CN117369477A - 一种水上无人船行驶控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水上无人船自动驾驶技术领域，尤其涉及一种水上无人船行驶控制方法、装置、设备及存储介质，水上无人船行驶控制方法包括获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。本申请具有提高对无人船行驶控制的准确性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水上无人船自动驾驶的技术领域，尤其是涉及一种水上无人船行驶控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着无人驾驶技术的进步，水面无人驾驶技术越来越得到广泛的应用，无人船不需要人员操控，对无人船设计好路径规划，通过无人控制指令，使无人船根据设计好的路径在水域上自动行驶。
但是，无人船在水域上行驶过程中，水流的流速和方向，风速以及风向，都会对无人船的行驶过程造成影响，进而导致无人船容易脱离预先设计好的路径，导致无人船的控制效果较差，因此，存在一定的改进空间。
发明内容
为了提高对无人船行驶控制的准确性，本申请提供一种水上无人船行驶控制方法、装置、设备及存储介质。
本申请的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种水上无人船的行驶控制方法，所述水上无人船的行驶控制方法包括步骤：
获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
通过采用上述技术方案，在无人船在水域上行驶过程中，利用行驶区域地图信息，生成无人船在水域上的行驶路径，将行驶路径输入至无人船上，使无人船根据行驶路径在水域上行驶，在无人船行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据，无人船行驶动力数据是在当前无人船行驶过程中的速度参数，行驶环境数据是指无人船在行驶过程中的水流速度和风速数据，将获取到的行驶环境数据进行数据转换处理，得到环境速度向量，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，将得到的环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，行驶修正数据是指对无人船在行驶过程中进行修正的具体数据，根据行驶修正数据对无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，使无人船根据修正后的行驶动力数据进行行驶，进而能够使无人船在水域上行驶时，能够实时根据水域的风速和水流速的影响，自动控制无人船的行驶动力修正，使的无人船能够准确的根据行驶路径行驶，提高对无人船行驶控制的准确性，实现无人船在水域上行驶的平滑性与准确性。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径，具体包括：
根据所述行驶区域地图信息获取可行驶区域信息和不可行驶区域信息；
基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
通过采用上述技术方案，通过对行驶区域地图信息进行划分，得到可行驶区域信息和不可行驶区域信息，可行驶区域信息是指无人船在该水域上能够正常行驶的区域，不可行驶区域信息是指无人船在该水域上无法行驶的区域，如该水域上的小岛，禁止通行的区域等，利用可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，目标路径点组是指无人船在水域行驶过程中会发生转向的所有拐点信息，根据所有拐点信息，连接形成无人船的行驶路径，实现自动规划无人船的行驶路径功能。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径，具体包括：
获取无人船的起始位姿信息和目标位姿信息，基于所述不可行驶区域获取区域顶点信息和边界信息；
根据所述无人船起始位姿信息、目标位姿信息、区域顶点信息和边界信息，生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
通过采用上述技术方案，在区分出无人船行驶的水域中的不可行驶区域后，根据不可行驶区域信息获取到不可行驶区域的区域顶点信息和边界信息，区域顶点信息是指不可行驶区域中的每个顶点的位置信息，边界信息是指不可行驶区域的边界，获取无人船的起始位姿信息以及目标位姿信息，起始位姿信息是指无人船的起始点位置以及船头方向，目标位姿信息是指无人船的行驶终点位置以及方向，根据无人船起始位姿信息、目标位姿信息、区域顶点信息和边界信息，确定出无人船的目标路径点组，根据目标路径点组生成无人船的行驶路径，进而使无人船在行驶上能够避开不可行驶的区域。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径之后，所述水上无人船行驶控制方法还包括：
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，获取动态障碍物位置信息，基于所述动态障碍物位置信息生成路径优化指令；
响应路径优化指令，生成路径变更点组，根据所述路径变更点组更新所述目标路径点组，生成第二行驶路径。
通过采用上述技术方案，在生成行驶路径后，无人船根据行驶路径在水域上行驶，在行驶过程中，无人船会遇到动态障碍物，获取动态障碍物位置信息，并根据动态障碍物位置信息生成路径优化指令，能够在无人船即将遇上动态障碍物时，及时对行驶路径进行调整，响应路径优化指令，生成相对应的路径变更点组，根据路径变更点组更新目标路径点组，形成第二行驶路径，进而使无人船在行驶过程中，突发遇到动态障碍物时，能够及时调整行驶路径。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，具体包括：
