寻岸导航方法、装置、控制终端及存储介质与流程

1.本发明涉及导航寻路领域，尤其涉及一种寻岸导航方法、装置、控制终端及存储介质。


背景技术：

2.在水产养殖劳动力成本都不断上涨的情况下，为了能有效地减少虾类养殖过程中的劳动力使用量，降低劳动力成本，水产养殖机器人在养殖过程不放水和无人看管的情况下，通过对工作环境进行建图，智能规划路径，结合相应传感器对机器人行走距离与转过角度进行检测并完成自主导航，针对不同的工作场景全方位全自动完成自适应智能投喂，水体清洁清淤，水质监测等虾塘养殖任务。在为虾塘抛料时，就需要机器人可以自主稳定的按照既定路线进行抛料，但是现有技术并不能很好的保证机器人的稳定，并且因为各种环境原因，使得导航方法并不准确。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种寻岸导航方法，应用于水上行驶设备，所述水上行驶设备一侧设置有多个传感器，另一侧设置有抛料器，该方法包括：
4.控制水上行驶设备根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边；
5.实时接收所述多个传感器反馈的传感信息；
6.根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令，使得所述水上行驶设备沿岸航行。
7.进一步的，所述多个传感器包括第一传感器、第二传感器和第三传感器；
8.所述第一传感器设置于所述水上行驶设备的头部，且探测方向朝向第一侧面，用于探测所述水上行驶设备第一侧面方向上的障碍物，所述第二传感器设置于所述水上行驶设备头部且探测方向朝向第二侧面，用于探测所述水上行驶设备第二侧面前方的障碍物，所述第三传感器设置于水上行驶设备尾部且探测方向朝向第二侧面，用于探测所述水上行驶设备第二侧面后方的障碍物。
9.进一步的，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令包括：
10.若通过所述第一传感器探测到障碍物，则按照第一预设方向和第一预设角度原地转向；
11.若通过所述第一传感器没有探测到障碍物，则判断所述第二传感器和所述第三传感器是否探测到障碍物；
12.若通过所述第二传感器探测到障碍物且第三传感器探测到障碍物，则按照所述第一预设方向和第二预设角度前进转弯；
13.若通过所述第二传感器探测到障碍物且所述第三传感器没探测到障碍物，则按照所述第一预设方向和第三预设角度前进转弯；
14.若通过所述第二传感器未探测到障碍物且所述第三传感器探测到障碍物，则保持当前方向前进；
15.若通过所述第二传感器未探测到障碍物且所述第三传感器未探测到障碍物，则按照第二预设方向和第二预设角度前进转弯；
16.所述第一预设方向和所述传感器所安装一侧的方向相反，所述第二预设方向和所述传感器所安装一侧的方向相同。
17.进一步的，所述第一预设角度大于所述第三预设角度，所述第三预设角度大于所述第二预设角度。
18.进一步的，每个所述传感器设置有触发阈值；根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置包括：
19.根据所述传感信息，判断探测到的障碍物是否在所述触发阈值之内；
20.若在，则确定所述传感器所对位置存在障碍物；
21.若不在或没有探测到障碍物，则确定所述传感器所对位置不存在障碍物。
22.进一步的，所述多个传感器还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器设置在船头；
23.控制所述水上行驶设备根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边之后，还包括：
24.通过所述激光测距传感器探测所述水上行驶设备前方的障碍物距离，若前方障碍物距离小于预设距离，控制所述水上行驶设备按照所述第一预设方向偏转前进，直至所述前方障碍物距离大于所述预设距离，以使得船体和岸边平行。
25.进一步的，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器均为超声波传感器；
26.各个超声波传感器以预设安装倾角设置于所述水上行驶设备的船体上，安装位置高于水平面，使得各个所述超声波传感器的竖直波束角下边缘和水平面平行。
