CN112509378B - 一种无人船智能停泊系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人船智能停泊系统及其控制方法，包括若干个泊位以及定位装置，每个泊位均设置有定位标记；所述定位装置包括若干个均匀设置在所述泊位内两侧墙体上的定位传感器；所述无人船能够根据指定的泊位信息规划返航路线，通过识别定位标记、核对泊位信息并在定位传感器的监测下实现自动精准停泊。本发明通过码头控制系统实现对泊位、无人船的信息传递、信号传输以及控制操作，使无人船进出码头实现智能化、无人化操作。

Description

一种无人船智能停泊系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及无人船技术领域，具体涉及一种无人船智能停泊系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新理念、新技术的突飞猛进，为提高水上作业效率，降低人员安全风险，无人化智能作业船舶已逐渐变多，但是对于偏大一点的无人船，出港放行和回港系泊仍然需要手动操控才可以完成，其中会涉及到码头是否有余位、无人船是否停在了指定位置、如何自动系泊无人船以及如何能否对船自动放行等问题，无法实现全过程的无人化及智能化操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现无人船进出港无人化及智能化操作的无人船智能停泊系统及停泊方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无人船智能停泊系统，包括若干个泊位以及定位装置，每个泊位均设置有定位标记；所述定位装置包括若干个均匀设置在所述泊位内两侧墙体上的定位传感器；所述无人船能够根据指定的泊位信息规划返航路线，通过识别定位标记、核对泊位信息并在定位传感器的监测下实现自动精准停泊。

进一步地，每个泊位上还设置有系缆装置，所述系缆装置包括至少一组设置在泊位上的缆绳和设置在无人船上的固定栓。

优选地，所述定位标记采用带有序列号的闪光标牌，所述无人船的船艏前端设置有能够获取泊位序列号的摄像头。

一种无人船智能停泊系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、无人船发送返航信息；

S2、查询当前码头泊位状况，向无人船发送指定的泊位信息；

S3、无人船行驶至所述泊位外围附近，发送停泊信号；

S4、无人船识别定位标记并与接收到的指定泊位信息做比对，确认无误后进行停泊；

S5、通过定位装置监测无人船的位置状态，停泊到位后固定无人船。

优选地，所述步骤S1中无人船向码头控制系统发送返航信息包括返航信号以及船体的型号、状态参数和位置信息。

进一步地，所述步骤S2具体通过以下方法实现：

S21、由码头控制系统接收无人船的返航信息和泊位需求，选出符合船型的空余泊位，并向无人船给出该泊位的方向、经纬度、外围停放位置信息以及闪光标牌的编号和闪烁频率，同时将此空余泊位锁定；

