一種無人水面艇自動避障裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水域信息測繪領(lǐng)域，特別是涉及一種無人水面艇自動避障裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無人水面艇(unmanned surface vessel，USV)，是一種無人操作的水面艦艇，主要用于在各種水域執(zhí)行危險以及不適于有人船只執(zhí)行的任務(wù)。
[0003]無人水面艇在其設(shè)計中，除了要滿足遠程控制的要求，還要具有在面對各種臨場環(huán)境自動應(yīng)對的能力，其中，自動避障的能力是無人水面艇保證自身安全的重要保證。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，無人水面艇一般都是通過設(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)來識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)定對于所述障礙物的繞避航線，以避免碰撞。
[0005]發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的自動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)來重新設(shè)定對于所述障礙物的繞避航線時，會由于數(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所采取的操控方式不夠合理，容易發(fā)生水面無人艇的碰撞或側(cè)翻事故。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種無人水面艇自動避障裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水面無人艇在避讓障礙物時容易發(fā)生碰撞事故或側(cè)翻事故的技術(shù)問題。
[0007]本實用新型實施例提供了一種無人水面艇自動避障裝置，包括:
[0008]導(dǎo)航地圖存儲單元、雷達單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元、GPS單元、環(huán)境建模單元、慣性測量單元頂U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單元分別采集的實時環(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?。?br>[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人水面艇行為，以使所述無人水面艇沿所述繞避路徑行進的決策指令。
[0012]優(yōu)選的，在本實用新型實施例中，所述無人水面艇行為包括:
[0013]所述無人水面艇的行駛方向調(diào)整、行駛速度調(diào)整和/或無人水面艇的位姿調(diào)整中的一種或任意組合。
[0014]優(yōu)選的，在本實用新型實施例中，所述像數(shù)據(jù)獲取單元包括:
[0015]照相機、視頻攝錄機、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，在本實用新型實施例中，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)作無人水面艇中設(shè)有的雷達單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元和GPS單元所分別采集的實時環(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時環(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，在本申請中，首先通過雷達單元、圖像數(shù)據(jù)獲取單元和GPS單元多種設(shè)備來采集實時環(huán)境數(shù)據(jù)；由于通過雷達單元和/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GPS單元可以獲取無人水面艇的當(dāng)前位置和速度數(shù)據(jù)，此外，通過MU單元，還可以獲取無人水面艇的當(dāng)前自身位姿數(shù)據(jù)；因此，通過環(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)境模型來設(shè)定用于避讓障礙物的繞避路徑，接著，通過指令生成單元生成決策指令來控制無人水面艇沿繞避路徑行進以避讓障礙物。由于本申請中采用了多種實時環(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法進行圖像采集的情況下，通過雷達單元的數(shù)據(jù)來進行繞避路徑的生成;此外，在本申請中，通過建立環(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)無人水面艇的當(dāng)前位置、速度和自身位姿來生成可以通行的繞避路徑，這樣，指令生成單生成控制無人水面艇行為的決策指令時，就會根據(jù)無人水面艇的當(dāng)前速度、方向和位姿來做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，避免只是單純的方向調(diào)整造成無人水面艇動作調(diào)整失誤所造成的碰撞或側(cè)翻等事故。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本申請中所述無人水面艇自動避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本申請中所述無人水面艇自動避障裝置的又一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0024]為了能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中水面無人艇在避讓障礙物時容易發(fā)生碰撞事故或側(cè)翻事故的技術(shù)問題，再本申請中提供了一種無人水面艇自動避障裝置，如圖1所示，包括:
[0025]導(dǎo)航地圖存儲單元101、雷達單元102、圖像數(shù)據(jù)獲取單元103、GPS單元104、環(huán)境建模單元105、慣性測量單元頂