27.进一步的，本技术还提供一种寻岸导航装置，应用于水上行驶设备，所述水上行驶设备一侧设置有多个传感器，另一侧设置有抛料器，该装置包括：
28.启动模块，用于控制水上行驶设备根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边；
29.接收模块，用于实时接收所述多个传感器反馈的传感信息；
30.控制模块，用于根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令，使得所述水上行驶设备沿岸航行。
31.进一步的，本技术还提供一种控制终端，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的寻岸导航方法。
32.进一步的，本技术还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行所述的寻岸导航方法。
33.本发明实施例公开了一种寻岸导航方法、装置、控制终端及存储介质，应用于水上行驶设备，所述水上行驶设备一侧设置有多个传感器，另一侧设置有抛料器，该方法包括：控制抛料船根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边；实时接收所述多个传感器反馈的传感信息；根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令，使得所述抛料船沿岸航行。保障了
抛料船可以以一个稳定的方向，沿着岸边进行抛料行走，同时实现自动避障和路径纠正，避免故障，降低了风险。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
35.图1示出了本技术实施例一种寻岸导航方法流程示意图；
36.图2示出了本技术实施例一种抛料船上传感器的安放位置示意图；
37.图3示出了本技术实施例一种传感器安置角度示意图；
38.图4示出了本技术一种寻岸导航装置结构示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中附图，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实施例，而不是全部的实施例。
40.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
42.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
44.本技术的技术方案可以应用在如虾塘、鱼塘等具有边界的水域区域的水上行驶设备上，该水上行驶设备可以是传统的抛料船，或者水上行走机器人、抛料小艇等，主要是提供自动化的寻岸导航功能，使得抛料船或者抛料机器人可以沿着水域岸边环行进行抛料，同时避免搁浅、路线歪曲和碰撞。接下来以具体实施例来解释本技术的技术方案。
45.实施例1
46.如图1所示，本实施例一种寻岸导航方法包括以下步骤：
47.步骤s100，控制所述水上行驶设备根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边。
48.本技术实施例中，该水上行驶设备以抛料船为例进行说明解释。该抛料船上设置有多个传感器，因为是沿着岸边进行寻岸导航，因此对于抛料船来讲，只会有一个侧边朝着岸边，另一侧边会朝着池塘中心，所以可以只在抛料船的一侧设置传感器，以用于探测岸边，另一侧设置抛料器，以进行抛料作业。
49.在进行抛料作业开始，抛料船会需要离开船坞，然后根据预设的方向进行偏转，例如传感器设置在船体左侧，则意味着船体需要进行顺时针的寻岸导航，若船坞出口对着池塘中心，则对于该抛料船来讲，离开船坞时会先向左转，使得设置有抛料器的一侧朝向池塘中心，设置有传感器的一侧朝向岸边。本实施例中，以在船体左侧设置传感器为例进行说明。可以理解，若传感器设置在船体右侧，原理类似，故不再重复描述。
50.具体的，在一个可选的方案中，传感器的设置可以如图2所示，在抛料船100上可以设置至少3个传感器，分别是第一传感器110、第二传感器120和第三传感器130。
