本發明屬于車輛航行控制，尤其涉及一種車輛航行智能脫困系統、方法及汽車。

背景技術：

1、隨著汽車技術的飛速發展，汽車的功能和性能得到了極大的拓展和提升，近年來，越來越多的汽車開始具備水上航行的能力，這一創新不僅豐富了人們的出行方式，也為探索未知的水域世界提供了全新的可能。然而，水域環境的復雜性給汽車的水上航行帶來了諸多挑戰，如水下碰撞卡位、淤泥阻滯、螺旋槳受阻等困境，這些都對汽車的安全航行構成了嚴重威脅。

2、其中，水下碰撞卡位是汽車水上航行中常見的困境之一；由于水域中可能存在各種障礙物，如礁石、沉船等，汽車在航行過程中很容易與之發生碰撞，導致車輛被卡住無法動彈。此外，水域底部的地形復雜多變，汽車也可能因陷入淤泥或沙地而無法自拔。螺旋槳受阻則是另一個需要關注的問題；螺旋槳作為汽車水上航行的動力來源，一旦受到水草、漁網等物體的纏繞，就會導致動力下降甚至喪失，嚴重影響汽車的航行能力。針對這些挑戰，急需一種智能脫困方法來提高汽車在水域航行中的安全性和可靠性。

技術實現思路

1、為了解決上述問題，本發明提供了一種車輛航行智能脫困系統、方法及汽車，通過環境感知、數據分析、脫困策略制定、執行脫困操作以及實時反饋與調整等步驟，使汽車在水域復雜環境中，能夠自主識別并脫離水域航行中的各種困境。本發明具體通過如下技術方案實現：

2、一方面：提供了一種車輛航行智能脫困系統，所述系統包括環境感知模塊、數據分析模塊、脫困策略制定模塊、以及車輛控制模塊，其中：

3、所述環境感知模塊，用于通過車輛內的車載傳感器，實時獲取車輛周圍和水下的環境數據；

4、所述數據分析模塊，用于將實時獲取的車輛周圍和水下的環境數據，通過所述數據分析模塊內的智能算法進行處理和分析，判斷車輛是否陷入困境以及困境的具體類型；

5、所述脫困策略制定模塊，用于根據所述數據分析模塊得出的判斷結果，針對不同類型的困境制定相應的脫困策略；

6、所述車輛控制模塊，用于將所述數據分析模塊制定的脫困策略，轉化為車輛脫困控制指令，通過車輛控制系統執行車輛脫困控制指令。

7、進一步的，在所述車輛控制模塊中，包括有反饋單元和調整單元，其中：所述反饋單元，用于在車輛控制系統執行車輛脫困控制指令過程中，持續監測車輛的運行狀態和環境變化，并將監測結果反饋到所述數據分析模塊和所述脫困策略制定模塊中；所述調整單元，根據實際情況對脫困策略進行實時調整，以確保脫困操作的有效性和安全性。

8、進一步的，所述環境感知模塊，包括有聲納、雷達以及攝像頭，其中：聲納用于監測水下障礙物，收集數據傳輸給所述數據分析模塊；雷達用于監測水面障礙物，收集數據傳輸給所述數據分析模塊；攝像頭用于監測水面障礙物，收集數據傳輸給所述數據分析模塊。

9、進一步的，所述車輛航行智能脫困系統，還包括有前后點擊控制器、前后驅動電機、左右螺旋槳電機、航行控制器、整車控制器、陀螺儀以及浮囊，用于執行車輛控制模塊發出的車輛脫困控制指令，其中：

