CN114562999A - 一种船舶的航行路线规划与定位系统 - Google Patents

一种船舶的航行路线规划与定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船舶的航行路线规划与定位系统,包主控模块、线路规划模块和船舶定位模块,所述主控模块控制船舶整体系统的运行,所述线路规划模块对船舶航行线路进行规划,所述船舶定位系统实时定位船舶位置,并在遇到危险时发送位置信息,所述线路规划模块包括历史线路单元、线路规划单元、避障备选单元、环境叠加单元和比较选择单元,本发明通过对航线中必经区域的划分,将航线按照必经区域规划分段,将长距离的航线划分为短距离的航线,从微观的角度对航线进行细致的规划,使航线的航行更加有保障,分段进行规划,能够每一段规划不同的航线,从而将不同航段的航线进行组合,为航行提供更多的选择。

Description

一种船舶的航行路线规划与定位系统
技术领域
本发明涉及船舶航行技术领域,具体为一种船舶的航行路线规划与定位系统。
背景技术
船舶航线使船舶航行的线路,按船舶营运方式分定期航线和不定期航线,定期航线是指使用固定的船舶,按固定的船期和港口航行,并以相对固定的运价经营客货运输业务的航线,定期航线又称班轮航线,主要装运杂货物,不定期航线,是临时根据货运的需要而选择的航线,船舶、船期、挂靠港口均不固定,是以经营大宗、低价货物运输业务为主的航线;
但是船舶路线的规划上,存在较多的不足,航向路线较长时,无法细致的考虑实际航行的情况,会导致规划的航线与实际行驶中存在较多偏差,尤其是长距离航行。
发明内容
本发明提供一种船舶的航行路线规划与定位系统,可以有效解决上述背景技术中提出船舶路线的规划上,存在较多的不足,航向路线较长时,无法细致的考虑实际航行的情况,会导致规划的航线与实际行驶中存在较多偏差,尤其是长距离航行的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种船舶的航行路线规划与定位系统,包主控模块、线路规划模块和船舶定位模块;
所述主控模块控制船舶整体系统的运行,所述线路规划模块对船舶航行线路进行规划,所述船舶定位系统实时定位船舶位置,并在遇到危险时发送位置信息;
所述线路规划模块包括历史线路单元、线路规划单元、避障备选单元、环境叠加单元和比较选择单元;
所述船舶定位模块包括信号收发单元、地图单元、监控单元、信息采集单元和预警单元。
根据上述技术方案,所述历史线路单元存储有其他船舶航行的路线数据,所述路线数据分为安全航行路线和危险航行路线;
在安全航行线路数据中,记录航行的预期时长、航行天气和实际航行的时长;
在危险航行路线数据中,标注危险位置、危险原因和危险影响情况,并提供船舶航行避开危险的建议。
根据上述技术方案,所述线路规划单元根据历史线路单元提供的历史线路和地图对航行线路进行规划;
在规划时将航行必经区域标记出来,在每个必经区域中确定一个临时停靠位置,按照标记的区域将航行线路分段,并对必经区域进行排序,在航行线路分段完成后,规划始发地和第一个必经区域之间的线路,再规划第一个必经区域与第二个必经区域之间的线路,依次类推直至规划到目的地。
根据上述技术方案,所述避障备选单元确定航线附近的障碍物,根据障碍物的位置确定一条航线为备选线路。
根据上述技术方案,所述环境叠加单元设置有航行时间输入口,输入航行的时间,接受对应时间的天气信息,根据路线规划单元规划的线路,确定航线区域的天气情况,同时查看航行时间前后天气情况。
根据上述技术方案,所述比较选择单元结合路线规划单元和环境叠加单元给出的路线和环境情况,对路线的安全性、航行时间和航行距离进行对比,选择出合适的航行路线,并确定备选路线,在选出航线与备选路线之间规划切换路线。
根据上述技术方案,所述信号收发单元通过雷达与地面控制中心发送位置信号,确定船舶航行的位置;
所述地图单元显示船舶航行的线路和实时位置,地图和船舶均采用三维结构,船舶在地图上按照比例进行缩小。
根据上述技术方案,所述监控单元通过传感器和监控摄像头对船舶和船舶周围环境进行监控;
所述传感器包括光照传感器、烟雾传感器、风俗传感器、湿度传感器和水平度传感器,分别用于监测外界光照、海上烟雾、风速、湿度和船舶的倾斜度;
所述监控摄像头设置在船舶的顶部、底部和四周;
船舶底部的传感器监测船舶在水下的状况和海底的情况进行拍摄记录,船舶顶部和四周的监控摄像头对航线前方和四周情况进行监控,并同时将监控数据传输给地图单元,在地图上进行相应的模拟。
根据上述技术方案,所述信息采集单元为红外传感器,通过红外传感器对航线前方的障碍物进行实时的检测,并在监控到障碍物时,将障碍物的信息反馈至避障备选单元,根据障碍物的距离确定选择备选路线继续航行。
根据上述技术方案,所述预警单元在遇到危险时响起预警信号,并向地面发送位置信息,立刻自检船舶自身航行数据,对船舶的后续航行进行预测,并寻找该航线前后的必经区域内的临时停靠位置;
同时降低航行速度,对遇到的危险进行分析,确定危险的种类和距离,并对船舶自身的应对能力和危险进行对比分析,确定危险对船舶的影响,从而确定船舶后续航行规划,并将后续航行规划信息传输至地面;
