CN113296131B - 一种船舶以及装船机的定位方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及种船舶以及装船机的定位方法、装置、计算机设备和存储介质。船舶的定位方法包括：获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上；根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标；根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系；根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。该船舶的定位方法能够提高码头作业效率和定位船舶的精准度。

Description

一种船舶以及装船机的定位方法、装置

技术领域

本申请涉及码头作业技术领域，特别是涉及一种船舶以及装船机的定位方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

船舶运输具有运输量大、运费低廉等优点，在运输大量散装货物时，常常会使用货运船舶作为运输工具。散装货物需要通过装船机装载到货运船舶的船舱内。

在传统码头作业技术中存在着无法精准确定船舶位置，导致码头作业效率低下的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够精准定位的船舶以及装船机的定位方法、装置、计算机设备和存储介质。

一方面，本发明实施例提供一种船舶的定位方法，包括：获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上；根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标；根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系；根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

在其中一个实施例中，根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标的步骤具体包括：获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角；根据航向角、横滚角以及俯仰角，确定旋转矩阵；其中，旋转矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的旋转关系；根据平移矩阵、旋转矩阵对目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

在其中一个实施例中，根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标的步骤包括：根据高斯投影法对第一位置信息进行处理，以计算出第一定位模组在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的船舶的定位方法，通过第一定位模组在码头坐标系和船体坐标系的坐标，得到码头坐标系与船体坐标系之间的平移矩阵，并通过平移矩阵，将船舶上目标对象在船体坐标系下的坐标转换到码头坐标系，由码头坐标系的坐标确定船舶的位置，为码头作业提供有关船舶的精准位置指引，提高了码头作业效率和定位船舶的精准度。

另一方面，本发明实施例还提供一种装船机的定位方法，包括：获取第二定位模组反馈的第二位置信息；第二定位模组设置在装船机上；根据第二位置信息确定第二定位模组在码头坐标系的坐标；根据装船机的作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系以及第二定位模组在码头坐标系的坐标，确定作业机构在码头坐标系的坐标。

在其中一个实施例中，装船机的定位方法还包括：获取作业机构的姿态信息；根据装船机的机械结构图以及姿态信息，确定作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系。

在其中一个实施例中，根据第二位置信息确定第二定位模组在码头坐标系的坐标的步骤包括：根据高斯投影法对第二位置信息进行处理，以计算出第二定位模组在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的装船机的定位方法，通过第二定位模组在码头坐标系和第二定位模组与装船机的作业机构的相对位置关系，得到装船机的作业机构在码头坐标系下的坐标，由码头坐标系的坐标确定装船机作业机构的位置，为码头作业提供有关装船机的精准位置指引，提高了装船作业的定位精准度以及装船作业效率。

又一方面，本发明实施例还提供一种船舶的定位装置，船舶的定位装置包括：第一数据获取模块，用于获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上；第一坐标确定模块，用于根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标；平移矩阵确定模块，用于根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系；坐标转换模块，用于根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的船舶的定位装置，通过第一定位模组在码头坐标系和船体坐标系的坐标，得到码头坐标系与船体坐标系之间的平移矩阵，并通过平移矩阵，将船舶上目标对象在船体坐标系下的坐标转换到码头坐标系，由码头坐标系的坐标确定船舶的位置，为码头作业提供有关船舶的精准位置指引，提高了码头作业效率和定位船舶的精准度。

再一方面，本发明实施例还提供一种装船机的定位装置，装船机的定位装置包括：第二数据获取模块，用于获取第二定位模组反馈的第二位置信息；第二定位模组设置在装船机上；第二坐标确定模块，用于根据第二位置信息确定第二定位模组在码头坐标系的坐标；第三坐标确定模块，用于根据装船机的作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系以及第二定位模组在码头坐标系的坐标，确定作业机构在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的装船机的定位装置，通过第二定位模组在码头坐标系和第二定位模组与装船机的作业机构的相对位置关系，得到装船机的作业机构在码头坐标系下的坐标，由码头坐标系的坐标确定装船机作业机构的位置，为码头作业提供有关装船机的精准位置指引，提高了装船作业的定位精准度以及装船作业效率。

再一方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一船舶的定位方法或装船机的定位方法实施例中的步骤。

再一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一船舶的定位方法或装船机的定位方法实施例中的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中船舶的定位方法的应用场景图；

图2为一个实施例中船舶的定位方法的流程示意图；

图3为一个实施例中将目标对象在船体坐标系下的坐标转换到码头坐标系下的步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中装船机的定位方法的流程示意图；

图5为一个实施例中确定作业机构与第二定位模组的相对位置关系的步骤的流程示意图；

图6为一个实施例中船舶的定位装置的结构框图；

图7为一个实施例中装船机的定位装置的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，传统码头作业技术中存在着无法精准确定船舶位置，导致码头作业效率低下的问题，经发明人研究发现，出现这种问题的原因在于，现有码头作业主要依靠人肉眼观察船舶的位置，并由装船机司机和码头上的指挥人员相互配合，来实现定位。受限于人眼观测的位置与精度，舱口指挥工并不能准确的把握船舶与码头之间的相对位置，出于安全考虑，会使作业设备在保证与船舶不会发生碰撞的情况下才开始作业，导致了作业设备不必要的移动，降低了生产作业效率。

