CN108089206A - 基于无人船的船舶自动加油系统及船舶自动加油方法 - Google Patents

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丁玲
邓卓明
叶刚
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers

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Abstract

本发明提供一种基于无人船的船舶自动加油系统及船舶自动加油方法，涉及无人船控制技术领域，其包括一个或多个码头端设备，每个码头端设备配备一艘或多艘无人船，各船舶安装船舶端设备，所述码头端设备能够接收到各船舶端设备的燃油不足告警信息，码头端设备控制无人船对船舶实现自动加油，并自动返航。消除传统加油方式的不足，让船舶加油更加便利、高效和节省人力。

Description

基于无人船的船舶自动加油系统及船舶自动加油方法
技术领域
本发明涉及无人船控制技术领域，具体涉及一种基于无人船的船舶自动加油系统及船舶自动加油方法。
背景技术
由于以燃油为动力的船舶加油时,需要船舶抛锚或停靠码头等待加油船来加油；或者停靠加油码头,通过码头上的油泵加油；或者船舶通过器具自备燃油,以防船行驶过程中燃油不足。
传统加油方式需要去指定的地方、需要停船等待以及需要人工参与，这给航行任务、船员带来不必要的麻烦。
发明内容
本发明提供一种基于无人船的船舶自动加油系统，消除传统加油方式的不足，让船舶加油更加便利、高效和节省人力。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于无人船的船舶自动加油系统，其特征在于，包括一个或多个码头端设备，每个码头端设备配备一艘或多艘无人船，各船舶安装船舶端设备，所述码头端设备能够接收到各船舶端设备的燃油不足告警信息，码头端设备控制无人船对船舶实现自动加油，并自动返航。
优选地，所述船舶端设备包括多个第一处理器，该第一处理器包括第一油量检测模块、第一GPS定位模块、油箱盖控制模块、加油枪磁感应模块以及第一通讯模块。
优选地，所述无人船包括多个第二处理器，该第二处理器包括第二油量检测模块、第二GPS定位模块、油箱口识别模块、自动升缩加油管道模块、第二通信模块、自动跟踪已定位物体模块、自动依附船舶模块以及自动返航模块。
优选地，所述码头端设备包括多个第三处理器，该第三处理器包括第三GPS定位模块、第三通信模块、以及控制模块。
一种基于无人船的船舶自动加油方法，包括如下步骤：
1）船舶端设备无线广播燃油不足告警消息并与就近码头的码头端设备建立定向连接；
2）无人船接收码头端设备下发的加油任务自动追踪目标；
3）无人船对船舶进行自动加油；
4）加油任务结束，船舶端设备处于待机状态，无人船自动返航；
5）无人船返至起点，补充油量结束任务，并处于待机状态。
优选地，步骤1）中建立定向连接具体为：就近码头端设备接收到船舶端设备广播的燃油不足告警消息后，传输应答消息，该应答消息包括码头端设备ID和GPS定位消息；船舶接收到码头端设备应答消息，将广播的燃油不足告警消息立即改成定向传输消息，该定向传输消息包括船航行信息、码头端设备ID、船舶ID和所需油量。
优选地，步骤3）中自动加油的具体方法为：
无人船根据特定船舶发送的GPS定位和航向信息自动跟踪船舶，当接近船舶时，通过图像处理，识别到外置的油箱位置，通过调速靠近油箱口，启用升缩支架与船舶支架固定；固定完毕后，无人船关闭电力推进器，启动升缩加油管道，当船舶端设备检测到无人船的加油枪头，自动打开油箱盖，开始加油任务。
优选地，所述燃油不足告警消息包括自身ID标识、GPS定位、航向信息和油量状态。
由以上技术方案可知，本发明具有如下有益效果：
1、减少油耗，无人船以电为能源，减少污染，船舶也无需航行至码头，节省燃油；
2、加油便利，通过无人船携带燃油自动给船舶加油，避免船舶需要在寻找码头加油，避免船员自备燃油；
3、避免人工参与，加油过程无需人工参与；加油时，无人船加油管道自动与船舶加油口对接；加油完成时，无人船管道自动收回；任意环节出现问题由码头端设备分析，并进行相应处理。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明中船舶端设备的第一处理器的原理框图；
图3为本发明中无人船的第二处理器的原理框图；
图4为本发明中码头端设备的第三处理器的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
基于无人船的船舶自动加油系统主要由码头端设备10、无人船20和船舶端设备40构成，其中一个或多个码头端设备组成一个码头，每个码头端设备配备一艘或多艘无人船，码头端设备与无人船通信连接，船舶通过设置在船舶内的船舶端设备40与码头端设备通信连接。所述码头端设备能够接收到船舶的燃油不足告警信息，码头端设备控制无人船对船舶实现自动加油，并自动返航。
如图2所示，所述船舶中的船舶端设备40包括多个第一处理器50，该第一处理器包括第一油量检测模块51、第一GPS定位模块52、油箱盖控制模块53、加油枪磁感应模块54以及第一通讯模块55。
