[发明专利]一种船舶运动规划方法、系统、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种船舶运动规划方法、系统、装置及存储介质。船舶运动规划方法包括：获取地图信息并生成导航路径；在导航路径上选取航路点；根据船舶位置和航路点生成目标区域；根据目标区域和船舶运动模型进行运动规划生成第一运动轨迹；根据地图信息和第一运动轨迹生成第二运动轨迹，并返回生成目标区域这一步骤，直至第二运动路径到达终点，并以第二运动轨迹作为船舶运动规划路径。本发明通过规划导航路径和考虑船舶运动模型的第一运动轨迹，最终得到船舶运动规划路径，实现了导航规划与运动规划的结合，兼顾了全局和局部规划，提高了船舶运动规划的合理性和可靠性，实现了考虑船舶运动特性的路径规划，使得船舶运动规划更适应复杂现实场景。

技术领域

本申请涉及智能航行技术领域，尤其是一种船舶运动规划方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

近年来，随着人工智能、互联网、大数据以及物联网等技术的快速发展，智能船舶已成为船舶领域和航海领域研究的热门课题之一。

决策规划作为智能船舶的船端系统的重要功能模块，是智能船舶领域最具挑战性的问题之一，也是制约智能船舶迈向新的台阶的重要因素。决策规划是保证智能船舶安全、高效地航行的基础，其主要任务是在船舶所处的环境中计算出从起点到目标点的安全、高效的运动轨迹。

目前，大部分船舶决策规划方法都集中在路径规划问题上，此类方法通常是在不考虑船舶自身操纵运动特性的情况下生成纯几何路径。然而，在复杂的现实水域场景中，这种路径很难被船舶跟随，甚至会造成船舶与障碍物或者周围船舶发生碰撞的危险。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种船舶运动规划方法，该方法实现了考虑船舶运动特性的船舶路径规划。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种船舶运动规划系统。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种船舶运动规划方法，包括以下步骤：

获取地图信息；

根据所述地图信息进行导航规划，生成导航路径，所述导航路径为船舶从起点到终点的路径；

在所述导航路径上选取若干个航路点；

根据船舶位置和所述航路点生成目标区域；

根据所述目标区域和船舶运动模型进行运动规划，生成第一运动轨迹；

根据所述地图信息和所述第一运动轨迹生成第二运动轨迹，所述第二运动路径为不会发生碰撞的最优路径；

确认所述第二运动轨迹未到达终点，以所述第二运动路径靠近终点的一端作为所述船舶位置，然后返回根据船舶位置和所述航路点生成目标区域这一步骤，直至所述第二运动路径到达终点；

确认所述第二运动轨迹到达终点，则以所述第二运动轨迹作为船舶运动规划路径。

本发明实施例的一种船舶运动规划方法，通过规划导航路径和第一运动轨迹，实现了导航规划与运动规划的结合，兼顾了全局规划与局部规划，提高了船舶运动规划的合理性和可靠性；通过规划考虑船舶运动模型的第一运动轨迹，并根据地图信息和第一运动轨迹生成第二运动路径进而得到最终的船舶运动规划路径，实现了考虑船舶运动特性的路径规划，使得船舶运动规划更适应复杂的现实场景，进一步提高了船舶运动规划的合理性和可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的一种船舶运动规划方法，还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，本发明实施例的一种船舶运动规划方法中，所述在所述导航路径上选取若干个航路点，包括：