S22、无人船收到泊位信息后，规划返航路线，向泊位入口处行驶。

进一步地，所述步骤S3具体通过以下方法实现：

S31、无人船行驶至指定泊位外围附近时，向码头控制系统发送抵达信号；

S32、码头接收到信号后，检查当前是否有其它无人船在进行停靠；

S33、待确认不会影响当前无人船停靠操作后，启动泊位接收程序，启动对应泊位的定位传感器、标识牌，同时发送接收信号至无人船。

进一步地，所述步骤S4具体通过以下方法实现：

S41、无人船接收到接收信号后，将船驶向泊位入口前方，调整好船身方向对准泊位；

S42、无人船获取到标志牌的闪烁灯光和闪烁频率，初判泊位信息是否正确；

S43、通过摄像头对泊位编码序列号进行识别，判断与指定分配的泊位编码序列号是否一致，待判定经纬度位置信息和泊位编码序列号都一致时，无人船开始进行入位操作。

进一步地，所述步骤S5具体通过以下方法实现：

S51、无人船保持航向，缓缓驶入泊位内，行驶过程中，船体触依次发泊位内的定位传感器，码头控制系统即刻感应到当前进入到泊位内的具体位置；

S52、当无人船依次触发至最里端的传感器设备时，码头控制系统即判定无人船已经停泊到位；

S53、无人船停泊到位后，仍保持着低功率的动力输出，将船艏顶在码头泊位里端位置，岸端的自动系缆装置启动，将环状硬质缆绳翻套在固定栓上；

S54、码头停泊系统检测到系缆装置完成翻套缆绳操作后，向无人船发出系缆完成信号，无人船接收信号后关闭动力系统。

由以上技术方案可知，本发明通过码头控制系统实现对泊位、无人船的信息传递、信号传输以及控制操作，使无人船进出码头实现智能化、无人化操作。

附图说明

图1为本发明停泊系统整体结构的俯视示意图；

图2为本发明停泊系统整体结构的侧视示意图；

图3为本发明系缆装置的结构原理示意图；

图4为本发明控制方法的步骤流程示意图；

图中：1、泊位；2、定位标记；3、定位传感器；4、系缆装置；41、缆绳；42、固定栓。

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做详细的说明。

如图1所示无人船智能停泊系统，包括若干个泊位1以及定位装置，每个泊位均设置有定位标记2；所述定位装置包括若干个均匀设置在所述泊位内两侧墙体上的定位传感器3；所述无人船能够根据指定的泊位信息规划返航路线，通过识别定位标记、核对泊位信息并在定位传感器的监测下实现自动精准停泊；本优选实施例所述的每个泊位上还设置有系缆装置4，所述系缆装置包括至少一组设置在泊位上的缆绳41和设置在无人船上的固定栓42；所述定位标记采用带有序列号的闪光标牌，所述无人船的船艏前端还设置有能够获取泊位序列号的摄像头。

本发明所述的定位传感器可以采用激光定位传感器，所述激光传感器采用一个发射器对应一个接收器的对称安装方式，可多排安装，在中间无阻挡的情况下，发射器发射出的直线激光会照射到接收器，接收器收到激光后系统会做出中间无阻挡物的判定结果。也可采用测距传感器(如红外传感器、超声波传感器、毫米波传感器等)进行检测，当泊位内无船舶停靠时，安装在一侧的测距传感器可检测到对面的泊位立面距离，该数值保持不变，当船舶驶入泊位时，测距传感器智能检测到更近的船舶侧边距离，该距离小于泊位对面的立面距离，因此系统做出中间有阻挡物的判定结果。需要注意的是，如果采用多排传感器同时工作，依次从入口处到最里端报出有阻挡物出现，若顺序正常，判定为船舶驶入泊位，不同位置传感器给出的信号可作为船舶当前驶入位置的判断依据。若传感器信号给出顺序异常，需考虑是传感器故障或其它物体误遮挡导致。

本发明所述的一种无人船智能停泊系统控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、无人船向码头控制系统发送返航信息，包括返航信号以及船体的型号、状态参数和位置信息；

步骤二、码头控制系统接收到无人船的信息和需求后，在符合船型要求的泊位中选出空余泊位，并向无人船给出该泊位的方向、经纬度、外围停放位置信息以及闪光标牌的编号和闪烁频率，同时将此空余泊位锁定；无人船收到泊位信息后，规划返航路线，向泊位入口处行驶。

步骤三、无人船行驶至指定泊位外围附近时，向码头控制系统发送抵达信号；码头接收到信号后，检查当前是否有其它无人船在进行停靠；若有其他无人船在进行停靠，则暂停停泊；待确认不会影响当前无人船停靠操作后，启动泊位接收程序，启动对应泊位的定位传感器、标识牌，同时发送接收信号至无人船。

步骤四、无人船接收到接收信号后，将船驶向泊位入口前方，调整好船身方向对准泊位；无人船获取到标志牌的闪烁灯光和闪烁频率，初判泊位信息是否正确；通过摄像头对泊位编码序列号进行识别，判断与指定分配的泊位编码序列号是否一致，待判定经纬度位置信息和泊位编码序列号都一致时，无人船开始进行入位操作。

