备存在隐患时，需要立即返航。
具体地，可通过获取来自于终端设备的返航请求，控制无人船启动返航功能；
或，检测无人船电量、运载量以及自身设备异常信息，若所述无人船满足以下一项或多项则启动返航功能：
所述无人船电量低于设于阈值；
所述运载量高于设于阈值；
所述无人船存在设备异常信息。
其中，上述步骤的实现可依赖以下操作：使用终端发送命令至无人船启动返航，或者无人船根据状态判断需要返航时，启动返航：具体地，使用手机，电脑、遥控器等终端设备进行命令输入操作，发送返航指令，实现返航功能；或者当无人船判断自身电量能够行驶的里程小于等于返航里程时，自动启动返航操作；当无人船检测到垃圾量达到预设阈值，呈现满载状态时，自动启动返航操作；当无人船检测到自身设备异常需要返航时，自动启动返航操作。
步骤S140、使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；
获取所述无人船当前实时位置，根据实时位置计算距离最近的所述虚拟主航道的坐标点，控制所述无人船航行至所述虚拟主航道的坐标点。
在某些实施例中，步骤S140、根据全球定位系统获取无人船当前位置，无人船从当前位置自主航行至已设定的虚拟航道上，通过Floyd算法计算出最短路径，并沿最短路径运动到离目标返航点最近的虚拟航道坐标点，根据最短返航路径，自主控制航行实现返航。
其中，Floyd算法的执行过程为：
1、从任意一条单边路径开始。所有两点之间的距离是边的权，如果两点之间没有边相连，则权为无穷大。在本实施例中，边的权值即为两个坐标点之间的最小距离。
2、对于每一对顶点 u 和 v，判断是否存在一个顶点 w 使得从 u 到 w 再到 v比已知的路径更短，如果是则进行更新。
在其他实施例中，还可采用Prim算法、Dijkstra算法、Kruskal算法等实现获取到达虚拟主航道的最短路径。
步骤S150、计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；
可参考图3，图3为本发明实施例提供的基于虚拟航道的无人船返航方法的应用场 景示意图，具体地，步骤S150的一实施例为：根据全球定位系统获取无人船当前实时位置
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，对主航道的路径坐标数据队列
Figure 714804DEST_PATH_IMAGE008
中的路径坐标点进行遍历筛选，找出距离无人船当前实 时位置
Figure 981837DEST_PATH_IMAGE009
最近的虚拟航道上的坐标
Figure 243054DEST_PATH_IMAGE010
，计算行驶路径，并通过当前位置信息和最近虚拟航 道上的坐标位置信息的角度差计算出无人船期望运动方向，使用控制模块控制无人船自主 运动至最近的虚拟航道上的坐标
Figure 911933DEST_PATH_IMAGE010
；
进一步地，对坐标数据队列中的路径离散坐标点进行两两遍历计算，生成当前路 径每个坐标点与其它路径坐标点一一对应的对应关系集合
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。通过设定最小距离阈值对集 合中的对应关系进行筛选，更新关系集合
Figure 967613DEST_PATH_IMAGE011
，仅将两点间距离小于给定阈值的坐标点对应 关系保存在
Figure 285724DEST_PATH_IMAGE011
映射集合中。将无人船当前实时位置
Figure 22736DEST_PATH_IMAGE009
和目标返航位置坐标
Figure 608438DEST_PATH_IMAGE012
列入映射集合 中，更新后，形成完整映射集合
Figure 38283DEST_PATH_IMAGE011
，涵盖所有有效路径可能性。
再进一步地，根据完整映射集合
Figure 342225DEST_PATH_IMAGE011
以及无人船当前实时位置
Figure 617349DEST_PATH_IMAGE009
和目标返航位置坐 标
Figure 260820DEST_PATH_IMAGE012
，通过Floyd算法计算出到达距离目标返航位置的最短连接，得到基于该虚拟航道的最 短返航路径。
具体地，通过Floyd算法计算出到达距离目标返航位置的最短连接，即为从任意一 条单边路径开始,所有两点之间的距离是边的权，如果两点之间没有边相连，则权为无穷 大;对于每一对顶点
Figure DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 78210DEST_PATH_IMAGE014
，看看是否存在一个顶点
Figure DEST_PATH_IMAGE015
使得从
Figure 10393DEST_PATH_IMAGE013
到
Figure 89208DEST_PATH_IMAGE015
再到
Figure 508557DEST_PATH_IMAGE014
比已知的路径更短, 如果有则更新数据。
其中，把所有路径上的路径坐标点map用带权邻接矩阵A表示出来，作为距离矩阵
Figure 280204DEST_PATH_IMAGE016
的初始值，即
Figure DEST_PATH_IMAGE017
。如果从
Figure 434105DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure DEST_PATH_IMAGE019
有路可达，则
Figure 880392DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示该路径的长度；否则
Figure 357509DEST_PATH_IMAGE022
。具体迭代步骤如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，其中，
Figure 362374DEST_PATH_IMAGE024
是从
Figure 361161DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure 781778DEST_PATH_IMAGE019
中间点只允许为
Figure DEST_PATH_IMAGE025
路径中的最短路径长度。
Figure 316665DEST_PATH_IMAGE026
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
是从
Figure 351486DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure 479979DEST_PATH_IMAGE019
中间点只允许为
Figure 268068DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 329565DEST_PATH_IMAGE028
路径中的最短路径长度。