将所述行驶环境数据输入至预设的UTM坐标系内，得到环境速度向量，其中，所述环境速度向量包括水速向量和风速向量；
将所述水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，基于所述无人船动力模型、水速向量和风速向量计算出行驶修正数据。
通过采用上述技术方案，将获取到的行驶环境数据在UTM坐标系下转换成环境速度向量，环境速度向量包括水速向量和风速向量，利用得到的水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，对无人船动力模型进行方程计算，得到行驶修正数据，实现根据水速和风速的影响，计算出无人船的具体形式修正数据功能。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内之前，所述水上无人船行驶控制方法还包括：
获取无人船基本信息，根据所述无人船基本信息生成前进方向动力模型和偏航方向动力模型；
将所述前进方向动力模型和偏航方向动力模型作为无人船动力模型。
通过采用上述技术方案，通过获取无人船基本信息，利用无人船基本信息生成无人船的前进方向动力模型和偏航方向动力模型，前进方向动力模型是指考虑无人船的推进力、阻力和艏舵的作用的动力模型，偏航方向动力模型是指考虑无人船船体转动的惯性矩和舵角对无人船的转动力矩影响的动力模型，进而实现构建无人船动力模型的功能。
本申请的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种水上无人船行驶控制装置，所述水上无人船行驶控制装置包括：
行驶路径生成模块，用于获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
行驶数据获取模块，用于在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
行驶分析模块，用于基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
速度修正模块，用于根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
通过采用上述技术方案，在无人船在水域上行驶过程中，利用行驶区域地图信息，生成无人船在水域上的行驶路径，将行驶路径输入至无人船上，使无人船根据行驶路径在水域上行驶，在无人船行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据，无人船行驶动力数据是在当前无人船行驶过程中的速度参数，行驶环境数据是指无人船在行驶过程中的水流速度和风速数据，将获取到的行驶环境数据进行数据转换处理，得到环境速度向量，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，将得到的环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，行驶修正数据是指对无人船在行驶过程中进行修正的具体数据，根据行驶修正数据对无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，使无人船根据修正后的行驶动力数据进行行驶，进而能够使无人船在水域上行驶时，能够实时根据水域的风速和水流速的影响，自动控制无人船的行驶动力修正，使的无人船能够准确的根据行驶路径行驶，提高对无人船行驶控制的准确性，实现无人船在水域上行驶的平滑性与准确性。
本申请的上述目的三是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种水上无人船行驶控制方法的步骤。
本申请的上述目的四是通过以下技术方案得以实现的：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种水上无人船行驶控制方法的步骤。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、在无人船在水域上行驶过程中，利用行驶区域地图信息，生成无人船在水域上的行驶路径，将行驶路径输入至无人船上，使无人船根据行驶路径在水域上行驶，在无人船行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据，，将获取到的行驶环境数据进行数据转换处理，得到环境速度向量，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，将得到的环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，根据行驶修正数据对无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，使无人船根据修正后的行驶动力数据进行行驶，进而能够使无人船在水域上行驶时，能够实时根据水域的风速和水流速的影响，自动控制无人船的行驶动力修正，使的无人船能够准确的根据行驶路径行驶，提高对无人船行驶控制的准确性，实现无人船在水域上行驶的平滑性与准确性；
2、通过对行驶区域地图信息进行划分，得到可行驶区域信息和不可行驶区域信息，可行驶区域信息是指无人船在该水域上能够正常行驶的区域，不可行驶区域信息是指无人船在该水域上无法行驶的区域，如该水域上的小岛，禁止通行的区域等，利用可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，目标路径点组是指无人船在水域行驶过程中会发生转向的所有拐点信息，根据所有拐点信息，连接形成无人船的行驶路径，实现自动规划无人船的行驶路径功能；
