【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径规划领域，具体涉及一种实时路径重规划的无人帆船避障方法及装置。
技术介绍
1、无人帆船具有广阔的应用前景，但在实际航行过程中，复杂多变的海况环境对其安全性提出了挑战。为保证无人帆船能够安全、高效地完成任务，实现智能化避障十分重要。现有的无人帆船避障方法主要采用雷达、声呐等传感器对障碍物进行检测，然后根据障碍物的位置信息规划避障路径。但是，这些方法存在以下不足：第一，在恶劣海况下，复杂的环境因素如海浪、海雾等会对传感器的检测精度产生影响，降低了障碍物识别的可靠性；第二，现有方法难以准确预测障碍物的运动状态，无法及时作出合理的避障决策；第三，避障路径的规划往往未充分考虑航行距离和帆船自身状态等因素，导致避障效率不高。因此，现有技术中无人帆船避障的实时性和可靠性较差。
技术实现思路
1、本申请通过提供了一种实时路径重规划的无人帆船避障方法及装置，旨在解决现有无人帆船避障在复杂海况下障碍物检测精度低、无法准确预测障碍物运动状态，避障路径不佳，导致无人帆船避障的实时性和可靠性较差的技术问题。
2、鉴于上述问题，本申请提供了一种实时路径重规划的无人帆船避障方法及装置。
3、本申请公开的第一个方面，提供了一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，该方法包括：通过障碍物传感器和视觉设备，在无人帆船航行过程中持续采集传感监测信息序列和视觉监测信息序列，并通过风况传感器，监测获得风况信息；根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物识别，获得障碍物位置信
4、本申请公开的另一个方面，提供了一种实时路径重规划的无人帆船避障装置，该装置包括：信息监测单元，用于通过障碍物传感器和视觉设备，在无人帆船航行过程中持续采集传感监测信息序列和视觉监测信息序列，并通过风况传感器，监测获得风况信息；识别分析单元，用于根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物识别，获得障碍物位置信息序列，结合无人帆船的航行路径，分析获得障碍物移动路径信息；区域划分单元，用于在判别所述障碍物移动路径信息将与所述无人帆船的规划航行路径交汇时，基于交汇点按照避障范围划分获得避障区域；路径优化单元，用于在所述避障区域内，进行避障路径的优化，获得最优避障路径，进行路径重规划并控制无人帆船进行避障航行，其中，以降低无人帆船避障路径增加的航行距离，降低避障路径内帆面和所述风况信息的角度与规划航行路径内帆面和风况信息的角度的变化幅值为目的，计算避障路径的适应度，进行避障路径的优化；其中，获取避障路径的避障路径距离，以及获取所述规划航行路径在所述避障区域内的规划路径距离，计算避障路径距离和规划路径距离的差值，作为增加航行距离，并计算获得航行距离增加幅值；获取所述规划航行路径内的帆面与所述风况信息的平均规划夹角，并获取避障路径内的帆面与所述风况信息的平均避障夹角，计算获得夹角变化幅值；根据航行距离增加幅值和夹角变化幅值，计算获得避障路径的避障适应度，进行避障路径的优化。
5、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
6、由于采用了通过障碍物传感器和视觉设备，在无人帆船航行过程中持续采集传感监测信息序列和视觉监测信息序列，并通过风况传感器，监测获得风况信息，为后续的障碍物识别和路径规划提供数据基础；根据传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物识别，获得障碍物位置信息序列，结合无人帆船的航行路径，分析获得障碍物移动路径信息，通过对多源信息的融合分析，实现了障碍物的准确识别和移动路径的预测，为避障决策提供依据；在判别障碍物移动路径信息将与无人帆船的规划航行路径交汇时，基于交汇点按照避障范围划分获得避障区域，通过判断障碍物移动路径与航行路径的交汇情况，划分出需要进行避障的区域，确定避障范围；在避障区域内，进行避障路径的优化，获得最优避障路径，进行路径重规划并控制无人帆船进行避障航行，其中，以降低无人帆船避障路径增加的航行距离，降低避障路径内帆面和所述风况信息的角度与规划航行路径内帆面和风况信息的角度的变化幅值为目的，计算避障路径的适应度，进行避障路径的优化，通过在避障区域内，综合考虑航行距离和帆船自身状态等因素，规划出最优避障路径，并据此对航行路径进行实时调整，完成避障过程的技术方案，解决现有无人帆船避障在复杂海况下障碍物检测精度低、无法准确预测障碍物运动状态，避障路径不佳，导致无人帆船避障的实时性和可靠性较差的技术问题，通过计算机视觉和传感器融合，达到了在复杂海况下对障碍物进行智能感知和精准预测，并实时优化避障路径，提高无人帆船避障的实时性和可靠性的技术效果。
7、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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1.一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，通过障碍物传感器和视觉设备，在无人帆船航行过程中持续采集传感监测信息序列和视觉监测信息序列，并通过风况传感器，监测获得风况信息，包括：
3.根据权利要求1所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物识别，获得障碍物位置信息序列，结合无人帆船的航行路径，分析获得障碍物移动路径信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物和无人帆船的相对位置识别，获得障碍物相对方向序列和障碍物相对距离序列，包括：
5.根据权利要求1所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，在判别所述障碍物移动路径信息将与所述无人帆船的规划航行路径交汇时，基于交汇点按照避障范围划分获得避障区域，包括：
6.根据权利要求1所述的实时路径重规划的无
7.根据权利要求6所述的实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，根据所述第一航行距离增加幅值和第一夹角变化幅值，计算获得所述第一避障路径的第一避障适应度，如下式：
8.一种实时路径重规划的无人帆船避障装置，其特征在于，用于实施权利要求1-7任意一项所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，通过障碍物传感器和视觉设备，在无人帆船航行过程中持续采集传感监测信息序列和视觉监测信息序列，并通过风况传感器，监测获得风况信息，包括：
3.根据权利要求1所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物识别，获得障碍物位置信息序列，结合无人帆船的航行路径，分析获得障碍物移动路径信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种实时路径重规划的无人帆船避障方法，其特征在于，根据所述传感监测信息序列和视觉监测信息序列，进行障碍物和无人帆船的相对位置识别，获得障碍物相对方向序列和...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫敏玲，崔华义，官晓俊，
申请(专利权)人：广东蓝鲲海洋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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