南通大地测绘有限公司高宝建获国家专利权
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龙图腾网获悉南通大地测绘有限公司申请的专利一种基于测绘用的无人船远程控制系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119024755B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411500597.6,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种基于测绘用的无人船远程控制系统是由高宝建;高嘉杰;刘国庆;高纯宇;高纯艳设计研发完成,并于2024-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于测绘用的无人船远程控制系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于测绘用的无人船远程控制系统,涉及无人船技术领域,该系统包括:环境感知模块、路径规划模块、远程控制模块以及自适应测绘参数模块;本发明通过集成高分辨率激光雷达和多光谱摄像头,实现了对周围环境的精准感知,包括水体颜色、水质、水下地形特征以及水流速度关键信息,这些信息被实时传输至路径规划模块,通过构建动态环境模型,并利用路径适应度评估公式进行全局路径规划,在航行过程中,能够根据局部环境变化,如突然出现的危险障碍物和水流急剧变化,通过局部路径调整公式和紧急情况路径评估公式,快速评估并调整当前路径,确保无人船能够避开危险区域。
本发明授权一种基于测绘用的无人船远程控制系统在权利要求书中公布了:1.一种基于测绘用的无人船远程控制系统,其特征在于,该系统包括:环境感知模块、路径规划模块、远程控制模块以及自适应测绘参数模块;所述环境感知模块:采用高分辨率激光雷达和多光谱摄像头进行环境感知,激光雷达通过发射激光束并接收反射信号,利用时间差确定目标物体的距离和位置,多光谱摄像头在不同光谱波段下拍摄获取多光谱图像,提取水体颜色、水质及水下地形特征的光谱信息,融合高分辨率激光雷达和多光谱摄像头获取的信息,传输给其他模块;所述路径规划模块:接收环境感知模块提供的三维信息和光谱信息,进行实时分析处理,并通过三维环境信息融合公式构建动态环境模型,依据动态环境模型根据任务目标的起始点及终点,利用路径适应度评估公式进行全局路径规划,生成路径方案,在无人船航行过程中,通过局部路径调整公式进行局部路径调整,来实时优化路径,无人船遇到突然出现的危险障碍物和水流急剧变化时,通过紧急情况路径评估公式,快速评估并调整当前路径,避开危险区域,根据调整后的路径,计算最优的航向角和速度值,并发送控制指令给无人船的导航系统,在完成调整后,持续对航行路径进行评估和优化;所述路径规划模块利用路径适应度评估公式进行全局路径规划,设路径,其中代表路径上的一个节点,路径长度计算公式为:,其中,表示节点和之间的欧氏距离,路径安全性评估值计算公式为:,其中,是路径上的最大水流速度,是水流速度的权重系数,是安全水深阈值,是路径上的最小水深,是水深的权重系数,是路径到最近障碍物的距离,是障碍物的权重系数,路径对障碍物的规避程度计算公式为:,其,是路径到最近障碍物的最小距离,是距离的权重系数,是路径方向与障碍物方向的夹角,表示夹角对规避程度的影响,是夹角的权重系数,综合起来,路径适应度评估公式为:,其中,、、分别是长度、安全性和障碍物规避程度的权重系数;所述路径规划模块通过局部路径调整公式进行局部路径调整,设无人船在时刻的位置为,目标位置为,设从当前位置到目标位置的向量为,无人船当前的速度向量为,环境中障碍物集合为,其中障碍物的位置为,定义无人船到障碍物的向量为,排斥力函数,其中,是无人船到障碍物的距离,是一个常数,无人船在时刻的局部路径调整向量通过公式计算,公式为:,其中,是目标吸引力系数,是障碍物的排斥力系数;所述路径规划模块通过紧急情况路径评估公式调整路径,路径总代价由从起始点到当前位置的实际代价和从当前位置到目标位置的估计代价组成:,实际代价计算公式为:,其中,表示从节点到节点的移动代价,估计代价的计算公式为:其中,是当前位置到目标位置的欧氏距离,表示考虑水流影响后的距离估计,表示考虑障碍物影响后的距离估计,是相应的权重系数;所述远程控制模块:采用无线通信技术如4G5G网络、卫星通信实现与无人船建立通信,获取无人船位置、状态和测绘数据,通过用户界面实时监控无人船状态信息和测绘数据,根据实际情况向无人船发送指令并执行操作;所述自适应测绘参数模块:收集环境信息和历史数据并预处理,选择测绘参数调整函数建立测绘参数与环境因素关系模型,当无人船进入新区域时,根据环境信息由模型输出的测绘参数进行作业。
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