CN112046675A - 一种无人船航行障碍物识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人船航行障碍物识别装置，包括传感器探头以及与传感器探头通信连接的识别处理器，还包括安装组件，安装组件包括安装板、转轴和顺流筒，安装板固定安装在无人船的底部，转轴与安装板可旋转连接且转轴横向拦截于无人船航行方向，顺流筒有若干个，顺流筒均为两端开口的空心结构，所有顺流筒对称安装在转轴上且所有顺流筒之间相互平行，传感器探头固定安装在转轴中部。无人船在航行时，通过识别装置能及时识别出障碍物，避免发生碰撞事故；并且当无人船因加速或高速航行而导致船体上扬时，识别装置中的传感器探头能始终处于水平朝前状态，这样避免了探头探测角度出现偏差，而无法识别前方障碍物的情况，提高了航行安全性。

Description

一种无人船航行障碍物识别装置
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种无人船航行障碍物识别装置。
背景技术
无人船作为一种无人化水上平台，广义上包括无需人为驾驶的船舶或者无任何人登船的船舶。在军事方面，无人船可以扩大现有作战能力，具有查打功能、可根据任务进行配置的智能无人船，能够以较低成本迅速弥补我军在非对称作战体系中的不足，对提高我军海上作战能力具有重大意义；在民用方面，无人船在海洋、大型湖泊等复杂危险海况下的巡逻、监测、灾害预警与救灾等方面有重要的应用价值。
由于海洋、湖泊以及河流的环境复杂，无人船自主航行的控制显得尤为重要。而无人船航行过程中，经常会遇到各类风险情况，其中最为常见的即为障碍物(例如暗礁、小岛、堤岸等)碰撞风险，无人船在航行过程中常常因未能及时发现障碍物并躲避而发生碰撞事故，造成财产损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人船航行障碍物识别装置，其解决了无人船在自主航行时常常因未能及时发现障碍物并躲避而发生碰撞事故的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种无人船航行障碍物识别装置，包括传感器探头以及与传感器探头通信连接的识别处理器，还包括安装组件，所述安装组件包括安装板、转轴和顺流筒，所述安装板固定安装在无人船的底部，所述转轴与安装板可旋转连接且转轴横向拦截于无人船航行方向，所述顺流筒有若干个，顺流筒均为两端开口的空心结构，所有顺流筒对称安装在转轴上且所有顺流筒之间相互平行，所述传感器探头固定安装在转轴中部。
进一步改进在于，所述顺流筒呈圆柱形或者长方体形。
进一步改进在于，所述顺流筒有四个，四个顺流筒分列在所述转轴的左上、左下、右上、右下四个方位处，且顺流筒均通过其外壁中部与转轴连接。
进一步改进在于，所述传感器探头通过其后端与转轴固定连接，且在转轴上还设有配重块，所述配重块位于传感器探头的后端，用于恰好匹配传感器探头的重量，使传感器探头不会因自身重力而推动转轴转动。
进一步改进在于，所述传感器探头的前端设有呈半球形的防护罩。
进一步改进在于，所述传感器探头选用激光传感器或超声传感器中的一种。
进一步改进在于，所述安装板有两块，两块安装板竖直对称安装，且安装板平面与无人船航行方向平行，所述转轴安装在两块安装板之间。
进一步改进在于，所述装置还包括远程的显示器和报警器，所述显示器和报警器的信号输入端均与识别处理器的信号输出端连接。
本发明的有益效果在于：无人船在航行时，通过识别装置能及时识别出障碍物，避免发生碰撞事故；并且当无人船因加速或高速航行而导致船体上扬时，识别装置中的传感器探头能始终处于水平朝前状态，这样避免了探头探测角度出现偏差，而无法识别前方障碍物的情况，提高了航行安全性。
附图说明
图1为本发明的侧视图；
图2为本发明的正视图；
图3为图2中的A-A剖面图；
图4为图2中的B-B剖面图；
图5为顺流筒呈长方形时的正视图；
图6为本发明的控制原理图。
图中，1、传感器探头；2、识别处理器；3、安装板；4、转轴；5、顺流筒；6、配重块；7、防护罩；8、显示器；9、报警器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图6所示，一种无人船航行障碍物识别装置，包括传感器探头1以及与传感器探头1通信连接的识别处理器2，传感器探头1用于探测无人船前方信号，并将信号发送个识别处理器2，识别处理器2根据距离和尺寸判断是否为障碍物。本发明的改进点在于：还包括安装组件，安装组件包括安装板3、转轴4和顺流筒5，安装板3固定安装在无人船的底部，转轴4与安装板3可旋转连接且转轴4横向拦截于无人船航行方向，顺流筒5有若干个，顺流筒5均为两端开口的空心结构，所有顺流筒5对称安装在转轴4上且所有顺流筒5之间相互平行，传感器探头1固定安装在转轴4中部。