3、在生成行驶路径后，无人船根据行驶路径在水域上行驶，在行驶过程中，无人船会遇到动态障碍物，获取动态障碍物位置信息，并根据动态障碍物位置信息生成路径优化指令，能够在无人船即将遇上动态障碍物时，及时对行驶路径进行调整，响应路径优化指令，生成相对应的路径变更点组，根据路径变更点组更新目标路径点组，形成第二行驶路径，进而使无人船在行驶过程中，突发遇到动态障碍物时，能够及时调整行驶路径；
4、将获取到的行驶环境数据在UTM坐标系下转换成环境速度向量，环境速度向量包括水速向量和风速向量，利用得到的水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，对无人船动力模型进行方程计算，得到行驶修正数据，实现根据水速和风速的影响，计算出无人船的具体形式修正数据功能。
附图说明
图1是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法的一流程图；
图2是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法中步骤S10的实现流程图；
图3是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法中步骤S12的实现流程图；
图4是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法的另一实现流程图；
图5是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法中步骤S30的实现流程图；
图6是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制方法的另一实现流程图；
图7是本申请一实施例中一种水上无人船的行驶控制装置的一原理框图；
图8是本申请一实施例中的计算机设备示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
在一实施例中，如图1所示，本申请公开了一种水上无人船行驶控制方法，具体包括如下步骤：
S10：获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径。
在本实施例中，行驶区域地图信息是指无人船行驶的水域地图的具体信息。
具体的，在无人船在水域上行驶过程中，通过对无人船行驶的水域地图进行分析，获取水域地图上的地图信息，根据行驶区域地图信息生成无人船的行驶路径。
S20：在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据。
在本实施例中，无人船行驶动力数据是在当前无人船行驶过程中的速度参数，行驶环境数据是指无人船在行驶过程中的水流速度和风速数据。
具体的，将生成的行驶路径传输至无人船内，无人船根据行驶路径在水域上行驶，在无人船行驶过程中，可利用无人船上的水流传感器和风速传感器，实时获取行驶过程中的行驶环境数据，同时，实时获取无人船在行驶过程中，实时记录无人船的行驶动力数据。
S30：基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据。
在本实施例中，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，行驶修正数据是指对无人船在行驶过程中进行修正的具体数据，无人船动力模型是指用于分析无人船在水域上行驶状态的模型。
具体的，将获取到的行驶环境数据进行数据转换处理，得到环境速度向量，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，将得到的环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，使无人船动力模型在对无人船的行驶状态分析过程中，考虑行驶环境中的风速和水速对无人船的影响，得到对无人船在行驶过程中进行修正的具体数据。
S40：根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
具体的，根据行驶修正数据对无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，使无人船根据修正后的行驶动力数据进行行驶。
在本实施例中，在无人船在水域上行驶过程中，利用行驶区域地图信息，生成无人船在水域上的行驶路径，将行驶路径输入至无人船上，使无人船根据行驶路径在水域上行驶，在无人船行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据，，将获取到的行驶环境数据进行数据转换处理，得到环境速度向量，环境速度向量是指水流速和风速在船体坐标系下的速度向量，将得到的环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，根据行驶修正数据对无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，使无人船根据修正后的行驶动力数据进行行驶，进而能够使无人船在水域上行驶时，能够实时根据水域的风速和水流速的影响，自动控制无人船的行驶动力修正，使的无人船能够准确的根据行驶路径行驶，提高对无人船行驶控制的准确性，实现无人船在水域上行驶的平滑性与准确性。
在一实施例中，如图2所示，在步骤S10中，即获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径，具体包括：
S11：根据所述行驶区域地图信息获取可行驶区域信息和不可行驶区域信息。
在本实施例中，可行驶区域信息是指无人船在该水域上能够正常行驶的区域，不可行驶区域信息是指无人船在该水域上无法行驶的区域。
具体的，通过对行驶区域地图信息进行划分，得到无人船在该水域上能够正常行驶的区域和无人船在该水域上无法行驶的区域，如该水域上的小岛，禁止通行的区域等。