步骤五、无人船保持航向，缓缓驶入泊位内，行驶过程中，船体触依次发泊位内的定位传感器，码头控制系统即刻感应到当前进入到泊位内的具体位置；当无人船依次触发至最里端的传感器设备时，码头控制系统即判定无人船已经停泊到位；待无人船停泊到位后，仍保持着低功率的动力输出，将船艏顶在码头泊位里端位置，岸端的自动系缆装置启动，将环状硬质缆绳翻套在固定栓上；

码头停泊系统检测到系缆装置完成翻套缆绳操作后，向无人船发出系缆完成信号，无人船接收信号后关闭动力系统。

本优选实施例所述的固定桩顶端设置有回钩，可以避免缆绳脱落，在具体的使用中，若无人船需要驶离码头，只需开启推进器缓慢抵住泊位前端墙体，控制系缆装置将缆绳翻转回岸端，即可释放无人船驶离码头出港。

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做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 (7)

1.一种无人船智能停泊系统，其特征在于，包括：

若干个泊位(1)，每个泊位均设置有定位标记(2)；以及

定位装置，所述定位装置包括若干个均匀设置在所述泊位内两侧墙体上的定位传感器(3)；

所述无人船能够根据指定的泊位信息规划返航路线，通过识别定位标记、核对泊位信息并在定位传感器的监测下实现自动精准停泊；

基于上述所述无人船智能停泊系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、无人船发送返航信息；

步骤S2、查询当前码头泊位状况，向无人船发送指定的泊位信息；

步骤S3、无人船行驶至所述泊位外围附近，发送停泊信号；

步骤S4、无人船识别定位标记并与接收到的指定泊位信息做比对，确认无误后进行停泊；

步骤S5、通过定位装置监测无人船的位置状态，停泊到位后固定无人船，具体通过以下方法实现：

S51、无人船保持航向，缓缓驶入泊位内，行驶过程中，船体触依次发泊位内的定位传感器，码头控制系统即刻感应到当前进入到泊位内的具体位置；

S52、当无人船依次触发至最里端的传感器设备时，码头控制系统即判定无人船已经停泊到位；

S53、无人船停泊到位后，仍保持着低功率的动力输出，将船艏顶在码头泊位里端位置，岸端的自动系缆装置启动，将环状硬质缆绳翻套在固定栓上；

S54、码头停泊系统检测到系缆装置完成翻套缆绳操作后，向无人船发出系缆完成信号，无人船接收信号后关闭动力系统。

2.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统，其特征在于，每个泊位上还设置有系缆装置(4)，所述系缆装置包括至少一组设置在泊位上的缆绳(41)和设置在无人船上的固定栓(42)。

3.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统，其特征在于，所述定位标记采用带有序列号的闪光标牌，所述无人船的船艏前端设置有能够获取泊位序列号的摄像头。

4.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中无人船向码头控制系统发送返航信息包括返航信号以及船体的型号、状态参数和位置信息。

5.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体通过以下方法实现：

S21、由码头控制系统接收无人船的返航信息和泊位需求，选出符合船型的空余泊位，并向无人船给出该泊位的方向、经纬度、外围停放位置信息以及闪光标牌的编号和闪烁频率，同时将此空余泊位锁定；

S22、无人船收到泊位信息后，规划返航路线，向泊位入口处行驶。

6.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体通过以下方法实现：

S31、无人船行驶至指定泊位外围附近时，向码头控制系统发送抵达信号；

S32、码头接收到信号后，检查当前是否有其它无人船在进行停靠；

S33、待确认不会影响当前无人船停靠操作后，启动泊位接收程序，启动对应泊位的定位传感器、标识牌，同时发送接收信号至无人船。

7.根据权利要求1所述的一种无人船智能停泊系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体通过以下方法实现：

S41、无人船接收到接收信号后，将船驶向泊位入口前方，调整好船身方向对准泊位；

S42、无人船获取到标志牌的闪烁灯光和闪烁频率，初判泊位信息是否正确；

S43、通过摄像头对泊位编码序列号进行识别，判断与指定分配的泊位编码序列号是否一致，待判定经纬度位置信息和泊位编码序列号都一致时，无人船开始进行入位操作。

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