[发明专利]一种无人船自主导航系统及方法

权利要求书

1.一种无人船自主导航方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、规划无人船进行自主行驶和扫描测绘的航段路径；

B、获取规划的航段路径，控制无人船沿所述规划的航段路径自主行驶和扫描测绘；

C、实时监测无人船当前行驶状态是否偏离规划的航段路径，若发生偏离，则发送指令调整无人船行驶到规划的航段路径，否则保持当前行驶状态不变；

D、判断无人船行驶的当前直线航段与下一目标直线航段是否存在大角度弯道，若不存在，则返回步骤C；若存在，则开启转向策略，控制船体以一定转向半径进行转向，以平滑度过弯道，重复执行步骤C,直至无人船完成所有直线航段的扫描测绘；

所述步骤A包括：

A1、获取电子地图，并获取用户在电子地图上根据待测区域选择的多个点，以多个点为顶点自动生成任意形状的闭合多边形扫描区域；

A2、求取多边形扫描区域的最小外接矩形；

A3、获取用户根据无人船的最大扫描范围设定的扫描线间隔，以及获取用户根据多边形扫描区域的形状设定的扫描线角度，根据获取的扫描线间隔和角度在矩形边上等间隔取点生成扫描线，并以一定距离沿扫描线取航迹点，获得若干航迹点，将相邻两航迹点分别相连生成各直线航段，得到最终规划的航段路径，

其中，在执行步骤A2前，还执行如下步骤：

A11、判断所述多边形扫描区域为凸边形还是凹边形，若为凸边形，或者为凹边形，且所述凹边形具有一个或两个凹点时，则执行步骤A2；若为凹边形，且所述凹边形具有三个或三个以上凹点时，则执行如下步骤A111；

A111、通过多边形扫描区域顶点间构成的直线斜率差判断凹点，并通过遍历算法选择连接凹点，将该多边形扫描区域转化为若干个子多边形扫描区域，然后判断每个子多边形扫描区域所剩的凹点数，直到每个子多边形扫描区域最多具有一个或两个凹点，然后分别对每个子多边形扫描区域执行步骤A2。

2.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法，其特征在于：所述判断无人船行驶的当前直线航段与下一目标直线航段是否存在大角度弯道的具体方法为：根据设定的斜率相差参考值，检测当前直线航段与下一目标直线航段的斜率相差是否达到该设定值，若达到该设定值，则判断为存在大角度弯道。

3.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法，其特征在于：所述开启转向策略的具体方法为：根据当前直线航段与下一目标直线航段，计算船体的转弯点和转向半径，当船体行驶到计算的转弯点时，控制船体以计算的转向半径进行转向，以平滑度过弯道。

4.根据权利要求2所述的无人船自主导航方法，其特征在于：所述步骤A1中，生成的多边形扫描区域为凸边形或凹边形，所述凹边形包括至少一个凹点。

5.根据权利要求1所述的无人船自主导航方法，其特征在于：在所述步骤A3中，当所述多边形扫描区域为凹边形时，对所述设定的扫描线角度不作具体限定，只需扫描线与所述多边形扫描区域的多个边不存在交点即可。