S12：基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
具体的，利用可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，目标路径点组是指无人船在水域行驶过程中会发生转向的所有拐点信息，根据所有拐点信息，连接形成无人船的行驶路径，实现自动规划无人船的行驶路径功能。
在一实施例中，如图3所示，在步骤S12中，即基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径，具体包括：
S121：获取无人船的起始位姿信息和目标位姿信息，基于所述不可行驶区域获取区域顶点信息和边界信息。
在本实施例中，区域顶点信息是指不可行驶区域中的每个顶点的位置信息，边界信息是指不可行驶区域的边界。
具体的，在区分出无人船行驶的水域中的不可行驶区域后，根据不可行驶区域信息获取到不可行驶区域的每个顶点的位置信息以及不可行驶区域的边界。
S122：根据所述无人船起始位姿信息、目标位姿信息、区域顶点信息和边界信息，生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
在本实施例中，起始位姿信息是指无人船的起始点位置以及船头方向，目标位姿信息是指无人船的行驶终点位置以及方向。
具体的，获取无人船的起始位姿信息以及目标位姿信息，根据无人船起始位姿信息、目标位姿信息、区域顶点信息和边界信息，确定出无人船的目标路径点组，根据目标路径点组生成无人船的行驶路径，进而使无人船在行驶上能够避开不可行驶的区域。
在一实施例中，如图4所示，在步骤S12之后，水上无人船行驶控制方法还包括：
S101：在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，获取动态障碍物位置信息，基于所述动态障碍物位置信息生成路径优化指令。
在本实施例中，动态障碍物是指无人船在行驶过程中，路径上突然出现的障碍物，如漂浮过来的垃圾、浮出水面的鱼类等，动态障碍物位置信息是指动态障碍物的具体位置。
具体的，在生成行驶路径后，无人船根据行驶路径在水域上行驶，在行驶过程中，无人船会遇到如漂浮过来的垃圾、浮出水面的鱼类等突然出现的障碍物，获取动态障碍物位置信息，并根据动态障碍物位置信息生成路径优化指令，能够在无人船即将遇上动态障碍物时，及时对行驶路径进行调整。
S102：响应路径优化指令，生成路径变更点组，根据所述路径变更点组更新所述目标路径点组，生成第二行驶路径。
具体的，响应路径优化指令，生成相对应的路径变更点组，根据路径变更点组更新目标路径点组，形成第二行驶路径，进而使无人船在行驶过程中，突发遇到动态障碍物时，能够及时调整行驶路径。
在一实施例中，如图5所示，在步骤S30中，即基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，具体包括：
S31：将所述行驶环境数据输入至预设的UTM坐标系内，得到环境速度向量，其中，所述环境速度向量包括水速向量和风速向量。
S32：将所述水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，基于所述无人船动力模型、水速向量和风速向量计算出行驶修正数据。
具体的，将获取到的行驶环境数据在UTM坐标系下转换成环境速度向量，环境速度向量包括水速向量和风速向量，利用得到的水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，将无人船动力模型转化为微分方程形式，对无人船动力模型进行方程计算，如可采用数值积分方法进行计算，根据无人船的行驶信息，包括位姿信息、速度、加速度、行驶时间等，记录每一个时间步长对应的无人船的位姿、速度和加速度等信息，得到行驶修正数据，实现根据水速和风速的影响，计算出无人船的具体形式修正数据功能。
在一实施例中，如图6所示，在步骤S30之前，即在将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内之前，水上无人船行驶控制方法还包括：
S301：获取无人船基本信息，根据所述无人船基本信息生成前进方向动力模型和偏航方向动力模型。
S52：将所述前进方向动力模型和偏航方向动力模型作为无人船动力模型。
在本实施例中，前进方向动力模型是指考虑无人船的推进力、阻力和艏舵的作用的动力模型，偏航方向动力模型是指考虑无人船船体转动的惯性矩和舵角对无人船的转动力矩影响的动力模型。
具体的，通过获取无人船基本信息，无人船基本信息包括无人船质量、无人船的推进力、阻力和动力加速度等信息，利用牛顿第二定律：F=m*a，其中，F是无人船推进力减去阻力，m是无人船质量，a是无人船动力加速度，生成无人船的前进方向动力模型，同时，利用欧拉缸体动力学方程：τ = I * α，其中τ是转动力矩，I 是无人船的惯性矩张量，α是无人船的角加速度，生成无人船的偏航方向动力模型，在考虑水速和风速的影响时，在计算阻力时增加一个与流速相关的修正项，进而实现构建无人船动力模型的功能。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一实施例中，提供一种水上无人船行驶控制装置，该水上无人船行驶控制装置与上述实施例中水上无人船行驶控制方法一一对应。如图7所示，该水上无人船行驶控制装置包括行驶路径生成模块、行驶数据获取模块、行驶分析模块和速度修正模块。各功能模块详细说明如下：
行驶路径生成模块，用于获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
行驶数据获取模块，用于在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
行驶分析模块，用于基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
