[发明专利]一种基于经验航法的大型无人艇自动航线规划

权利要求书

1.一种基于经验航法的大型无人艇自动航线规划方法，包括以下步骤：

步骤1：通过分析航海通告形成无人艇作业海域内各港口经验航行准则库；

步骤2：基于形成的无人艇作业海域内各港口经验航行准则库，通过航行任务信息生成进出港航线；

步骤3：以电子海图为基础，结合海况、船舶操控性能、负载情况，采用Delaunay三角网方法建立航行障碍数据库，其中，海况是决定无人艇是否可以出航的气象条件、船舶操控性能包括船长、船宽、旋回半径、负载情况可确定船舶最大吃水，三者结合可明确建立三角网所采用的安全距离；

步骤4：对于进出港外的航行区域，采用二叉树结点进行路径搜索，规避障碍数据库中的障碍物，自动生成航线；

步骤5：对步骤4生成的航线进行优化处理，形成优化航线，具体为：

经航路二叉树获取的路径中存在航线中的某两个不相邻的航路点还可能可以直线航行的情况，通过航路点射线方式进行路段检查，删除冗余航路点，把最大可能性直线航行的两点连接起来作为可行性航线；

步骤6、将优化航线与进出港航线合并成为自动规划航线。

2.根据权利要求1所述的基于经验航法的大型无人艇自动航线规划方法，其特征在于：进一步的：步骤1中，需要梳理水面无人艇的作业海域内各港口，根据航海通告分析各港口航行准则与约束条件，以港口为键值建立港口航行准则库。

3.根据权利要求1所述的基于经验航法的大型无人艇自动航线规划方法，其特征在于：步骤2中，航行任务信息包括航行任务起始点和目的点位置信息，通过航行任务起始点和目的点位置信息，获取航行任务过程中需要进/出的港口，以港口为键值查找进出该港口的约束条件，形成进出港口的进出港任务航线。

4.根据权利要求1所述的基于经验航法的大型无人艇自动航线规划方法，其特征在于：步骤3中包括：

步骤3.1、根据无人艇状态确定是否需要修改系统运动参数，若需要转到步骤2，否则转到步骤3.3，其中，水面无人艇运动参数主要包括船长、船宽、旋回半径、最大吃水信息；

步骤3.2：根据输入重新设置无人艇运动参数，用于进行碍航信息提取、碍航区扩充；

步骤3.3：根据无人艇参数，进行碍航信息提取；

根据电子海图提取的碍航区主要包括浅水碍航区、人工碍航区和点状碍航区；根据最小安全水深构建的三角网追踪安全等深线，获取浅水碍航区域，对于点状碍航区，根据无人艇运动参数进行碍航区扩充，将三类碍航区进行合并形成最终碍航区信息。

5.根据权利要求1所述的基于经验航法的大型无人艇自动航线规划方法，其特征在于，步骤4中二叉树路径搜索步骤为：

4.1、首先以进出港航路段以外的起始点S和目的点T为当前测试点，建立测试线ST；找到S的最近绕行碍航区O₁，在此碍航区上，作各顶点与S的连线，根据绕行碍航区的航路二分性特点，得到左右两条与测试线方位相差夹角最大的连线，取这两条线在碍航区上相应的交点P₃和P₁；

4.2、然后分别判断这两点是否位于自身最近的碍航区上，如果不是，记为结点，否则记为中间航路点并进行绕行碍航区处理直至找到满足此判断的航路点；这样第一个航路子二叉树搜索完毕；

4.3、最后分别以找到的航路子二叉树左右子结点

P₂、P₄作为当前测试点，不断重复上述的过程，直至找到所有航路子二叉树；这样航路二叉树构建完毕, 选择航程较短的可航行路径作为规划航线。