10、所述前后點擊控制器，分別用于接收車輛脫困控制指令控制前后驅動電機；

11、所述前后驅動電機，分別用于執行前后驅動電機扭矩的輸出；

12、所述左右螺旋槳電機，分別用于執行左右螺旋槳電機扭矩的輸出；

13、所述航行控制器，用于接收車輛脫困控制指令控制左右螺旋槳電機、浮囊浮力、以及處理陀螺儀數據；

14、所述整車控制器，用于控制車輪電機扭矩，處理航行控制器數據；

15、所述陀螺儀，用于監測車身姿態、采集車身姿態數據；

16、所述浮囊，用于通過調整浮囊浮力控制車輛姿態。

17、另一方面：提供了一種車輛航行智能脫困方法，運用于上述車輛航信智能脫困系統，所述方法包括：

18、步驟1：基于車載傳感器，實時獲取車輛周圍和水下的環境數據；

19、步驟2：將獲取的車輛周圍和水下的環境數據，通過智能算法進行處理和分析，判斷車輛困境的具體類型；

20、步驟3：根據困境的具體類型，針對不同類型的困境制定相應的脫困策略；

21、步驟4：將脫困策略轉化為車輛脫困控制指令，通過車輛控制系統執行車輛脫困控制指令。

22、進一步的，在步驟1，所述基于車載傳感器，實時獲取車輛周圍和水下的環境數據中，所述車載傳感器，包括但不限于聲吶傳感器、雷達傳感器、攝像頭傳感器、陀螺儀、以及激光雷達傳感器等；所述車輛周圍和水下的環境數據，包括但不限于車身姿態、水面漂浮物、水下障礙物、以及螺旋槳轉速等，為后續的數據分析和脫困策略制定提供基礎數據支撐。

23、進一步的，在步驟2中，所述智能算法，包括機器學習算法、深度學習算法；通過所述智能算法對所述環境數據進行訓練和優化，提高判斷的準確性和可靠性；所述困境的具體類型，包括水下碰撞卡位、水下淤泥阻滯、螺旋槳因漂浮物阻礙產生非預期的動力減弱、以及螺旋槳因漂浮物阻礙產生非預期的動力丟失中的至少一種。

24、進一步的，在步驟3中，所述根據判斷結果，針對不同類型的困境制定相應的脫困策略，其在制定所述相應的脫困策略過程中，需考慮車輛的動力性能、水中姿態以及當前的環境條件等因素；所述針對不同類型的困境制定相應的脫困策略，包括：

25、水下碰撞卡位的脫困策略，通過控制車輛兩邊浮囊的浮力以調整車身姿態，對已觸碰到的位置通過輕微上浮車身來避開卡位點實現脫困；

26、水下淤泥阻滯的脫困策略，通過智能扭矩分配系統來具體分配受困車輪的驅動電機扭矩，與此同時航行控制器接收到聲吶發送的淤泥阻滯困境識別信號，控制螺旋槳轉速提升以獲得更大的推動力幫助脫困；

27、螺旋槳因漂浮物阻礙產生非預期的動力減弱或丟失的脫困策略，此時螺旋槳轉速降低或為0，當轉速降低為0時，航行控制器接收到螺旋槳電機堵轉故障信號，控制螺旋槳電機不再輸出扭矩，此時整車控制器接收到螺旋槳電機狀態反饋信號后，控制前后車輪驅動電機輸出扭矩以獲得微弱的水上行駛能力以避免螺旋槳滯留在水中，實現脫困。

28、進一步的，在步驟4中，所述車輛脫困控制指令，包括調整航行螺旋槳的輸出功率、切換驅動模式、調整浮囊狀態、調整車身姿態等，其中，所述切換驅動模式，包括螺旋槳電機切換為車輪電機。

29、進一步的，在步驟4中，所述在通過車輛控制系統執行車輛脫困控制指令過程中，還包括：

30、持續實時監測并獲取車輛的運行狀態和環境變化；

31、根據實際情況對脫困策略進行實時調整，確保脫困操作的有效性和安全性，直至車輛完成脫困。

32、再一方面：提供了一種汽車，所述汽車中包括上述車輛航行智能脫困系統。

33、與現有技術相比，本發明具有如下優點：

34、本發明的汽車航行智能脫困的實現方法，通過智能感知、分析、決策和執行，使汽車能夠自主識別并脫離水域航行中的各種困境，顯著提高了汽車在水域航行中的安全性和可靠性。同時，該方法具有廣泛的適用性，可應用于各種具備水上航行能力的汽車上，為汽車航行技術的發展提供了有力的支持。

35、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。