所述后续航行规划包括向临时停靠位置、使用备选路线避开风险和停止航行等待救援。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、通过对航线中必经区域的划分,将航线按照必经区域规划分段,将长距离的航线划分为短距离的航线,从微观的角度对航线进行细致的规划,使航线的航行更加有保障,分段进行规划,能够每一段规划不同的航线,从而将不同航段的航线进行组合,为航行提供更多的选择。
2、在每个必经区域规划临时停靠位置,能够保证在两个必经区域之间航行时,前后路线都有停靠位置,且不需要重新规划路线寻找停靠位置,按照原航线或者原路返回即可到达临时停靠位置,遇到突发情况能够快速的为船舶提供停靠位置和帮助。
3、航线规划时,选择备选路线,能够在一段航线中,不改变目的地,根据实际行驶情况,在遇到危险时候,在原航线上通过切换路线进入备选航线继续行驶,不需要再次规划路线,节省海上航行时遇到危险情况进行线路规划的时间。
4、通过三维显示地图,并按照一定比例缩小船只进行显示,能够三维的模拟船舶的位置和船身在航行中与海上障碍物之间的距离,传感器和摄像头的数据传送给地图单元,在地图上进行相应的模拟,能够使地图上对航行的模拟更加真实。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
在附图中:
图1是本发明的系统结构示意图;
图2是本发明必经区域划分的示意图;
图3是本发明航线规划的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例:如图1-3所示,本发明提供一种技术方案,一种船舶的航行路线规划与定位系统,包主控模块、线路规划模块和船舶定位模块;
主控模块控制船舶整体系统的运行,线路规划模块对船舶航行线路进行规划,船舶定位系统实时定位船舶位置,并在遇到危险时发送位置信息;
线路规划模块包括历史线路单元、线路规划单元、避障备选单元、环境叠加单元和比较选择单元;
船舶定位模块包括信号收发单元、地图单元、监控单元、信息采集单元和预警单元。
根据上述技术方案,历史线路单元存储有其他船舶航行的路线数据,路线数据分为安全航行路线和危险航行路线;
在安全航行线路数据中,记录航行的预期时长、航行天气和实际航行的时长;
在危险航行路线数据中,标注危险位置、危险原因和危险影响情况,并提供船舶航行避开危险的建议。
根据上述技术方案,线路规划单元根据历史线路单元提供的历史线路和地图对航行线路进行规划;
在规划时将航行必经区域标记出来,在每个必经区域中确定一个临时停靠位置,按照标记的区域将航行线路分段,并对必经区域进行排序,在航行线路分段完成后,规划始发地和第一个必经区域之间的线路,再规划第一个必经区域与第二个必经区域之间的线路,依次类推直至规划到目的地;
通过对航线中必经区域的划分,并为每个必经区域选择临时停靠位置,从而将航线按照必经区域划分段,将长距离的航线划分为短距离的航线,从微观的角度对航线进行细致的规划,使航线的航行更加有保障;
分段进行规划,能够每一段规划不同的航线,从而将不同航段的航线进行组合,为航行提供更多的选择;
对于临时停靠位置的选择,能够保证在两个必经区域之间航行时,遇到突发情况能够快速的为船舶提供停靠位置和帮助。
根据上述技术方案,避障备选单元确定航线附近的障碍物,根据障碍物的位置确定一条航线为备选线路。
根据上述技术方案,环境叠加单元设置有航行时间输入口,输入航行的时间,接受对应时间的天气信息,根据路线规划单元规划的线路,确定航线区域的天气情况,同时查看航行时间前后天气情况。
根据上述技术方案,比较选择单元结合路线规划单元和环境叠加单元给出的路线和环境情况,对路线的安全性、航行时间和航行距离进行对比,选择出合适的航行路线,并确定备选路线,在选出航线与备选路线之间规划切换路线;
航线规划时,选择备选路线,能够在一段航线中,不改变目的地,根据实际行驶情况,在遇到危险时候,在原航线上通过切换路线进入备选航线继续行驶,不需要再次规划路线,节省海上航行时遇到危险情况进行线路规划的时间。
根据上述技术方案,信号收发单元通过雷达与地面控制中心发送位置信号,确定船舶航行的位置;
地图单元显示船舶航行的线路和实时位置,地图和船舶均采用三维结构,船舶在地图上按照比例进行缩小;
能够三维的模拟船舶的位置和船身在航行中与海上障碍物之间的距离,使航行定位的更加真实。
根据上述技术方案,监控单元通过传感器和监控摄像头对船舶和船舶周围环境进行监控;
传感器包括光照传感器、烟雾传感器、风俗传感器、湿度传感器和水平度传感器,分别用于监测外界光照、海上烟雾、风速、湿度和船舶的倾斜度;
监控摄像头设置在船舶的顶部、底部和四周;
船舶底部的传感器监测船舶在水下的状况和海底的情况进行拍摄记录,船舶顶部和四周的监控摄像头对航线前方和四周情况进行监控,并同时将监控数据传输给地图单元,在地图上进行相应的模拟;
通过设置传感器和摄像头,能够对船舶航行位置和自身情况进行监控,不仅能够实时传送船舶位置,还能够实时传送环境数据,使地面和船舶都更加了解航行的情况,有利于船舶的顺利航行。