51.所述第一传感器110设置于船头且探测方向朝向第一侧面，用于探测所述水上行驶设备第一侧面方向上的障碍物，所述第二传感器120设置于船头且探测方向朝向第二侧面，用于探测所述水上行驶设备第二侧面前方的障碍物，所述第三传感器130设置于船尾且探测方向朝向第二侧面，用于探测所述水上行驶设备第二侧面后方的障碍物。上述第一侧面为该抛料船的前侧，第二侧面可以为左侧或者右侧。
52.具体的，第一传感器110设置于船首左侧方位置，并朝向船首前方，以探测抛料船左前方的障碍物距离。
53.第二传感器120也设置于船首位置，但是区别于第一传感器110，是设置于船首左侧面，朝向船体的左侧面方向，以探测抛料船100左前侧方向的障碍物距离。
54.第三传感器130设置于船尾位置，类似于第二传感器120，其设置于船尾侧面，朝向船体的侧面方向，以探测抛料船100左后侧的障碍物距离。
55.其中，这三个传感器可以是超声波传感器、二维扫描型激光雷达、单线tof测距传感器等。
56.本实施例以超声波传感器为例，为了避免因为超声波打到水面的反射引起误判，因此超声波传感器最好是具有竖直波束角窄而水平波束角宽的传感器，并且将超声波传感器按照一定倾角安放，使得竖直波束角下边缘和水片平行，以避免探测到水面的障碍物。
57.例如图3所示的超声波传感器设置示意图。
58.超声波传感器以和水平面一定的倾角θ2设置，使得超声波传感器是朝向上方发射探测声波的，这样调整的该超声波传感器竖直波束角的下边缘，使得该波束角下边缘和水平面平行，这样超声波传感器在工作时，就不会探测到水面，将水面识别为障碍物，而岸边高于水面，则超声波探测器还是可以探测到岸边的，其中θ2可以根据θ1进行设置，进行相应调整。
59.步骤s200，实时接收所述多个传感器反馈的传感信息。
60.结合步骤100中的记载，根据超声波传感器反馈的传感信息，可以确定船体朝向岸边一侧的障碍物距离，即船体距离岸边的距离，为了保证抛料船行驶的稳定，会需要保证抛料船和岸边保持一定距离，因此会对传感器的探测范围进行限制，例如需要保持抛料船和岸边保持的大约1.5米的距离进行抛料，则可以设置传感器的感应距离为1.5米，在1.5米内感应到的障碍物为有效障碍物，若在1.5米外感应到的障碍物，则不算有效障碍物。
61.作为一种可选的方案，在船头还可以设置一个激光测距传感器，该传感器设置于船头中央，用于探测抛料船前方的障碍物距离。
62.因此在步骤s100之后，还可以根据该激光测距传感器进行粗略的船体位置调整，当探测到若前方障碍物距离小于预设范围，控制所述抛料船按照所述第一预设方向偏转前进，直至所述前方障碍物距离大于所述预设范围，以使得船体和岸边尽可能的平行。
63.其中，这里的预设范围和上述超声波传感器的感应距离不同，依旧以1.5米的感应距离为例，则上述预设范围可以是k*1.5，该k值为阈值系数，范围可以是1至2，代表该激光测距传感器的有效避障距离是高于上述超声波传感器的感应距离的，即激光测距传感器可以先与超声波传感器探测到障碍物。
64.当激光测距传感器探测到若前方障碍物距离小于预设范围时，则代表船头和岸边的距离正在接近，意味着整艘船也在接近岸边，也意味着船头朝向岸边，船身没有和岸边平行，因此需要按照预设方向继续偏转前进，来调整船体方向，在本实施例中，因为传感器设置在左侧，所以需要控制船朝右转弯，直至前方所能探测到的距离大于预设的范围，则认为船体和岸边差不多是平行的，船的前方是没有障碍物的，可以进行接下来的沿岸航行和抛料作业。
65.步骤s300，根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令，使得所述水上行驶设备沿岸航行。
66.第一传感器可以探测船体左前方的障碍物，因为池塘为环形，所以相较于设置于中央的激光探测器，第一传感器更容易探测到左前方的岸边边缘。
67.第二传感器和第三传感器则分别探测船体左侧是否探测到了岸边，根据这三个探测器所探测到的结果的不同，以控制抛料船进行不同的运动。
68.具体而言，若通过所述第一传感器探测到障碍物，则按照第一预设方向和第一预设角度原地转向。
69.若第一传感器没有探测到障碍物，则进一步判断所述第二传感器和所述第三传感器是否探测到障碍物；
70.若第二传感器探测到障碍物且第三传感器探测到障碍物，则按照所述第一预设方向和第二预设角度前进转弯；
