【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及船舶的船舶导航。在特定方面，本公开涉及一种船舶导航系统。本公开可应用于任何船舶，诸如商用船舶、休闲艇、摩托艇和/或自主船舶。尽管可关于特定船舶描述本公开，但是本公开不限于任何特定船舶。
技术介绍
1、在对船舶进行导航和操纵时，船长依靠船上导航系统，诸如航海图和对周围环境的亲眼观察。然而，在其中亲眼观察受限且其他船载导航系统可能不准确的低能见度期间，在近距离内导航和操纵可能会很困难且不确定。然而，即使在良好能见度期间，在海上操纵时也可能需要额外的帮助。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，一种用于船舶的船舶导航系统，其包括：
2、- 定位单元，其被配置为检测所述船舶的位置，
3、- 航海图数据库，
4、- 显示器，其被配置为呈现航海图信息和所述船舶在所述航海图上的位置的视图，
5、- 布置在所述船舶上的短程距离传感器模块，所述短程距离传感器模块被配置为提供所述船舶的周围环境的扫描数据，
6、- 控制单元，其与所述短程距离传感器模块、所述定位单元、所述航海图数据库和所述显示器可操作地连接，所述控制单元被配置为处理所述扫描数据以提供所述周围环境的扫描视图，
7、其中所述控制单元被配置为在所述显示器上呈现所述航海图和所述扫描数据的增强视图，并且
8、其中所述控制单元被配置为在所述增强视图中指示所述扫描数据中与所述航海图信息不匹配的部分。本公开的第一方面可以寻求解决现有技术的缺点，特别是在
9、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述控制单元被配置为将所述扫描数据的所述扫描视图与所述航海图信息进行比较，并识别所述扫描数据中与所述航海图信息不同的部分，以便提供包括所述扫描视图在内的所述航海图信息的增强视图。技术益处可以包括将可从所述航海图数据库中获得的所述航海图信息与所扫描的周围环境进行比较，以便可以向船长呈现增强视图。
10、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述扫描视图作为航海图信息的图形铺覆呈现在显示器上。技术益处可以包括在一个地方向船长呈现信息，而不是在他/她必须组合信息的多个来源/显示器上。因此，提高了解读效率并减少了船长的认知负荷。
11、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述图形铺覆向操作员或船长提供有关所述扫描视图和所述航海图信息之间的差异的信息。技术益处可以包括向船长/操作员呈现差异，从而使船长对周围环境的解读更加有效，从而获得对船舶的更安全的导航和操纵。
12、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述扫描数据存储在存储单元中。技术益处可以包括可以存储所扫描的周围环境，使得所述控制单元可随时访问所述扫描信息，并且所述控制单元可以将新的扫描数据与所存储的扫描数据以及所述航海图信息进行比较。从所述扫描数据解读的所述环境数据可以存储在存储单元中，并且为每个扫描数据分配位置参考。
13、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述控制单元被配置为确定由所述扫描数据提供的对象。技术益处可以包括所述控制单元可以识别被扫描的对象，从而所述控制单元可以图形化地呈现所扫描的对象。
14、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，具有已知对象和/或扫描数据点的分类的对象数据库，所述控制单元被配置为将所述扫描数据与所述对象数据库进行比较以确定与所述扫描数据基本上相似的对象。技术益处可以包括通过控制单元执行所述扫描数据与所述对象数据库中的已知对象的数据的比较来增强所述系统的可靠性。由此获得方便且快速的分割。
15、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述控制单元被配置为将所述扫描数据划分为分割的对象，所述控制单元被配置为在所述显示器上以不同的图形形式呈现所述分割的对象。技术益处可以包括，根据本公开的系统可以以不同图形形式的图案、线条或设计来呈现不同的扫描的对象，使得操作员/船长可以轻松识别这些对象，尤其是特别感兴趣的对象。
16、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，通过重新绘制所述铺覆或者添加其他几何指示和/或颜色来校正所述增强视图。技术益处可以包括有助于在所述增强视图中识别和/或检测校正的对象，从而使操作员/船长可以辨识在导航和操纵期间他/她需要更加注意的区域和对象。
17、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述系统根据船舶位置和取向随着时间的推移收集扫描数据，并且将平均扫描视图呈现作为所述航海图的铺覆。技术益处可以包括，随着时间的推移所收集的扫描数据可以更准确地检测对象及其位置，因为所述扫描数据可以确立对象的位置和大小，因为它是从船舶的不同位置、航向和取向扫描的。
18、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述系统将随着时间的推移所收集的扫描数据与所述航海图信息进行比较，以识别扫描数据中与所述航海图信息持续不同的部分。技术益处可以包括，随着时间的推移所收集的扫描数据可以更准确地检测对象及其位置，因为所述扫描数据可以确立对象的位置和大小，因为它是从船舶的不同位置、航向和取向扫描的。
19、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述短程距离传感器模块包括一个或多个激光雷达传感器和/或一个或多个短程雷达。技术益处可以包括应用可靠的传感器和/或雷达，这些传感器和/或雷达在恶劣的海洋环境中起作用，并且可以提供关于对象在其相应的检测区域中的存在、位置和运动的信息。
20、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述短程距离传感器模块包括一个或多个激光雷达传感器，所述激光雷达传感器提供激光雷达扫描数据。技术益处可以包括所述激光雷达传感器能够提供非常高分辨率的3d点云，这意味着它们可以非常精确地检测和测量对象的位置和大小。
21、可选地，在一些示例中，包括在至少一个优选示例中，所述激光雷达扫描数据是原始激光雷达数据，所述控制单元被配置为将所述原始激光雷达数据转换为具有概率和/或类值的2d网格地图，所述2d网格地图是所述扫描视图。技术益处可以包括将所述高分辨率原始激光雷达扫描数据转换为更紧凑的2d网格地图，并且需要更少的数据，从而在处理激光雷达扫描数据时对处理器能力的需求也降低。