以此类推，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，其中，
Figure 676233DEST_PATH_IMAGE030
是从
Figure 151077DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure 179075DEST_PATH_IMAGE019
中 间点只允许为
Figure 422975DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 612648DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
路径中的最短路径长度。
当
Figure 73323DEST_PATH_IMAGE032
时，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，其中，
Figure 701750DEST_PATH_IMAGE034
就是允许中间点为
Figure 65736DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 426310DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
的，从
Figure 875746DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure 809329DEST_PATH_IMAGE019
的路径中的最短路径长度，即是求从
Figure 699924DEST_PATH_IMAGE018
到
Figure 559296DEST_PATH_IMAGE019
中间可插入任何顶点的路径中最短路径长度，
Figure 168132DEST_PATH_IMAGE036
即为迭代后的所得距离矩阵。在
Figure 403941DEST_PATH_IMAGE021
中包含有两点之间最短路径的信息，而在
Figure 414622DEST_PATH_IMAGE016
中则包含 了最短通路径的信息。根据得到最短路径信息映射出最短路径坐标点队列，进行存储。
具体地，通过起始点
Figure 444895DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 541027DEST_PATH_IMAGE012
两个路径点，在返回的map之中计算出船要经过的路径 点的最短路径𝑅1的索引值
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，同时将起始点
Figure 813483DEST_PATH_IMAGE009
的索引值
Figure 740988DEST_PATH_IMAGE038
和目标返航点
Figure 879845DEST_PATH_IMAGE012
的索引值𝑒与之 一起生成路径点索引序列𝑝=[𝑠,
Figure 525590DEST_PATH_IMAGE037
,𝑒]，将
Figure DEST_PATH_IMAGE039
中的节点索引值通过点坐标映射集合
Figure 837623DEST_PATH_IMAGE011
转换为返 航路径坐标点集合𝐵=[
Figure 822897DEST_PATH_IMAGE009
,
Figure 696437DEST_PATH_IMAGE040
,
Figure DEST_PATH_IMAGE041
......
Figure 829478DEST_PATH_IMAGE012
]。根据无人船当前实时位置
Figure 945202DEST_PATH_IMAGE009
，选择路径坐标点 队列中距离无人船当前实时位置
Figure 784982DEST_PATH_IMAGE009
最近的点
Figure 327958DEST_PATH_IMAGE010
作为实时期望目标点。无人船根据这一系列 坐标点计算出每一个点的期望方向角，通过控制模块控制无人船自主到达该目标点，到达 该目标点后，期望目标点在路径坐标队列中依次向后更新，让无人船始终沿着期望方向角 运动，直到无人船到达路径队列中的末尾坐标点
Figure 620400DEST_PATH_IMAGE012
，从而完成基于虚拟航道的自主返航；
步骤S160、将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
具体地，步骤可通过获取所述最短返航路径的坐标点队列，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为实时期望目标点，控制所述无人船航行至实时期望目标点；
当所述无人船到达实时期望目标点，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为新的期望目标点，直至所述无人船到达路径目标点的末尾坐标点。
通过上述方法，实现用户可以通过手机、电脑、遥控器等操作点设置虚拟航道，根据无人船的当前位置和目标返航点自主规划返航路径，使无人船沿着虚拟主航道返回到目标返航点，实现任意位置自主规划返航。
图4是本发明实施例提供的一种基于虚拟航道的无人船返航装置的示意性框图。如图4所示，对应于以上基于虚拟航道的无人船返航方法，本发明还公开了一种基于虚拟航道的无人船返航装置200，包括以下单元：
虚拟航道创建单元201，用于建立无人船的虚拟主航道；
虚拟航道检测单元202，用于判断所述虚拟主航道的有效性；
返航功能启动单元203，用于根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；
船体航行控制单元204，用于使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；
最短路径获取单元205，用于计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；
返航功能执行单元206，用于将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述基于虚拟航道的无人船返航装置200和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述基于虚拟航道的无人船返航装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图5所示的计算机设备上运行。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备300可以是服务器，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图5，该计算机设备300包括通过系统总线301连接的处理器302、存储器和网络接口305，其中，存储器可以包括非易失性存储介质303和内存储器304。
