[发明专利]船舶航行的控制方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶控制领域，具体而言，涉及一种船舶航行的控制方法、装置和系统。

背景技术

一般在海上航行的船舶都要有航线，并且船舶的目标航线是随时变化的，这条航线画在海图需要考虑海底的情况及水深还有其他的情况，比如，这块水域是军事专用的，一般的船舶就要绕开它航行。

船舶在航行时可能根据天气或者海域情况对航线进行调整，但是现有技术中的电子海图人工绘制航线，效率低、准确性低，且为了应对气象条件而对航线优化功能也不完善，在航行过程中操舵技术为了保持精度，也会出现操舵过多的情况，操舵过多导致能量消耗大。

针对现有技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种船舶航行的控制方法、装置和系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种船舶航行的控制系统，该系统包括：信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。

进一步地，航线子系统包括：第一控制器，与信息采集装置连接，用于获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数，在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。

进一步地，航线子系统还包括：第二控制器，与第一控制器连接，用于按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本，确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。

进一步地，导航设备包括：GPS装置；信息采集装置与GPS装置连接，用于实时采集GPS装置获取的船舶的位置；船舶控制子系统包括：电子海图与信息子系统，分别与信息采集装置和航线子系统连接，用于使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线，在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；舵装置，与电子海图与信息子系统连接，用于根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令，使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种船舶航行的控制方法，该方法包括：采集导航设备的导航信息；根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合；将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。

进一步地，根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合包括：获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数；在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。

进一步地，将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线包括：按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本；确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本。

进一步地，基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行包括：实时采集导航设备的GPS装置获取的船舶的位置；使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线；在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令；使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。