71.若第二传感器探测到障碍物且所述第三传感器没探测到障碍物，则按照所述第一预设方向和第三预设角度前进转弯；
72.若第二传感器未探测到障碍物且所述第三传感器探测到障碍物，则保持当前方向前进；
73.若所述第二传感器未探测到障碍物且所述第三传感器未探测到障碍物，则按照第二预设方向和第二预设角度前进转弯；
74.其中第一预设方向和所述传感器所安装一侧的方向相反，第二预设方向和传感器所安装一侧的方向相同。
75.因为本实施例的传感器设置在左边，所以第一预设方向为右边，第二预设方向为左边。
76.其中，第一预设角度大于第三预设角度，第三预设角度大于第二预设角度。例如第一角度为30至45度，第三预设角度可以是15至30度之间的角度，第二预设角度为0至15度之
间的角度。
77.例如，第一传感器在感应距离内检测到了障碍物，则意味着左前方检测到了岸边，继续直行可能搁浅，因此要将船朝池塘中心方向，也就是朝着船的右方向转一定角度，为了保证不会在转弯过程中触及岸边，使用保守的原地转向。
78.当第一传感器没有探测到岸边时，则代表前方一段距离直行不容易搁浅，则可以继续直行，并根据第二传感器和第三传感器的探测结果进行调整。
79.当第二传感器和第三传感器都检测到障碍物，意味着船体和岸边基本平行，则这种状态下，可以按照既定的角度继续进行沿岸航行，因此可以以最小幅度也就是第二预设角度进行右转。
80.当第二传感器检测到障碍物而第三传感器没检测到障碍物，则代表船体左前方更靠近岸边，船的航行角度偏左，需要向右调整，因此需要按照大于第二预设角度的第三预设角度进行右转，以纠正偏斜。
81.当第二传感器未探测到障碍物且所述第三传感器探测到障碍物，则代表船体的航行角度过于朝向池塘中心，但是还没有离开岸边太远，因此不需要继续右转，通过直线前进，可以使得船体找到岸边。
82.当第二传感器和第三传感器都没有探测到障碍物，则代表船距离岸边太远，此时需要纠正航向，因此需要朝向岸边形式，即在本实施例中为朝向左边行驶，同时考虑到池塘为环形，所以这里朝左航行的角度也不需要太大，避免纠正过头，因此按照最小的角度进行转向即可。
83.在执行完抛料工作后，还可以按照预设引导程序，引导抛料船回到船坞，具体如何引导和船坞设计相关，可参见相关文献，这里就不展示描述。
84.由此，根据上述三个传感器的传感探测结果，可以动态保持抛料船和岸边的平行状态和相对距离，在过近或者过远时可以纠偏，在行进角度不对时也可以进行纠正，使得抛料船可以沿着岸边一定距离，稳定的航行，并朝向池塘中心方向进行饵料的抛洒，使得整个抛料的过程是自动化、智能化的，是可以自我纠正引导的，可以应对因为机器控制的误差，或者因为环境因素带来的误差，保证抛料船的安全可靠的工作，保障了抛料船可以以一个稳定的方向，沿着岸边进行抛料行走，同时实现自动避障和路径纠正，避免故障，降低了风险。
85.实施例2
86.本技术还提供一种寻岸导航装置，如图4所示，应用于抛料船，所述抛料船一侧设置有多个传感器，另一侧设置有抛料器，该装置包括：
87.启动模块10，用于控制抛料船根据预设偏转方向偏转，使得抛料器一侧朝向池塘中心，传感器一侧朝向岸边；
88.接收模块20，用于实时接收所述多个传感器反馈的传感信息；
89.控制模块30，用于根据不同位置的传感器反馈的传感信息确定障碍物位置，根据所述障碍物位置，确定当前的行动指令，使得所述抛料船沿岸航行。
90.进一步的，本技术还提供一种控制终端，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的寻岸导航方法。
91.进一步的，本技术还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程
序在处理器上运行时执行所述的寻岸导航方法。
92.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
93.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
94.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
95.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。