根据上述技术方案,信息采集单元为红外传感器,通过红外传感器对航线前方的障碍物进行实时的检测,并在监控到障碍物时,将障碍物的信息反馈至避障备选单元,根据障碍物的距离确定选择备选路线继续航行。
根据上述技术方案,预警单元在遇到危险时响起预警信号,并向地面发送位置信息,立刻自检船舶自身航行数据,对船舶的后续航行进行预测,并寻找该航线前后的必经区域内的临时停靠位置;
同时降低航行速度,对遇到的危险进行分析,确定危险的种类和距离,并对船舶自身的应对能力和危险进行对比分析,确定危险对船舶的影响,从而确定船舶后续航行规划,并将后续航行规划信息传输至地面;
后续航行规划包括向临时停靠位置、使用备选路线避开风险和停止航行等待救援。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于:包主控模块、线路规划模块和船舶定位模块;
所述主控模块控制船舶整体系统的运行,所述线路规划模块对船舶航行线路进行规划,所述船舶定位系统实时定位船舶位置,并在遇到危险时发送位置信息;
所述线路规划模块包括历史线路单元、线路规划单元、避障备选单元、环境叠加单元和比较选择单元;
所述船舶定位模块包括信号收发单元、地图单元、监控单元、信息采集单元和预警单元。
2.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述历史线路单元存储有其他船舶航行的路线数据,所述路线数据分为安全航行路线和危险航行路线;
在安全航行线路数据中,记录航行的预期时长、航行天气和实际航行的时长;
在危险航行路线数据中,标注危险位置、危险原因和危险影响情况,并提供船舶航行避开危险的建议。
3.根据权利要求2所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述线路规划单元根据历史线路单元提供的历史线路和地图对航行线路进行规划;
在规划时将航行必经区域标记出来,在每个必经区域中确定一个临时停靠位置,按照标记的区域将航行线路分段,并对必经区域进行排序,在航行线路分段完成后,规划始发地和第一个必经区域之间的线路,再规划第一个必经区域与第二个必经区域之间的线路,依次类推直至规划到目的地。
4.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述避障备选单元确定航线附近的障碍物,根据障碍物的位置确定一条航线为备选线路。
5.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述环境叠加单元设置有航行时间输入口,输入航行的时间,接受对应时间的天气信息,根据路线规划单元规划的线路,确定航线区域的天气情况,同时查看航行时间前后天气情况。
6.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述比较选择单元结合路线规划单元和环境叠加单元给出的路线和环境情况,对路线的安全性、航行时间和航行距离进行对比,选择出合适的航行路线,并确定备选路线,在选出航线与备选路线之间规划切换路线。
7.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述信号收发单元通过雷达与地面控制中心发送位置信号,确定船舶航行的位置;
所述地图单元显示船舶航行的线路和实时位置,地图和船舶均采用三维结构,船舶在地图上按照比例进行缩小。
8.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述监控单元通过传感器和监控摄像头对船舶和船舶周围环境进行监控;
所述传感器包括光照传感器、烟雾传感器、风俗传感器、湿度传感器和水平度传感器,分别用于监测外界光照、海上烟雾、风速、湿度和船舶的倾斜度;
所述监控摄像头设置在船舶的顶部、底部和四周;
船舶底部的传感器监测船舶在水下的状况和海底的情况进行拍摄记录,船舶顶部和四周的监控摄像头对航线前方和四周情况进行监控,并同时将监控数据传输给地图单元,在地图上进行相应的模拟。
9.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述信息采集单元为红外传感器,通过红外传感器对航线前方的障碍物进行实时的检测,并在监控到障碍物时,将障碍物的信息反馈至避障备选单元,根据障碍物的距离确定选择备选路线继续航行。
10.根据权利要求1所述的一种船舶的航行路线规划与定位系统,其特征在于,所述预警单元在遇到危险时响起预警信号,并向地面发送位置信息,立刻自检船舶自身航行数据,对船舶的后续航行进行预测,并寻找该航线前后的必经区域内的临时停靠位置;
同时降低航行速度,对遇到的危险进行分析,确定危险的种类和距离,并对船舶自身的应对能力和危险进行对比分析,确定危险对船舶的影响,从而确定船舶后续航行规划,并将后续航行规划信息传输至地面;
所述后续航行规划包括向临时停靠位置、使用备选路线避开风险和停止航行等待救援。
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