全文摘要
本实用新型提供一种可实现自动避碰的无人船,包含:信号采集模块,探测无人船周围障碍或对方船的距离信息;无线通讯模块,实现无人船与他船之间无线交互信息;航行模块,控制无人船的航行速度和转动角度;控制模块,连接信号采集模块、无线通讯模块和航行模块;控制模块根据信号采集模块探测的信息,判断无人船与周围的障碍或对方船是否保持安全会遇距离,并根据判断结果驱动通讯模块与他船信息交互,确定避让船,生成避让方案和航行压力;避让船根据避让方案调整航线实现避碰。本实用新型可以实现无人船自动避碰,保障了航行安全。
主设计要求
1.一种可实现自动避碰的无人船,其特征在于,包含:信号采集模块,包含超声波模块,安装在无人船上;所述超声波模块用于探测无人船周围障碍或对方船的距离信息;无线通讯模块,安装在无人船上,实现无人船与他船之间无线交互信息;航行模块,包含电机模块和转向模块,安装在无人船上,所述电机模块控制无人船的航行速度;所述转向模块控制无人船的转动角度;控制模块,包含单片机,安装在无人船上,连接超声波模块、无线通讯模块和航行模块;单片机根据超声波模块采集的信息,判断与周围的障碍或对方船是否保持安全会遇距离,并根据判断结果驱动通讯模块与他船信息交互,确定避让船和主动船,计算航行压力,生成避让方案;当无人船为避让船时,单片机根据避让方案生成第一行驶指令驱动电机模块改变航行速度,同时单片机还生成第二行驶指令驱动转向模块改变无人船的航向;当对方船为避让船,单片机将避让方案、航行压力发送给对方船,对方船根据避让方案调整航向。
设计方案
1.一种可实现自动避碰的无人船,其特征在于,包含:
信号采集模块,包含超声波模块,安装在无人船上;所述超声波模块用于探测无人船周围障碍或对方船的距离信息;
无线通讯模块,安装在无人船上,实现无人船与他船之间无线交互信息;
航行模块,包含电机模块和转向模块,安装在无人船上,所述电机模块控制无人船的航行速度;所述转向模块控制无人船的转动角度;
控制模块,包含单片机,安装在无人船上,连接超声波模块、无线通讯模块和航行模块;单片机根据超声波模块采集的信息,判断与周围的障碍或对方船是否保持安全会遇距离,并根据判断结果驱动通讯模块与他船信息交互,确定避让船和主动船,计算航行压力,生成避让方案;当无人船为避让船时,单片机根据避让方案生成第一行驶指令驱动电机模块改变航行速度,同时单片机还生成第二行驶指令驱动转向模块改变无人船的航向;当对方船为避让船,单片机将避让方案、航行压力发送给对方船,对方船根据避让方案调整航向。
2.如权利要求1所述的可实现自动避碰的无人船,其特征在于,所述信号采集模块还包含GPS模块,获取无人船的位置信息;所述GPS模块设置在无人船上,并连接控制模块;控制模块接收由GPS模块采集的位置信息,判断无人船是否按照设定航线行驶;当无人船偏离设定航线时,控制模块生成第一行驶指令、第二行驶指令,分别驱动电机模块调整航速、驱动转向模块调整航行角度实现无人船按设定航线定点航行。
3.如权利要求1所述的可实现自动避碰的无人船,其特征在于,所述航行压力包含无人船与对方船的间距d及相对速度v,设计说明书
技术领域
本实用新型涉及船舶领域,主要涉及一种具有智能避障功能的无人驾驶船舶。
背景技术
船舶作为全球贸易的主要载体,其安全性越来越受到人们的关注。在航海助航设备已经高度发达的今天,船舶碰撞事故还屡屡发生,不仅造成了重大的人员伤亡、巨额财产损失,而且对海洋造成的污染也不容忽视。驾驶员主要依靠经验手动完成避碰措施。在航运行业的初期阶段,船舶数量少,船舶体积小,主要凭借驾驶员主观判断进行避碰。如今,船舶数量日益增长,海上船舶密度随之增加,船舶本身也逐渐高速化、大型化,完全依靠人工完成避碰比较困难。不少海事事故是由于人为因素直接或者间接造成,尤其是船员疲劳驾驶、以及与他船的沟通不良均可能导致避碰判断与决策失误。
随着自动导航系统等技术的发展,船舶智能化水平不断提升,无人驾驶船舶成为未来船舶发展的必然趋势。无人船因其具有体型小、智能化等优点,经常被应用于执行海事救援、海上测量、危险品监测等特殊任务,在世界范围内具有广泛的应用。虽然无人驾驶船舶能有效减少人力成本,但海洋环境复杂,因此无人船是否能实现自动避碰,是无人船能够顺利完成各种作业任务的前提。自动避碰技术作为无人船的核心技术之一,不仅是衡量无人船智能化水平的标准,也是无人船在复杂海域安全航行的关键。因此研究一种可实现自动避碰的无人船,对减少或者避免海事事故发生有着重要的现实意义。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可实现自动避碰的无人船,能够自动发现障碍物或对方船。一旦对方船或障碍物与无人船的间距小于安全会遇距离,与对方船无线交互,根据交互结果。生成避让方案,确定避让船,实现自动避碰。同时本实用新型的无人船还通过计算航行压力,量化两船相碰的危险系数,督促避让船尽快实现避碰。避碰完成后自动调整航线,实现按原设定航线航行。
为了达到上述目的,本实用新型提供了一种可实现自动避碰的无人船,包含:
信号采集模块,包含超声波模块,安装在无人船上;所述超声波模块用于探测无人船周围障碍或对方船的距离信息;
无线通讯模块,安装在无人船上,实现无人船与他船之间无线交互信息;
航行模块,包含电机模块和转向模块,安装在无人船上,所述电机模块控制无人船的航行速度;所述转向模块控制无人船的转动角度;
控制模块,包含单片机,安装在无人船上,连接超声波模块、无线通讯模块和航行模块;单片机根据超声波模块采集的信息,判断与周围的障碍或对方船是否保持安全会遇距离,并根据判断结果驱动通讯模块与他船信息交互,确定避让船和主动船,计算航行压力,生成避让方案;当无人船为避让船时,单片机根据避让方案生成第一行驶指令驱动电机模块改变航行速度,同时单片机还生成第二行驶指令驱动转向模块改变无人船的航向;当对方船为避让船,单片机将避让方案、航行压力发送给对方船,对方船根据避让方案调整航向。
所述信号采集模块还包含GPS模块,获取无人船的位置信息;所述GPS模块设置在无人船上,并连接控制模块;控制模块接收由GPS模块采集的位置信息,判断无人船是否按照设定航线行驶;当无人船偏离设定航线时,控制模块生成第一行驶指令、第二行驶指令,分别驱动电机模块调整航速、驱动转向模块调整航行角度实现无人船按设定航线定点航行。
所述航行压力包含无人船与对方船的间距d及相对速度v,设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920103744.4
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209167901U
授权时间:20190726
主分类号:G05D 1/02
专利分类号:G05D1/02
范畴分类:40E;31B;
申请人:上海海事大学
第一申请人:上海海事大学
申请人地址:201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
发明人:卢钢辉;何昕沂;庄勇;王宇洋;陈锐
第一发明人:卢钢辉
当前权利人:上海海事大学
代理人:包姝晴;徐雯琼
代理机构:31323
代理机构编号:上海元好知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计