船舶航行的控制方法、装置和系统的制作方法.docx

船舶航行的控制方法、装置和系统的制作方法船舶航行的控制方法、装置和系统的制作方法本发明公开了一种船舶航行的控制方法、装置和系统其中，该系统包括：信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行采用本发明，解决了现有技术中的获取的船舶的目标航线准确性差的问题，实现了自动准确地生成船舶的目标航线的效果专利说明】船舶航行的控制方法、装置和系统【技术领域】 [0001]本发明涉及船舶控制领域，具体而言，涉及一种船舶航行的控制方法、装置和系统背景技术】 [0002]一般在海上航行的船舶都要有航线，并且船舶的目标航线是随时变化的，这条航线画在海图需要考虑海底的情况及水深还有其他的情况，比如，这块水域是军事专用的，一般的船舶就要绕开它航行 [0003]船舶在航行时可能根据天气或者海域情况对航线进行调整，但是现有技术中的电子海图人工绘制航线，效率低、准确性低，且为了应对气象条件而对航线优化功能也不完善，在航行过程中操舵技术为了保持精度，也会出现操舵过多的情况，操舵过多导致能量消耗大。

[0004]针对现有技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案发明内容】 [0005]针对相关技术中获取的船舶的目标航线准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种船舶航行的控制方法、装置和系统，以解决上述问题 [0006]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种船舶航行的控制系统，该系统包括:信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行 [0007]进一步地，航线子系统包括:第一控制器，与信息采集装置连接，用于获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数，在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数。

[0008]进一步地，航线子系统还包括:第二控制器，与第一控制器连接，用于按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本，确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本 [0009]进一步地，导航设备包括:GPS装置；信息采集装置与GPS装置连接，用于实时采集GPS装置获取的船舶的位置；船舶控制子系统包括:电子海图与信息子系统，分别与信息采集装置和航线子系统连接，用于使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线，在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；舵装置，与电子海图与信息子系统连接，用于根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令，使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同 [0010]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种船舶航行的控制方法，该方法包括:采集导航设备的导航信息；根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合；将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。

[0011]进一步地，根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合包括:获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数；在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数 [0012]进一步地，将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线包括:按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本；确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本 [0013]进一步地，基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行包括:实时采集导航设备的GPS装置获取的船舶的位置；使用船舶的位置和船舶的目标航线确定船舶是否偏离船舶的目标航线；在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向；根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令；使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。

[0014]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种船舶航行的控制装置，该装置包括:采集模块，用于采集导航设备的导航信息；获取模块，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合；确定模块，用于将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；控制模块，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行 [0015]进一步地，获取模块包括:第一获取子模块，用于获取船舶的属性信息确定船舶的航行参数；查找模块，用于在数据库中查找符合采集到的导航信息、船舶航行时的海况信息和航行参数的预设航线，得到航线集合；其中，数据库中保存有多条预先建立的预设航线，船舶的航行参数包括船舶航行时的航线航道宽度、转弯半径以及船舶速度损耗系数 [0016]进一步地，确定模块包括:第一计算模块，用于按照预设航行指标计算航线集合中各个预设航线的航行成本；确定子模块，用于确定航线集合中航行成本最低的预设航线为船舶的目标航线，其中，航行成本包括时间成本、燃油成本以及安全成本 [0017]进一步地，控制模块包括:采集子模块，用于实时采集导航设备的GPS装置获取的船舶的位置；判断模块，用于使用船舶的位置和船舶的目标航线判断船舶是否偏离船舶的目标航线；第二计算模块，用于在船舶偏离船舶的目标航线的情况下，获取船舶的目标航行方向，并根据船舶的目标航行方向计算航行操纵设备的舵的目标舵角，生成目标舵角的舵令；控制子模块，用于使用舵令控制航行操纵设备的舵，以使航行操纵设备的舵的实际舵角与目标舵角相同。

[0018]采用本发明实施例，航线子系统根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息确定航线集合，并通过预设航行指标和预先获取的航行条件确定最优的船舶的目标航线，然后控制船舶航行在该航线上在该实施例中，航线子系统可以自动生成船舶的目标航线，并且生成的船舶的目标航线参考了船舶航行时的海况信息，生成的船舶的目标航线准确，解决了现有技术中的获取的船舶的目标航线准确性差的问题，实现了自动准确地生成船舶的目标航线的效果专利附图】【附图说明】 [0019]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定在附图中: [0020]图1是根据本发明实施例的船舶航行的控制系统的框图； [0021]图2是根据本发明实施例的一种可选的船舶航行的控制系统的框图； [0022]图3是根据本发明实施例的船舶航行的控制方法的流程图；以及 [0023]图4是根据本发明实施例的船舶航行的控制装置的示意图具体实施方式】 [0024]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围 [0025]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元 [0026]图1是根据本发明实施例的船舶航行的控制系统的框图，如图1所示该系统可以包括:信息采集装置10、航线子系统30以及船舶控制系统50 [0027]其中，信息采集装置，与导航设备连接，用于采集导航设备的导航信息；航线子系统，与信息采集装置连接，用于根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息获取航线集合，并将航线集合中符合预设航行指标和预先获取的航行条件的航线确定为船舶的目标航线；船舶控制子系统，与航线子系统连接，用于基于船舶的目标航线控制航行操纵设备，以使船舶按照船舶的目标航线航行。

[0028]采用本发明实施例，航线子系统根据船舶的属性信息、采集到的导航信息和船舶航行时的海况信息确定航线集合，并通过预设航行指标和预先获取的航行条件确定最优的船舶的目标航线，然后控制船舶航行在该航线上在该实施例中，航线子系统可以自动生成船舶的目标航线，并且生成的船舶的目标航线参考了船舶航行时的海况信息，生成的船舶的目标航线准确，解决了现有技术中的获取的船舶的目标航线准确性差的问题，实现了自动准确地生成船舶的目标航线的效果 [0029]上述实施例中的导航设备可以包括:雷达、GPS装置、AIS装置等其中，GPS装置，即 Global Posit1ning System 为全球定位系统；AIS 装置，即(Automatic Identificat1nSystem)为船舶自动识别系统 [0030]下面结合附图2详细介绍本发明实施例，如图2所示，系统的航行决策辅助系统(即上述实施例中的航线子系统30)中还可以包括岸基支持系统31、船端航海专家系统(图中未示出)和最佳航线设计系统(图中未示出，该系统可以在电子海图上实现)通过该航线子系统可以根据天气海况(即上述实施例中的海况信息)、运营需求(即上述实施例中的预先获取的航行条件)和船舶自身状态(即上述实施例中的船舶的属性信息)确定最佳航线，实现节能减排。

其中，岸基支持系统提供气象、电子海图及经验航线等信息供船端根据所需下载使用 [0031]上述实施例中的船舶控制子系统50可以包括罗经(图中未示出)、自动操舵仪(图中未示出)及电子海图与信息子系统51，其通过信息采集接口及处理系统(即上述实施例中的信息采集装置)采集到的导航信息确定控制信号，然后控制船舶的操纵设备如图2示出的船舶控制子系统还可以包括船舶检测和管理设备53、船舶控制台54以及综合信息显示设备52该实施例中的航线子系统(即航行决策辅助系统)与海图数据中心，海况预报中心等多种数据源连接，接收、存储并汇总各类航线数据，并基于这些数据得到目标航线 [0032]在上述实施例中的航行操纵设备即自动操舵仪该自动操舵仪上有罗经复示器 [0033]上述的船。