[发明专利]一种基于航道信息的全局路径规划方法

说明书

本发明提供一种基于航道信息的全局路径规划方法，包括：基于电子海图获取航行的起始位置，并确定目的地位置；获取港区的进港航道信息、出港航道信息；综合判断起始位置和目的地位置是否在港区内，判断目的地位置是否位于港区内，如果目的地位置位于港区内则匹配目的地位置所在港区的进港航道信息得到第一航道集合，继续判断起始位置是否位于港区内，否则直接判断起始位置是否位于港区内。根据判断结果分情况分段进行路径规划，然后通过拼接得到全局路径规划航线。本发明通过考虑航线的起始点或终止点位于港区内时考虑船舶进出港时的航道航行，保障船舶航行时足够的吃水，以保证船舶航行安全，并且能够匹配相应的行进方向，保障船舶航行的规范。

技术领域

本发明涉及船舶航行技术领域，尤其涉及一种基于航道信息的全局路径规划方法。

背景技术

随着航海技术高度自动化发展，作为一种集成式的航海信息系统，电子海图由于能够从本质上提高船舶的航行安全，在船舶导航中发挥着显著作用。自动化的航线设计是电子海图应用的重要内容，充分利用电子海图提供的环境信息，设计高效、快捷的航线自动生成算法，可以更好地发挥电子海图的智能性，进一步提高航线的安全性、经济性和可靠性。

目前，基于电子海图的无人水面艇(unmanned surface vessel，简称USV)全局路径规划方案分为电子海图解析、全局环境模型建立和路径搜索算法三部分。通过解析电子海图文件来提取其中的海域地理信息及碍航物等信息，将海图信息渲染成为自主航路规划系统能够识别的信息模式，建立由可航行网格和不可航行网格组成的环境模型。在此基础上，综合考虑航行安全性、航行距离、路径平滑度等因素，采用基于航行代价寻优算法来搜索环境模型中的最优路径，实现水面无人艇的全局航路自主规划。

但是现有技术中当规划航线的起始点或终止点在港区内时，因未考虑进出港时需沿航道航行，规划出的航线并不符合实际航海情况，无法保证船舶安全性。

上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于航道信息的全局路径规划方法，解决现有技术中未考虑航线的起始点或终止点在港区内进出港时的航道航行带来的安全性问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种基于航道信息的全局路径规划方法，包括：

S101、获取航行的起始位置，并基于电子海图确定目的地位置；

S102、获取港区的进港航道信息、出港航道信息；

S103、综合判断起始位置和目的地位置是否在港区内，判断目的地位置是否位于港区内，如果目的地位置位于港区内则转至步骤S104，如果目的地位置没有位于港区内则转至步骤S107；

S104、匹配目的地位置所在港区的进港航道信息得到第一航道集合，继续判断起始位置是否位于港区内，如果起始位置位于港区内则转至步骤S105，如果起始位置没有位于港区内则转至步骤S106；

S105、匹配起始位置所在港区的出港航道信息得到第二航道集合，分别根据起始位置与第二航道集合、根据目的地位置和第一航道集合分段进行路径规划，得到全局路径规划航线；

S106、根据起始位置、目的地位置与第一航道集合分段进行路径规划进行路径规划，得到全局路径规划航线；

S107、继续判断起始位置是否位于港区内，如果起始位置位于港区内则转至步骤S108，如果起始位置没有位于港区内则转至步骤S109；