[发明专利]一种智能化测线控制系统

说明书

本发明公开了一种智能化测线控制系统，其技术方案要点是基于多波束系统测深、坐标、开角、扫宽的内在联系实现无人艇自主调向定点上线功能、自动检测相邻波束重叠率功能以及根据预设条件自动调节船舶走向功能，解决了传统海洋测绘无人艇依赖传统人工规划测线走线出现相邻波束覆盖不完全、重叠率不满足要求的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种智能化测线控制系统。

背景技术

多波束测深系统是目前海洋测绘领域里应用比较广泛的一种测绘仪器，主要用于海底地形测量、扫海测量和海上施工区域的测量。装在测量船上的多波束测深系统，每发射一个声脉冲，可以获得船下方的垂直深度，同时获得与船的航迹相垂直的面内的几十个水深值，从而实时绘出海底地貌图。通过船上计算机对各种数据的处理，可由绘图仪绘出等深线图，精确测定航行障碍物的位置、深度。

传统多波束测深系统安装在测量船或者渔船上，测量人员预先规划测线，并由驾驶人员控制测量船上线测量，随着近几年以无人艇为代表的新型海洋测绘载体的出现，由于缺少了船上人员的实时监控与人工的调整船舶走向，如果仍旧依靠传统规划测线，对海底起伏变化明显的区域，若未进行测线加密，则可能出现相邻测线波束覆盖不完全的情况，对此，测绘人员需要在测后根据扫测的覆盖情况，对遗漏空白区域进行补测，这增加了不少测绘工作量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实现满足要求重叠率的测区水深数据全覆盖，不仅提高了工作效率，同时实现无人艇的智能化走线测绘的智能化测线控制系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能化测线控制系统，包括无人艇、安装于无人艇上的多波束测深系统、姿态传感器、GPS定位设备和控制系统，其执行步骤为：

(1)、根据测区主要测深线的方向，确定测量区域的外围；

(2)、由无人艇搭载GPS及多波束测深系统，在测量区域的外围测量一周，获得测量区域的外围各点的水深值及坐标；

(3)、设定测量区域的外围的一边为测区主要测深线的方向，即第一条测线，由已获得的水深值、坐标信息、以及预设的相邻波束重叠率，确定第二条测线的上线点及主方位；

(4)、由第一条测线的坐标及水深值、多波束开角大小，计算模拟出扫测的边界；

(5)、由第二条测线上实时的水深数值、多波束开角，计算模拟出扫测的边界；

(6)、两个边界的重叠区域为重叠宽度，计算实时的两条测线间距，由重叠宽度和测线间距，实时监测与预设相邻波束重叠率的差异变化；

(7)、当重叠率过大或不足时，经系统计算，发出调整舵向角的指令，使无人艇自动完成动作，达到预设的相邻波束重叠率。

本发明进一步设置为：根据步骤(4)和(5)中的多波束开角，设定多波束开角为θ；

多波束测深系统的横摇ROLL值误差为δ，包含实时横摇角度及安装误差；

设定多波束测深系统的中央波束水深为H；

设定无人艇坐标为(X1，Y1)，方向向量为由中央波束点到波束边界点为波束扫测方向与航行方向保持垂直，则

本发明进一步设置为：多波束扫测距离计算公式为：

{H*tan((θ/2-δ)〕}²＝(X1-X2)²+(Y1-Y2)²。

本发明进一步设置为：通过公式计算无人艇起始点扫测到的边界点(X2，Y2)，并以此类推，获得该条测线的边界。