在无人船航行时，船体底部水流从顺流筒5中间穿过，而转轴4为活动结构，这样顺流筒5能保持与水流方向一致，否则阻力增大，所以航行时会自动调整至方向一致，相应的转轴4以及传感器探头1均能与水流方向一致。在无人船静止或者缓慢低速航行时，船体趋于水平，此时传感器探头1水平朝前；而在无人船加速或者高速航行时，船体前端会稍微上扬，虽然角度不大，但是对于远距离探测来说，探测效果影响十分大，而本发明传感器探头1探测方向与水流方向一致，由于船体始终是沿水平面航行，水流方向始终是水平的，所以传感器探头1会始终保持水平状态，不会随船体的角度变化而变化，避免了探头探测角度出现偏差，而无法识别前方障碍物的情况，提高了航行安全性。
本发明中，顺流筒5呈圆柱形或者长方体形，其壁厚控制在3mm左右，长度为30-50cm，且采用耐腐蚀材料制成。
本发明中，顺流筒5有四个，四个顺流筒5分列在转轴4的左上、左下、右上、右下四个方位处，且顺流筒5均通过其外壁中部与转轴4连接。当然，也可为其他数量，只要保证对称即可，这样转轴4在不受外力时，能保持静止，且在航行时，转轴4受到均匀的阻力。
本发明中，传感器探头1通过其后端与转轴4固定连接，且在转轴4上还设有配重块6，配重块6位于传感器探头1的后端，用于恰好匹配传感器探头1的重量，使传感器探头1不会因自身重力而推动转轴4转动。配重块6的横截面与传感器探头1一样，这样也不会增加阻力。
本发明中，传感器探头1的前端设有呈半球形的防护罩7，防护罩7作用在于保护传感器探头1，且不会影响传感器探头1的探测，并且半球形结构，有利于进一步减小阻力，并保持其朝前姿态。
特别的，传感器探头1选用激光传感器或超声传感器中的一种，其采用特定方向的探测光波信号或者声波信号，这样有助于提高探测精准度，降低周边非正前方障碍物的干扰。
本发明中，安装板3有两块，两块安装板3竖直对称安装，且安装板3平面与无人船航行方向平行，转轴4安装在两块安装板3之间。安装板3厚度控制在5mm左右，采用高强度耐合金材料制成。
本发明中，在识别到障碍物时，无人船可自主做出规避措施，当然对于有些无人船，装置还可以包括远程的显示器8和报警器9，其可以安装于基地监控中心，显示器8和报警器9的信号输入端均与识别处理器2的信号输出端连接，便于及时掌握障碍物信息以及人为做出规避措施。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无人船航行障碍物识别装置，包括传感器探头(1)以及与传感器探头(1)通信连接的识别处理器(2)，其特征在于：还包括安装组件，所述安装组件包括安装板(3)、转轴(4)和顺流筒(5)，所述安装板(3)固定安装在无人船的底部，所述转轴(4)与安装板(3)可旋转连接且转轴(4)横向拦截于无人船航行方向，所述顺流筒(5)有若干个，顺流筒(5)均为两端开口的空心结构，所有顺流筒(5)对称安装在转轴(4)上且所有顺流筒(5)之间相互平行，所述传感器探头(1)固定安装在转轴(4)中部。
2.根据权利要求1所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述顺流筒(5)呈圆柱形或者长方体形。
3.根据权利要求1或2所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述顺流筒(5)有四个，四个顺流筒(5)分列在所述转轴(4)的左上、左下、右上、右下四个方位处，且顺流筒(5)均通过其外壁中部与转轴(4)连接。
4.根据权利要求1所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述传感器探头(1)通过其后端与转轴(4)固定连接，且在转轴(4)上还设有配重块(6)，所述配重块(6)位于传感器探头(1)的后端，用于恰好匹配传感器探头(1)的重量，使传感器探头(1)不会因自身重力而推动转轴(4)转动。
5.根据权利要求1或4所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述传感器探头(1)的前端设有呈半球形的防护罩(7)。
6.根据权利要求1所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述传感器探头(1)选用激光传感器或超声传感器中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述安装板(3)有两块，两块安装板(3)竖直对称安装，且安装板(3)平面与无人船航行方向平行，所述转轴(4)安装在两块安装板(3)之间。
8.根据权利要求1所述的一种无人船航行障碍物识别装置，其特征在于：所述装置还包括远程的显示器(8)和报警器(9)，所述显示器(8)和报警器(9)的信号输入端均与识别处理器(2)的信号输出端连接。
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