一种海底无人航行器导航信息显示处理方法技术

本发明专利技术属于海底无人航行器导航信息显示领域，具体涉及一种海底无人航行器导航信息显示处理方法。包括一个处理单元获取相应航行状态传感器数据生成航器航行状态符号，并根据规划路径信息、地形数据、声呐障碍物回波信号以及多种航行状态信息计算生成辅助航行指示符号，一个显示单元分布显示航器航行状态符号以及三维显示辅助航行指示符号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于海底无人航行器导航信息显示领域，具体涉及。包括一个处理单元获取相应航行状态传感器数据生成航器航行状态符号，并根据规划路径信息、地形数据、声呐障碍物回波信号以及多种航行状态信息计算生成辅助航行指示符号，一个显示单元分布显示航器航行状态符号以及三维显示辅助航行指示符号。【专利说明】
本专利技术属于导航信息显示领域，具体涉及一种海底无人航行器导航信息显示处理 方法。
技术介绍
现如今，海底无人航行器(下称航器）无论是在军事还是科学研究上都有着重要的 作用，未知而恶劣的海底环境使得人类的活动范围大大受到了限制，因此，在这些地方使用 无人航行器无疑是最好的选择。 然而，使用无人航行器，地面操控人员仅能依靠各种简单的仪表或数字指示获取 航行信息，对航器周围环境的判断也只能依靠声呐图像以及电子海图数据库，显然，这些不 具有易读性、分散的信息不能给予操作人员对航器当前状态及周围环境整体的感知。 对于航行路径及潜在威胁的判断，需要操作人员个人对当前航器的航行状态分 析，由于操作人员过多的将注意力关注于操控航器航行，所以操作人员可能不会选择最优 航行路径以及判断存在潜在碰撞危险的障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以便实时直观 地为航器操作人员提供航器当前航行状态信息以及辅助航行指示信息，并对潜在障碍危险 提供告警指示，提高操作人员对地形障碍的反应能力，增加海底无人航行器的环境与态势 综合感知能力，保证航器航行效率与航行安全。 为此，本专利技术提供了，其特征在于：包 括一个处理单元获取相应航行状态传感器数据生成航器航行状态符号，并根据规划路径信 息、地形数据、声呐障碍物回波信号以及多种航行状态信息计算生成辅助航行指示符号，一 个显示单元分布显示航器航行状态符号以及三维显示辅助航行指示符号。 所述航器航行状态符号包括航姿指示符号、航向指示符号、速度、深度符号。 所述辅助航行指示符号信息包括三维海底地形信息、规划路径指示、安全通道指 示、碰撞告警指示符号以及前方障碍标识符号。 所述航姿指示符号包括航器标识、垂直偏航姿态、水平偏航姿态符号，其中原点是 航姿指示符号的一部分，位于中央位置，水平偏航姿态刻度线在原点的左方和右方分别以 15°间隔显示到60°，垂直偏航姿态刻度线在原点的上方和下方同样分别以15°间隔显示到 60°，以原点为起点的橙色三角形符号表示航器当前的水平姿态偏移量与垂直姿态偏移量， 航器标识符号指示航器当前朝向。 所述的上航向指示符号包括磁航向；磁航向外层为一个旋转罗盘，旋转罗盘上有 表示四个方向的字母，旋转罗盘箭头所指为当前航器磁航向并以数字显示在圆心位置处， 内层为可旋转的航向趋势指示器，航向趋势指示器包括三个圆形符号标示，分别以颜色绿、 黄、棕表示，绿色符号表示航器当前磁航向，黄色航向趋势符号表示当前航器的航向趋势矢 量，指示航器在未来3秒内的航向变化量，棕色的航向游标符号表示航器以当前航向趋势 矢量转向结束后的磁航向。 所述速度包括加速度，度符号用于指示航器当前的速度、加速度以及水平方向航 行状态，处理单元获取速度传感器的信息，生成相应的符号表示航器当前的水平方向航行 前进、后退、停止状态，并在状态符号上方以数字显示当前航速，状态符号中的浅绿色加速 度指示符号表示当前航器水平方向的加速度。 所述深度包括加速度，深度符号用于指示航器当前的深度、加速度以及垂直方向 航行状态，处理单元获取深度传感器的信息，生成相应的符号表示航器当前的垂直方向航 行上浮、下潜、保持状态，并在状态符号上方以数字显示当前深度，状态符号中的浅绿色加 速度指示符号表示当前航器垂直方向的加速度。 