该非易失性存储介质303可存储操作系统3031和计算机程序3032。该计算机程序3032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器302执行一种基于虚拟航道的无人船返航方法。
该处理器302用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备300的运行。
该内存储器304为非易失性存储介质303中的计算机程序3032的运行提供环境，该计算机程序3032被处理器302执行时，可使得处理器302执行一种基于虚拟航道的无人船返航方法。
该网络接口305用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备300的限定，具体的计算机设备300可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
其中，所述处理器302用于运行存储在存储器中的计算机程序3032，以实现如下步骤：
在一实施例中，处理器302实现所述建立无人船的虚拟主航道的步骤；根据来自于终端设备的地图标记请求获取目标点，和/或，根据所述无人船在航行中获取的实时位置得到目标点，将所述目标点依次连接构成路径，组合多条路径构成所述虚拟主航道。
在一实施例中，处理器302实现所述判断所述虚拟主航道的有效性的步骤；获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离；
若两条路径中存在路径的坐标点之间的最小距离小于预设阈值，则将所述两条路径标记为连通路径并保存至虚拟主航道的坐标数据队列；
若存在某条路径的所有坐标点与任一路径的坐标点之间的最小距离均大于预设阈值，则舍弃该路径的坐标数据。
在一实施例中，处理器302实现所述根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航的步骤；获取来自于终端设备的返航请求，控制无人船启动返航功能；检测无人船电量、运载量以及自身设备异常信息，若所述无人船满足以下一项或多项则启动返航功能：所述无人船电量低于设于阈值；所述运载量高于设于阈值；所述无人船存在设备异常信息。
在一实施例中，处理器302实现所述使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道的步骤；获取所述无人船当前实时位置，根据实时位置计算距离最近的所述虚拟主航道的坐标点，控制所述无人船航行至所述虚拟主航道的坐标点。
在一实施例中，处理器302实现所述计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径的步骤；获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历，获得当前路径的每个坐标点与其它路径的坐标点一一对应的对应关系集合；判断所述对应关系集合中坐标点的距离是否小于最小距离阈值，若小于，则将所述对应关系集合中坐标点保存至映射集合；添加所述无人船的当前实时位置和目标返航位置的坐标至所述映射集合，利用动态规划算法计算所述映射集合中到达目标返航位置的最短连接，得到基于所述虚拟主航道的最短返航路径。
在一实施例中，处理器302实现所述将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航的步骤。获取所述最短返航路径的坐标点队列，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为实时期望目标点，控制所述无人船航行至实时期望目标点；当所述无人船到达实时期望目标点，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为新的期望目标点，直至所述无人船到达路径目标点的末尾坐标点。
应当理解，在本申请实施例中，处理器302可以是中央处理单元 (CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器302还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序包括程序指令。该程序指令被处理器执行时使处理器执行如下步骤：
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述若接收到用户端所发送的登录请求，对所述登录请求中的用户账号进行验证以得到所述用户账号是否验证通过的验证结果；若所述验证结果为所述用户账号验证通过，将所述用户账号作为索引信息，从预设数据库中搜索得到与所述索引信息相匹配的角色；根据所述角色获取所述角色所对应的权限以及与所述权限相对应的操作菜单；将所述权限以及所 述操作菜单反馈至所述用户端以使所述用户端加载所述操作菜单以供用户基于所述权限对所述操作菜单进行操作的步骤：
其中，所述处理器302用于运行存储在存储器中的计算机程序3032，以实现如下步骤：
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述建立无人船的虚拟主航道的步骤；根据来自于终端设备的地图标记请求获取目标点，和/或，根据所述无人船在航行中获取的实时位置得到目标点，将所述目标点依次连接构成路径，组合多条路径构成所述虚拟主航道。
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述判断所述虚拟主航道的有效性；获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离；若两条路径中存在路径的坐标点之间的最小距离小于预设阈值，则将所述两条路径标记为连通路径并保存至虚拟主航道的坐标数据队列；若存在某条路径的所有坐标点与任一路径的坐标点之间的最小距离均大于预设阈值，则舍弃该路径的坐标数据。
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；获取来自于终端设备的返航请求，控制无人船启动返航功能；检测无人船电量、运载量以及自身设备异常信息，若所述无人船满足以下一项或多项则启动返航功能：所述无人船电量低于设于阈值；所述运载量高于设于阈值；所述无人船存在设备异常信息。
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；获取所述无人船当前实时位置，根据实时位置计算距离最近的所述虚拟主航道的坐标点，控制所述无人船航行至所述虚拟主航道的坐标点。
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历，获得当前路径的每个坐标点与其它路径的坐标点一一对应的对应关系集合；判断所述对应关系集合中坐标点的距离是否小于最小距离阈值，若小于，则将所述对应关系集合中坐标点保存至映射集合；添加所述无人船的当前实时位置和目标返航位置的坐标至所述映射集合，利用动态规划算法计算所述映射集合中到达目标返航位置的最短连接，得到基于所述虚拟主航道的最短返航路径。
