一種無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水域信息測(cè)繪領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人水面艇(unmanned surface vessel，USV)，是一種無(wú)人操作的水面艦艇，主要用于在各種水域執(zhí)行危險(xiǎn)以及不適于有人船只執(zhí)行的任務(wù)。
[0003]無(wú)人水面艇在其設(shè)計(jì)中，除了要滿足遠(yuǎn)程控制的要求，還要具有在面對(duì)各種臨場(chǎng)環(huán)境自動(dòng)應(yīng)對(duì)的能力，其中，自動(dòng)避障的能力是無(wú)人水面艇保證自身安全的重要保證。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人水面艇一般都是通過(guò)設(shè)有光學(xué)傳感器和紅外傳感器，根據(jù)光學(xué)傳感器和紅外傳感器所采集的圖像數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別原航線中將要遇到的障礙物，然后根據(jù)障礙物的大小和設(shè)定的算法，重新設(shè)定對(duì)于所述障礙物的繞避航線，以避免碰撞。
[0005]發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的自動(dòng)避障方式至少存在以下的缺陷，由于光學(xué)傳感器和紅外傳感器只能獲取特定的環(huán)境數(shù)據(jù)，所以在依據(jù)這些數(shù)據(jù)參數(shù)作為參數(shù)來(lái)重新設(shè)定對(duì)于所述障礙物的繞避航線時(shí)，會(huì)由于數(shù)據(jù)不夠全面，從而使繞避航線的設(shè)定或在的繞避障礙物時(shí)所采取的操控方式不夠合理，容易發(fā)生水面無(wú)人艇的碰撞或側(cè)翻事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水面無(wú)人艇在避讓障礙物時(shí)容易發(fā)生碰撞事故或側(cè)翻事故的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置，包括:
[0008]導(dǎo)航地圖存儲(chǔ)單元、雷達(dá)單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元、GPS單元、環(huán)境建模單元、慣性測(cè)量單元IMU和路徑修正單元；
[0009]所述環(huán)境建模單元用于根據(jù)所述雷達(dá)單元、所述圖像數(shù)據(jù)獲取單元和所述GPS單元分別采集的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，在所述導(dǎo)航地圖中建立環(huán)境模型，所述環(huán)境模型包括:所述無(wú)人水面艇在導(dǎo)航地圖中的當(dāng)前位置、速度和自身位姿，以及，預(yù)定航線內(nèi)的障礙物的位置與大小；
[0010]所述路徑修正單元用于根據(jù)所述環(huán)境模型生成避讓所述障礙物的繞避路徑；
[0011]指令生成單元，用于生成控制所述無(wú)人水面艇行為，以使所述無(wú)人水面艇沿所述繞避路徑行進(jìn)的決策指令。
[0012]優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述無(wú)人水面艇行為包括:
[0013]所述無(wú)人水面艇的行駛方向調(diào)整、行駛速度調(diào)整和/或無(wú)人水面艇的位姿調(diào)整中的一種或任意組合。
[0014]優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述像數(shù)據(jù)獲取單元包括:
[0015]照相機(jī)、視頻攝錄機(jī)、光學(xué)傳感器和紅外傳感器中的一種或任意組合。
[0016]優(yōu)選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，還包括異艇數(shù)據(jù)接收單元和環(huán)境模型修正單元；
[0017]所述異艇數(shù)據(jù)接收單元用于接收其它協(xié)作無(wú)人水面艇中設(shè)有的雷達(dá)單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元和GPS單元所分別采集的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0018]所述環(huán)境模型修正單元用于根據(jù)所述異艇數(shù)據(jù)接收單元所接收的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)修正所述環(huán)境模型
[0019]從上述的技術(shù)方案可以看出，在本申請(qǐng)中，首先通過(guò)雷達(dá)單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元和GPS單元多種設(shè)備來(lái)采集實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)；由于通過(guò)雷達(dá)單元和/或圖像數(shù)據(jù)獲取單元獲取了預(yù)定航線內(nèi)的障礙物的位置與大小數(shù)據(jù)、通過(guò)GPS單元可以獲取無(wú)人水面艇的當(dāng)前位置和速度數(shù)據(jù)，此外，通過(guò)MU單元，還可以獲取無(wú)人水面艇的當(dāng)前自身位姿數(shù)據(jù)；因此，通過(guò)環(huán)境建模單元就可以根據(jù)上述各種數(shù)據(jù)在導(dǎo)航地圖中建立環(huán)境模型；這樣，路徑修正單元就可以環(huán)境模型來(lái)設(shè)定用于避讓障礙物的繞避路徑，接著，通過(guò)指令生成單元生成決策指令來(lái)控制無(wú)人水面艇沿繞避路徑行進(jìn)以避讓障礙物。由于本申請(qǐng)中采用了多種實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，所以可以適用于多種氣象環(huán)境，比如可以在夜間或其他無(wú)法進(jìn)行圖像采集的情況下，通過(guò)雷達(dá)單元的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行繞避路徑的生成；此外，在本申請(qǐng)中，通過(guò)建立環(huán)境模型，從而可以在導(dǎo)航地圖中確定預(yù)定航線內(nèi)的障礙物的位置與大小，并根據(jù)無(wú)人水面艇的當(dāng)前位置、速度和自身位姿來(lái)生成可以通行的繞避路徑，這樣，指令生成單生成控制無(wú)人水面艇行為的決策指令時(shí)，就會(huì)根據(jù)無(wú)人水面艇的當(dāng)前速度、方向和位姿來(lái)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，避免只是單純的方向調(diào)整造成無(wú)人水面艇動(dòng)作調(diào)整失誤所造成的碰撞或側(cè)翻等事故。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本申請(qǐng)中所述無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本申請(qǐng)中所述無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]為了能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中水面無(wú)人艇在避讓障礙物時(shí)容易發(fā)生碰撞事故或側(cè)翻事故的技術(shù)問(wèn)題，再本申請(qǐng)中提供了一種無(wú)人水面艇自動(dòng)避障裝置，如圖1所示，包括:
[0025]導(dǎo)航地圖存儲(chǔ)單元101、雷達(dá)單元102、圖像數(shù)據(jù)獲取單元103、GPS單元104、環(huán)境建模單元105、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)106和路徑修正單元107 ;
[0026]環(huán)境建模單元105用于根據(jù)