一种全垫升气垫船航路点导引控制方法
专利汇可以提供一种全垫升气垫船航路点导引控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供的是一种全垫升 气垫船 航路点 导引控制方法。(1)测得气垫船当前的 位置 信息， 船舶 的艏向、回转率、横摇 姿态 信息；(2)结合气垫船的当前位置和目标位置，给定航路点；(3)LOS导引系统综合航路点坐标(xk,yk)和气垫船的当前位置(x(t),y(t))，计算出航迹 跟踪 的导引点PLOS(xlos,ylos)；(4)根据气垫船的当前位置与导引点坐标计算出期望艏向 角 ψd，并与气垫船当前艏向角ψ比较，将二者之差Δψ＝ψd-ψ作为PID 控制器 的输入；(5)PID控制器控制气垫船向着导引点航行；(6)切换。本发明实现了全垫升气垫船的航迹控制，可以减轻驾驶人员的工作强度和精神负担，提高气垫船航行的 稳定性 和安全性。，下面是一种全垫升气垫船航路点导引控制方法专利的具体信息内容。
1.一种全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是：
步骤一：通过DGPS、雷达组成的位置参考系统测得气垫船当前的位置信息，通过姿态传感器，电罗经组成的姿态传感系统测得船舶的艏向、回转率、横摇姿态信息；
步骤二：结合气垫船的当前位置和目标位置，给定航路点；
步骤三：LOS导引系统综合航路点坐标(xk,yk)和气垫船的当前位置(x(t),y(t))，计算出航迹跟踪的导引点PLOS(xlos,ylos)；
步骤四：根据气垫船的当前位置与导引点坐标计算出期望艏向角ψd，并与气垫船当前艏向角ψ比较，将二者之差Δψ＝ψd-ψ作为PID控制器的输入；
步骤五：PID控制器结合海风、海浪环境干扰控制气垫船向着导引点航行；同时，气垫船实时将当前的位置信息反馈给LOS导引系统，将当前的艏向角反馈给步骤五的艏向角比较环节与期望艏向角进行比较；
步骤六：根据两段期望路径的夹角大小，计算出切换半径与切换速度，以当前期望路径末端航路点为圆心，以切换半径为半径画圆，当气垫船进入圆的范围内就切换为对下一段期望路径的跟踪，同时在圆内以计算出的切换速度进行回转。
2.根据权利要求1所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是：对获取的当前的位置信息、姿态信息进行滤波处理和时空对准。
3.根据权利要求1或2所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是所述根据气垫船的当前位置与导引点坐标计算出期望艏向角ψd的方法为：
以气垫船的实时位置(x(t),y(t))为圆心，以一定长度R为半径画圆，若该圆跟与垂线夹角为αk的期望路径相交，所产生的两个交点中，取离下一个航路点即点Pk+1(xk+1,yk+1)路程最短的交点为导引点PLOS(xlos,ylos)，即航向跟踪的期望位置，导引点PLOS满足方程组：
经计算得导引点PLOS的坐标为：
其中，
Δy＝yk+1-yk
Δx＝xk+1-xk
从而得到期望艏向ψd：
ψd＝atan2(ylos-y,xlos-x)。
4.根据权利要求1或2所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是所述根据气垫船的当前位置与导引点坐标计算出期望艏向角ψd的方法为：
以气垫船的实时位置(x(t),y(t))为圆心，以一定长度R为半径画圆，若圆与期望路径没有交点，从气垫船的实时位置向期望路径作垂线，取位于参考路径上垂点与下一个航路点Pk+1(xp,i+1,yp,i+1)之间的并与垂点相距Δ长度的点为导引点；若圆与期望路径存在交点时，则按如下过程：
垂点位置符合以下的方程组：
其中：
Δx＝xp,i+1-xp,i
Δy＝yp,i+1-yp,i
设以垂点为起点，以气垫船实时位置为终点的距离向量 为：
其方向上的单位向量 为：
通过计算得到期望艏向角ψd：
5.根据权利要求1或2所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是所述当气垫船进入圆的范围内就切换为对下一段期望路径的跟踪的切换条件为：
其中，(x(t),y(t))——气垫船实时位置，
(xk+1,yk+1)——第k段参考路径末端航路点，
Rk+1——第k个航路点切换半径，
切换半径与切换航速具体表达式为：
其中，R(α)、v(α)——切换半径、切换航速
Rmax、Rmin——切换半径上下限，
vmax、vmin——切换航速上下限，
α——两段相连参考路径夹角，
σ、σR——比例系数。
6.根据权利要求3所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是所述当气垫船进入圆的范围内就切换为对下一段期望路径的跟踪的切换条件为：
其中，(x(t),y(t))——气垫船实时位置，
(xk+1,yk+1)——第k段参考路径末端航路点，
Rk+1——第k个航路点切换半径，
切换半径与切换航速具体表达式为：
其中，R(α)、v(α)——切换半径、切换航速
Rmax、Rmin——切换半径上下限，
vmax、vmin——切换航速上下限，
α——两段相连参考路径夹角，
σ、σR——比例系数。
7.根据权利要求4所述的全垫升气垫船航路点导引控制方法，其特征是所述当气垫船进入圆的范围内就切换为对下一段期望路径的跟踪的切换条件为：
其中，(x(t),y(t))——气垫船实时位置，
(xk+1,yk+1)——第k段参考路径末端航路点，
Rk+1——第k个航路点切换半径，
切换半径与切换航速具体表达式为：
其中，R(α)、v(α)——切换半径、切换航速
Rmax、Rmin——切换半径上下限，
vmax、vmin——切换航速上下限，
α——两段相连参考路径夹角，
σ、σR——比例系数。
一种全垫升气垫船航路点导引控制方法
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具体实施方式
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