在一实施例中，所述处理器执行所述程序指令而实现所述将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。获取所述最短返航路径的坐标点队列，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为实时期望目标点，控制所述无人船航行至实时期望目标点；当所述无人船到达实时期望目标点，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为新的期望目标点，直至所述无人船到达路径目标点的末尾坐标点。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，终端，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于虚拟航道的无人船返航方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立无人船的虚拟主航道；
所述建立无人船的虚拟主航道的步骤包括：根据来自于终端设备的地图标记请求获取目标点，和/或，根据所述无人船在航行中获取的实时位置得到目标点，将所述目标点依次连接构成路径，组合多条路径构成所述虚拟主航道；
判断所述虚拟主航道的有效性；
所述判断所述虚拟主航道的有效性的步骤包括：获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离；若两条路径中存在路径的坐标点之间的最小距离小于预设阈值，则将所述两条路径标记为连通路径并保存至虚拟主航道的坐标数据队列；若存在某条路径的所有坐标点与任一路径的坐标点之间的最小距离均大于预设阈值，则舍弃该路径的坐标数据；
根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；
使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；
计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；
所述计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径的步骤包括：获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历，获得当前路径的每个坐标点与其它路径的坐标点一一对应的对应关系集合；判断所述对应关系集合中坐标点的距离是否小于最小距离阈值，若小于，则将所述对应关系集合中坐标点保存至映射集合；添加所述无人船的当前实时位置和目标返航位置的坐标至所述映射集合，利用动态规划算法计算所述映射集合中到达目标返航位置的最短连接，得到基于所述虚拟主航道的最短返航路径；将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟航道的无人船返航方法，其特征在于，所述根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航的步骤包括：
获取来自于终端设备的返航请求，控制无人船启动返航功能；
检测无人船电量、运载量以及自身设备异常信息，若所述无人船满足以下一项或多项则启动返航功能：
所述无人船电量低于设于阈值；
所述运载量高于设于阈值；
所述无人船存在设备异常信息。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟航道的无人船返航方法，其特征在于，所述使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道的步骤包括：
获取所述无人船当前实时位置，根据实时位置计算距离最近的所述虚拟主航道的坐标点，控制所述无人船航行至所述虚拟主航道的坐标点。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟航道的无人船返航方法，其特征在于，所述将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径的步骤包括：
获取所述最短返航路径的坐标点队列，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为实时期望目标点，控制所述无人船航行至实时期望目标点；
当所述无人船到达实时期望目标点，选择所述坐标点队列中距离所述无人船当前实时位置最近的坐标点作为新的期望目标点，直至所述无人船到达路径目标点的末尾坐标点。
5.一种基于虚拟航道的无人船返航装置，其特征在于，包括以下单元：
虚拟航道创建单元，用于建立无人船的虚拟主航道；
所述建立无人船的虚拟主航道的步骤包括：根据来自于终端设备的地图标记请求获取目标点，和/或，根据所述无人船在航行中获取的实时位置得到目标点，将所述目标点依次连接构成路径，组合多条路径构成所述虚拟主航道；
虚拟航道检测单元，用于判断所述虚拟主航道的有效性；
所述判断所述虚拟主航道的有效性的步骤包括：获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历计算路径中离散点坐标的最小直线距离；若两条路径中存在路径的坐标点之间的最小距离小于预设阈值，则将所述两条路径标记为连通路径并保存至虚拟主航道的坐标数据队列；若存在某条路径的所有坐标点与任一路径的坐标点之间的最小距离均大于预设阈值，则舍弃该路径的坐标数据；
返航功能启动单元，用于根据返航指令或预设的返航条件控制无人船返航；
船体航行控制单元，用于使所述无人船从当前位置航行至所述虚拟主航道；
最短路径获取单元，用于计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径；
所述计算基于所述虚拟主航道的最短返航路径的步骤包括：获取所述虚拟主航道的路径的坐标点并构建坐标数据队列，对所述坐标数据队列中的路径的坐标点两两遍历，获得当前路径的每个坐标点与其它路径的坐标点一一对应的对应关系集合；判断所述对应关系集合中坐标点的距离是否小于最小距离阈值，若小于，则将所述对应关系集合中坐标点保存至映射集合；添加所述无人船的当前实时位置和目标返航位置的坐标至所述映射集合，利用动态规划算法计算所述映射集合中到达目标返航位置的最短连接，得到基于所述虚拟主航道的最短返航路径;
返航功能执行单元，用于将所述最短返航路径设定为无人船的返航路径，所述无人船自主航行实现返航。
6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟航道的无人船返航方法。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时可实现如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟航道的无人船返航方法。
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