速度修正模块，用于根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
可选的，行驶路径生成模块包括：
行驶区域信息获取子模块，用于根据所述行驶区域地图信息获取可行驶区域信息和不可行驶区域信息；
目标路径点组获取子模块，用于基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
关于水上无人船行驶控制装置的具体限定可以参见上文中对于水上无人船行驶控制方法的限定，在此不再赘述。上述水上无人船行驶控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储无人船在水域上行驶的行驶数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种水上无人船行驶控制方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水上无人船的行驶控制方法，其特征在于，所述水上无人船的行驶控制方法包括步骤：
获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
2.根据权利要求1所述的一种水上无人船行驶控制方法，其特征在于，所述获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径，具体包括：
根据所述行驶区域地图信息获取可行驶区域信息和不可行驶区域信息；
基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
3.根据权利要求2所述的一种水上无人船行驶控制方法，其特征在于，所述基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径，具体包括：
获取无人船的起始位姿信息和目标位姿信息，基于所述不可行驶区域获取区域顶点信息和边界信息；
根据所述无人船起始位姿信息、目标位姿信息、区域顶点信息和边界信息，生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
4.根据权利要求2所述的一种水上无人船行驶控制方法，其特征在于，在所述基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径之后，所述水上无人船行驶控制方法还包括：
在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，获取动态障碍物位置信息，基于所述动态障碍物位置信息生成路径优化指令；
响应路径优化指令，生成路径变更点组，根据所述路径变更点组更新所述目标路径点组，生成第二行驶路径。
5.根据权利要求1所述的一种水上无人船行驶控制方法，其特征在于，所述基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据，具体包括：
将所述行驶环境数据输入至预设的UTM坐标系内，得到环境速度向量，其中，所述环境速度向量包括水速向量和风速向量；
将所述水速向量和风速向量作为修正项，输入至预设的无人船动力模型内，基于所述无人船动力模型、水速向量和风速向量计算出行驶修正数据。
6.根据权利要求1所述的一种水上无人船行驶控制方法，其特征在于，在所述将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内之前，所述水上无人船行驶控制方法还包括：
获取无人船基本信息，根据所述无人船基本信息生成前进方向动力模型和偏航方向动力模型；
将所述前进方向动力模型和偏航方向动力模型作为无人船动力模型。
7.一种水上无人船行驶控制装置，其特征在于，所述水上无人船行驶控制装置包括：
行驶路径生成模块，用于获取行驶区域地图信息，基于所述行驶区域地图信息生成行驶路径；
行驶数据获取模块，用于在无人船根据所述行驶路径行驶过程中，实时获取无人船行驶动力数据和行驶环境数据；
行驶分析模块，用于基于所述行驶环境数据获取环境速度向量，将所述环境速度向量输入至预设的无人船动力模型内，得到行驶修正数据；
速度修正模块，用于根据所述行驶修正数据对所述无人船行驶动力数据进行修正，得到修正后的行驶动力数据，基于所述修正后的行驶动力数据驱动无人船。
8.根据权利要求7所述的一种水上无人船行驶控制装置，其特征在于，所述行驶路径生成模块包括：
行驶区域信息获取子模块，用于根据所述行驶区域地图信息获取可行驶区域信息和不可行驶区域信息；
目标路径点组获取子模块，用于基于所述可行驶区域信息和不可行驶区域信息生成目标路径点组，根据所述目标路径点组生成行驶路径。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述一种水上无人船行驶控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述一种水上无人船行驶控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
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| CN202311545132.8A CN117369477A (zh) | 2023-11-17 | 2023-11-17 | 一种水上无人船行驶控制方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117369477A true CN117369477A (zh) | 2024-01-09 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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