[发明专利]一种无人船自主精准停靠方法及系统

说明书

本发明提供了一种无人船自主精准停靠方法及系统，无人船首先在返航点获取返航点位姿信息，收到返航指令后，回到根据返航点位姿信息生成的特征点，在特征点对周围环境进行建模，得到环境地图数据，最后根据环境地图数据计算无人船的坐标偏移量，根据坐标偏移量和无人船当前的位姿信息生成修正后的泊船控制指令，并通过泊船控制指令停靠于返航点。本发明的有益效果在于：提供了一种无人船自主返航停靠的控制方法，用户可以根据需求自行设定返航点，当卫星定位信号较差的时候，无人船能够对周围环境进行主动探测，并进行建模获取环境地图数据，进而实现对行进路线进行纠正，实现精准返航并停靠。

技术领域

本发明涉及一种自动控制技术领域，尤其是指一种无人船自主精准停靠方法及系统。

背景技术

随着智能技术的快速发展，各种类型和用途的无人船得到了广泛的应用，无人船的自主返航充电问题逐渐进入到人们的视野中。如何精准地控制无人船进入船坞是无人船返航的技术难点。如公开号为CN109808527A的发明专利利用两个信号发射器和信号接收器来判断船体位置，并由船坞上的控制系统控制船体移动。但在实际场景中，该专利使用的信号收发器无法达到厘米级精确定位，并且容易受到干扰，导致对船只位置估计错误，船只无法成功进入船坞并实现精准停靠。因此，开发新的无人船实现精准停靠的方法具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种无人船自主精准停靠方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无人船自主精准停靠方法，包括如下步骤：

无人船停靠于返航点时，间隔获取无人船的位姿信息，得到返航点初步位姿信息；

对返航点初步位姿信息进行取平均处理，得到返航点位姿信息；

通过返航点位姿信息生成特征点位置信息；

无人船在航行过程中收到返航请求后，根据无人船当前的位姿信息和特征点位置信息生成返航控制指令；

根据返航控制指令返回特征点；

在特征点对周围环境进行建模，得到环境地图数据；

根据环境地图数据得到无人船的坐标偏移量；

根据坐标偏移量和无人船当前的位姿信息生成泊船控制指令；

根据泊船控制指令控制无人船停靠于返航点。

进一步的，在无人船停靠于返航点时，间隔获取无人船的位姿信息，得到返航点初步位姿信息的步骤中，具体包括：

根据定位单元获取无人船当前位置的经度、纬度和精度因子，得到点队列；

根据姿态传感单元获取无人船当前位置的偏航角，得到朝向队列；

根据点队列和朝向队列成返航点初步位姿信息。

进一步的，在对返航点初步位姿信息进行取平均处理的步骤中，具体包括：

对点队列中的经度和纬度进行加权平均，权值为精度因子，得到返航点的经纬度N₀；

对朝向队列中的偏航角进行算术平均，得到返航点的朝向Y₀。

进一步的，在通过返航点位姿信息生成特征点的步骤中，具体包括：

将大地坐标系转化为平面直角坐标系，以返航点的经纬度为坐标原点，返航点的偏航角为Y轴；

沿Y轴正向，距原点l₁米处，设置特征点N₁。

进一步的，无人船在航行过程中，还包括无人船出航时在返航点附近对周围环境进行初次建模，得到初始环境地图数据的步骤。