所述规划路径指示根据输入路径的经纬度坐标信息在显示单元上三维显示航器 规划路径符号。 所述多种航行信息包括航器当前的速度、速度加速度，深度、深度加速度，航器水 平与垂直方向的姿态以及航向的信息。 所述安全通道指示由两条平行曲线及灰色与浅绿色相间的"斑马线"状条纹组成， 指示航器未来一段时间内可选择的安全通道；所述前方障碍标识符号由一个透明度为75% 的红色矩形框及透明度为50%的红色"叹号"标志组成，框内上方的白色数字指示前方障碍 物距航器的直线距离，对于运动障碍，白色箭头表示其左右运动趋势，矩形框为障碍物轮廓 投影到显示单元的最小外接矩形；所述碰撞告警指示符号包括三组符号，分别位于显示单 元的左侧、右侧以及下侧，每组符号分别指示航器相对应一侧是否存在碰撞危险，并以红色 填充标识表示存在潜在碰撞危险，填充标识个数指示潜在碰撞危险的可能性；所述红色标 识数由处理单元获取航器相应一侧避碰声呐回波信号计算航器一侧距障碍物距离并与碰 撞危险距离阈值比较后产生；所述三维海底地形信息，是根据电子海图地形数据库生成的 三维数字地形，通过硬件渲染输出在显示端。 本专利技术的有益效果：本专利技术提出的， 处理单元获取相应航行状态传感器数据生成航器航行状态符号，并根据规划路径信息、地 形数据以及多种航行信息计算生成辅助航行指示符号。显示单元分布显示航器航行状态符 号以及三维显示辅助航行指示符号信息。其中航器航行状态符号描述了航器当前所有航行 状态参数，辅助航行指示信息则包括对航器当前位置地形的三维呈现，以及预先规划路径 和预测未来一段时间安全通道的三维显示，此外还包括对航器左侧，右侧和下方潜在碰撞 危险的告警指示等，对于航器航行过程中，存在于航器前方威胁航行安全的障碍物，显示单 元也给与了符号标识，地面操作人员通过这些信息可以方便快速地了解航器航行状态，并 且通过辅助航行指示信息也能更安全有效地操作航器航行。 以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。 【专利附图】【附图说明】 图1是的结构框图。 图2是一种生成辅助航行指示信息的流程示意图。 图3是一种生成碰撞告警指示及前方障碍标识信息的流程示意图。 图4示出了根据本专利技术的一种显示单元的显示模式。 图5示出了根据本专利技术的显示单元中航向指示符号的显示。 图6示出了根据本专利技术的显示单元中水平与垂直方向不同航行状态的符号显示。 【具体实施方式】 图1给出了的结构框图，包括一个处 理单元106获取相应航行状态传感器101数据生成航器航行状态符号；此外，处理单元106 根据规划路径103、地形数据105以及多种航行信息计算生成辅助航行指示符号。一个显示 单元107分布显示航器航行状态符号以及三维显示辅助航行指示符号信息。 航行状态传感器101检测航器当前航行的多种状态信息，包括速度、速度加速度， 深度、深度加速度，航器水平与垂直方向的姿态以及航向等信息并送至处理单元106,处理 单元106获取到这些信息并生成相应符号送至显示单元107并在相应位置分布显示。显示 单元107可以是地面或海面操作平台上的一个或多个显示器，方便操作人员远程获取并了 解航器所有的状态信息并操作航器航行。 规划路径103是操作人员根据航器任务及电子海图数据库104海底地形信息给出 以经纬度坐标信息标识的航器航行路线，显示单元107三维显示规划路径，以便操作人员 方便的了解航器下一步的航行走向。处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底无人航行器导航信息显示处理方法，其特征在于：包括一个处理单元获取相应航行状态传感器数据生成航器航行状态符号，并根据规划路径信息、地形数据、声呐障碍物回波信号以及多种航行状态信息计算生成辅助航行指示符号，一个显示单元分布显示航器航行状态符号以及三维显示辅助航行指示符号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵喜，祁田田，王康，高嘉瑜，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61