[发明专利]一种船舶路径跟随控制方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取目标路径和当前时刻的船舶状态，所述船舶状态包括船舶位置、船舶航向角和船舶角速度；

根据LOS引导策略，结合所述船舶状态和所述目标路径获取当前时刻的期望状态，所述期望状态包括期望航向角和期望角速度，所述期望角速度为预设的所述船舶角速度的最大值；

将所述船舶航向角和所述期望航向角输入自抗扰控制器，输出舵角控制指令；

根据所述舵角控制指令和所述期望角速度控制船舶跟随所述目标路径。

2.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，所述目标路径上包括多个位置点；

所述根据LOS引导策略，结合所述船舶状态和所述目标路径获取当前时刻的期望状态，包括：

根据所述船舶位置在所述目标路径上获取当前位置点，所述当前位置点为所述目标路径上距离所述船舶位置最近的位置点；

根据所述当前位置点和所述船舶位置在所述目标路径上获取参考点；

根据所述船舶状态获取所述船舶与所述参考点的视线角作为所述期望航向角；

根据所述期望航向角和所述期望角速度生成所述期望状态。

3.根据权利要求2所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，所述根据所述船舶位置在所述目标路径上获取当前位置点，包括：

根据所述船舶位置在所述目标路径上获取第一位置点和第二位置点，所述第一位置点为所述当前时刻对应的理论位置点，所述第二位置点为所述第一位置点的下一个位置点；

根据所述船舶位置、所述第一位置点和所述第二位置点计算第一距离和第二距离，所述第一距离为所述船舶位置和所述第一位置点的距离，所述第二距离为所述船舶位置和所述第二位置点的距离；

若所述第一距离小于所述第二距离，则选取所述第一位置点为所述当前位置点；

若所述第一距离大于所述第二距离，则选取所述第二位置点为所述当前位置点。

4.根据权利要求3所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，所述根据所述当前位置点和所述船舶位置在所述目标路径上获取参考点，包括：

获取所述船舶的船长；

计算所述第一位置点和所述第二位置点的距离，得到第三距离；

根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述船长，采用预设的公式计算第四距离；

以所述船舶位置为圆心，以所述第四距离为半径构造动态圈；

获取所述动态圈与所述目标路径的交点集合，所述交点集合中包括多个所述动态圈与所述目标路径的交点；

选取所述交点集合与所述船舶位置距离最近的交点作为所述参考点。

5.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，所述将所述船舶航向角和所述期望航向角输入自抗扰控制器，输出舵角控制指令，包括：

将所述船舶航向角和所述期望航向角输入所述自抗扰控制器，获取舵角控制量；

根据所述舵角控制量生成所述舵角控制指令。

6.根据权利要求1所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，在所述获取目标路径和当前时刻的船舶状态这一步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

初始化所述船舶状态和所述目标路径，获取所述船舶的初始位置；

以所述初始位置作为所述目标路径的起点，以所述目标路径远离所述初始位置的一端作为所述目标路径的终点。

7.根据权利要求6所述的一种船舶路径跟随控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据所述船舶位置和所述目标路径，判断所述船舶是否已到达所述目标路径的终点；

若是，结束所述船舶的路径跟随控制；

若否，执行所述根据LOS引导策略，结合所述船舶状态和所述目标路径获取当前时刻的期望状态这一步骤。