如图3所示，所述无人船20包括多个第二处理器60，该第二处理器包括第二油量检测模块61、第二GPS定位模块62、油箱口识别模块63、自动升缩加油管道模块64、第二通信模块65、自动跟踪已定位物体模块66、自动依附船舶模块67以及自动返航模块68。
如图4所示，所述码头端设备10包括多个第三处理器70，该第三处理器包括第三GPS定位模块71、第三通信模块72、以及控制加油模块73。
如图1所示，本发明提供一种基于无人船的船舶自动加油方法，包括如下步骤：
1）船舶端设备无线广播燃油不足告警消息并与就近码头的码头端设备建立定向连接；
2）无人船接收码头端设备下发的加油任务自动追踪目标；
3）无人船对船舶进行自动加油；
4）加油任务结束，船舶端设备处于待机状态，无人船自动返航；
5）无人船返至起点，补充油量结束任务，并处于待机状态。
具体工作流程如下：
水上船舶航行时，船舶端设备实时监测船舶端剩余油量，实时接收GPS定位信息。余量充分时，船舶端设备对外通信关闭，当油量低于设定的警戒值时，船舶端设备额开启对外通信功能，并实时广播燃油不足告警消息，该燃油不足告警消息包括自身ID标识、GPS定位、航向信息以及油量状态。
就近码头端设备接收到船舶端设备广播的数据，并传输应答消息，包括码头端设备ID和GPS定位消息。
船舶端设备接收到码头端设备应答消息，将广播消息立即改成定向传输消息，其包括船航行信息、接收消息两端设备的ID、所需油量，避免多个码头对此船舶作出响应。
码头端设备与船舶端设备建立连接后，随机指派停靠码头的无人船执行加油任务。此时，处于待机状态的随机一艘无人船接收到码头端设备下发的加油任务，被授予接收船舶端的定向消息接收权限，并记录自身起点位置。
无人船根据固定船舶发送的GPS定位和航向信息自动跟踪船舶。当接近船舶时，通过图像处理，识别到外置的油箱位置，并通过调速，靠近油箱口，启用升缩支架与船舶固定。
固定完毕后，无人船关闭电力推进器，启动升缩加油管道。当船舶端设备磁感应设备检测到无人船携带固定的磁量的加油枪头，自动打开油箱盖，此时开始加油任务。
船舶端设备通过实时监测的油量信息，燃油加满时，定向消息中的所需油量信息立即改成油量加满标志。无人船通过定向消息的油量满标志，停止加油操作，并通过油量检测记录当前油耗。
加油完成后，无人船启动电力推进器，收回加油管道。船舶端设备磁感应设备检测油枪不在，立即关闭油箱盖，油箱盖关闭后将不再发送定向消息。无人船收回起固定作用的支架，根据自身的起点自动返航。
无人船停靠自身起点位置后，码头端设备查询该无人船消耗的油量，并启用加油管道给无人船加油。当油量加满时，无人船的当前任务释放，并处于待机状态。
加油过程，任意过程出现了问题，问题信息汇总至码头端设备。由码头端设备进行分析，并通知各个设备进行处理。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于无人船的船舶自动加油系统，其特征在于，包括一个或多个码头端设备，每个码头端设备配备一艘或多艘无人船，各船舶安装船舶端设备，所述码头端设备能够接收到各船舶端设备的燃油不足告警信息，码头端设备控制无人船对船舶实现自动加油，并自动返航。
2.根据权利要求1所述的船舶自动加油系统，其特征在于，所述船舶端设备包括多个第一处理器，该第一处理器包括第一油量检测模块、第一GPS定位模块、油箱盖控制模块、加油枪磁感应模块以及第一通讯模块。
3.根据权利要求1所述的船舶自动加油系统，其特征在于，所述无人船包括多个第二处理器，该第二处理器包括第二油量检测模块、第二GPS定位模块、油箱口识别模块、自动升缩加油管道模块、第二通信模块、自动跟踪已定位物体模块、自动依附船舶模块以及自动返航模块。
4.根据权利要求1所述的船舶自动加油系统，其特征在于，所述码头端设备包括多个第三处理器，该第三处理器包括第三GPS定位模块、第三通信模块、以及控制模块。
5.一种基于无人船的船舶自动加油方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）船舶端设备无线广播燃油不足告警消息并与就近码头的码头端设备建立定向连接；
2）无人船接收码头端设备下发的加油任务自动追踪目标；
3）无人船对船舶进行自动加油；
4）加油任务结束，船舶端设备处于待机状态，无人船自动返航；
5）无人船返至起点，补充油量结束任务，并处于待机状态。
6.根据权利要求5所述的船舶自动加油方法，其特征在于，步骤1）中建立定向连接具体为：就近码头端设备接收到船舶端设备广播的燃油不足告警消息后，传输应答消息，该应答消息包括码头端设备ID和GPS定位消息；船舶接收到码头端设备应答消息，将广播的燃油不足告警消息立即改成定向传输消息，该定向传输消息包括船航行信息、码头端设备ID、船舶ID和所需油量。
7.根据权利要求6所述的船舶自动加油方法，其特征在于，步骤3）中自动加油的具体方法为：
无人船根据特定船舶发送的GPS定位和航向信息自动跟踪船舶，当接近船舶时，通过图像处理，识别到外置的油箱位置，通过调速靠近油箱口，启用升缩支架与船舶支架固定；固定完毕后，无人船关闭电力推进器，启动升缩加油管道，当船舶端设备检测到无人船的加油枪头，自动打开油箱盖，开始加油任务。
8.根据权利要求5-7任一项所述的船舶自动加油方法，其特征在于，所述燃油不足告警消息包括自身ID标识、GPS定位、航向信息和油量状态。
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