22、根据本专利技术的第二方面，一种船舶，其包括根据前述权利要求中任一项所述的船舶导航系统。本公开的第二方面可以寻求解决现有技术的缺点，特别是在低能见度下的船舶的导航和操纵的缺点。技术益处可以包括独立于能见度提供关于船舶的周围环境的实时信息，同时以直观的方式将信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于船舶(1)的船舶导航系统(100)，其包括：
2.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述扫描视图作为所述航海图信息的图形铺覆呈现在所述显示器(4)上。
3.根据权利要求2所述的船舶导航系统(100)，其中所述图形铺覆向操作员或船长提供有关所述扫描视图和所述航海图信息之间的差异的信息。
4.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述扫描数据存储在存储单元(15)中。
5.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述控制单元(8)被配置为确定由所述扫描数据提供的对象(50)。
6.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其还包括具有已知对象和/或扫描数据点的分类的对象数据库，所述控制单元(8)被配置为将所述扫描数据与所述对象数据库进行比较以确定与所述扫描数据基本上相似的对象。
7.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述控制单元(8)被配置为将所述扫描数据划分为分割的对象，所述控制单元被配置为在所述显示器(4)上以不同的图形形式呈现所述分割的对象。>
8.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中通过重新绘制所述铺覆或者添加其他几何指示和/或颜色来校正所述增强视图。
9.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述系统根据所述船舶的位置和取向随着时间的推移收集扫描数据，并且将平均扫描视图呈现为所述航海图的铺覆。
10.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述系统将随着时间的推移所收集的扫描数据与所述航海图信息进行比较，以识别所述扫描数据中与所述航海图信息持续不同的所述部分。
11.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中基于实时扫描数据通过逐步重新绘制所述增强视图来在所述增强视图中更新所扫描的静止对象。
12.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述控制单元被配置为区分所述扫描数据、所述航海图和所述增强视图，或者在所述显示器上将它们融合在一起。
13.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述短程距离传感器模块(5)包括一个或多个激光雷达传感器(6)和/或一个或多个短程雷达(6)。
14.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述短程距离传感器模块(5)包括一个或多个激光雷达传感器(6)，所述激光雷达传感器提供激光雷达扫描数据。
15.根据权利要求14所述的船舶导航系统(100)，其中所述激光雷达扫描数据是原始激光雷达数据，所述控制单元(8)被配置为将所述原始激光雷达数据转换为具有概率和/或类值的2D网格地图，所述2D网格地图是所述扫描视图。
16.一种船舶(1)，其包括根据权利要求1至15中任一项所述的船舶导航系统(100)。
17.一种船舶导航方法，其包括：
18.根据权利要求17所述的船舶导航方法，其还包括：
19.根据权利要求17和/或18所述的船舶导航方法，其还包括将所述扫描视图作为所述航海图信息的图形铺覆呈现在所述显示器上。
20.根据权利要求19所述的船舶导航方法，其还包括向操作员在所述图形铺覆上提供有关所述扫描视图和所述航海图信息之间的差异的信息。
...【技术特征摘要】
1.一种用于船舶(1)的船舶导航系统(100)，其包括：
2.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述扫描视图作为所述航海图信息的图形铺覆呈现在所述显示器(4)上。
3.根据权利要求2所述的船舶导航系统(100)，其中所述图形铺覆向操作员或船长提供有关所述扫描视图和所述航海图信息之间的差异的信息。
4.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述扫描数据存储在存储单元(15)中。
5.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述控制单元(8)被配置为确定由所述扫描数据提供的对象(50)。
6.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其还包括具有已知对象和/或扫描数据点的分类的对象数据库，所述控制单元(8)被配置为将所述扫描数据与所述对象数据库进行比较以确定与所述扫描数据基本上相似的对象。
7.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述控制单元(8)被配置为将所述扫描数据划分为分割的对象，所述控制单元被配置为在所述显示器(4)上以不同的图形形式呈现所述分割的对象。
8.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中通过重新绘制所述铺覆或者添加其他几何指示和/或颜色来校正所述增强视图。
9.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述系统根据所述船舶的位置和取向随着时间的推移收集扫描数据，并且将平均扫描视图呈现为所述航海图的铺覆。
10.根据权利要求1所述的船舶导航系统(100)，其中所述系统将随着时间的推移所收集的扫描数据与所述航海图信息进行比较，以...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳坦·贝尔根瓦尔，菲利普·安德烈亚松，
申请(专利权)人：沃尔沃遍达公司，
类型：发明
国别省市：
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