图1为本申请实施例所提供的列车测速方法应用的场景图，船舶的定位方法应用可以包括船舶的定位方法装置。该船舶的定位方法装置具体可以集成在服务器或终端等计算机设备中，该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器，但并不局限于此。该终端可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等。计算机设备从第一定位模组获取第一位置信息，优选地，将该计算机设备设置在岸侧，也可根据实际情况设置在其他地点。

本发明提供了一种船舶的定位方法，如图2所示，定位方法包括步骤S110至步骤S170。

S110，获取第一定位模组反馈的第一位置信息。

其中，第一定位模组设置在船舶上。

第一定位模组是用于获取其设置位置处的第一位置信息的模组，第一定位模组可接收北斗、GPS、GLONASS等卫星定位系统信号进行定位。可以理解，第一位置信息用于反映第一定位模组所处的地理位置，第一位置信息可以为经纬度坐标或大地坐标系下的三维坐标。

S130，根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标。

可以理解，码头坐标系根据码头的结构设定的三维坐标系。由于码头的位置不会发生移动，码头坐标系可视为X、Y、Z轴的方向不会发生改变的坐标系。由于许多作业设备都工作在码头上，所以可以很方便地在码头坐标系中确定这些作业设备的位置。在一些实施例中，码头坐标系以装船机轨道为X轴，以码头面作为XY平面，并将垂直于码头面方向设为Z轴，坐标系遵循右手定则。另外，码头坐标系的设置方式这里仅作说明而非限定，可以根据实际情况进行码头坐标系的定义，如选择不同的原点、选取其他方向定义各坐标轴，坐标系也可以遵循其他设置规则。

由于第一位置信息是大地坐标系下的坐标或经纬度坐标，而三维坐标系下的坐标可以更便于工作人员了解船舶在码头的具体位置，所以需要将第一位置信息转换为码头坐标系下的坐标。目前有许多成熟的算法可以将卫星定位模组获得的位置信息转换为预设坐标系下的坐标，可使用类似的算法将第一位置信息转换为码头坐标系下的坐标。

S150，根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵。

其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系。

可以理解，船体坐标系是船体的结构设定的三维坐标系，每个停靠在码头的船舶都有该船舶对应的船体坐标系。因为船舶的位置可能发生变化，所以船体坐标系的原点也将随着船舶位置的变化而变化。由于第一定位模组是自行设置在船舶上的，在选定船体坐标系的原点后，在船舶结构图上标定船体坐标系的原点和第一定位模组的位置，可根据第一定位模组与船体坐标系的原点之间的位置关系，确定第一定位模组在船体坐标系的坐标。在风浪条件较好或对定位精度要求不高时，可认为船舶在靠泊等待作业时，船体坐标系与码头坐标系仅存在平移关系，根据第一定位模组在船体坐标系和码头坐标系的坐标，可得到平移矩阵。

S170，根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

可以理解，目标对象指的是船舶上影响码头作业的对象，可以根据码头作业的种类选取目标对象。例如，在进行装船作业时，可以选取舱口、舱盖和/或克令吊作为目标对象。根据上文获得第一定位模组在船体坐标系下的坐标类似的方式可得到目标对象在船体坐标系的坐标。由于各船舶的船体坐标系都有不同，为了获得统一的定位基准，需要将船体坐标系下各点的坐标统一到码头坐标系下。根据平移矩阵对目标对象在船体坐标系的坐标进行平移变换可将目标对象在船体坐标系的坐标转换到码头坐标系下。

基于本发明实施例中的船舶的定位方法，通过第一定位模组在码头坐标系和船体坐标系的坐标，得到码头坐标系与船体坐标系之间的平移矩阵，并通过平移矩阵，将船舶上目标对象在船体坐标系下的坐标转换到码头坐标系，由码头坐标系的坐标确定船舶的位置，为码头作业提供有关船舶的精准位置指引，提高了码头作业效率和定位船舶的精准度。

在一个实施例中，如图3所示，步骤S170具体包括步骤S171至步骤S175。

S171，获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角。

可以理解，为了便于说明，定义船长方向为船体坐标系的Y轴，船宽方向为船体坐标系的X轴，垂直于船舶的甲板面的方向为船舶的Z轴。航向角是船舶的Y轴与地理子午线之间的夹角，航向角可以视为绕船舶的Z轴旋转的角度。横滚角是在第一直线与第一直线在水平面的投影之间的夹角。其中，第一直线为在船舶的甲板面与船舶的艏艉线垂直的直线。横滚角可以视为绕船舶的Y轴旋转的角度。俯仰角是船舶的艏艉线与艏艉线在水平面的投影之间的夹角，俯仰角可以视为绕船舶的Y轴旋转的角度。在一个实施例中，第一定位模组为组合导航装置。组合导航装置除了具有获取第一位置信息的功能外，还可获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角。把组合导航装置的定位定向双天线沿船体坐标系Y轴摆放并指向船头，并设置组合导航装置内的坐标系定义与船体坐标系相同，则组合导航装置可获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角。除此之外，也可采用单独设置的倾角仪来获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角。

S173，根据航向角、横滚角以及俯仰角，确定旋转矩阵。

其中，旋转矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的旋转关系。

可以理解，船舶的航向角、横滚角以及俯仰角都可以视为是绕船体坐标系的一个坐标轴进行旋转的角度。将船体坐标系经过多次旋转后即可使船体坐标系的各坐标轴分别与码头坐标系的各坐标轴平行。当对定位的精确的要求较高或者海浪导致船体出现横倾、纵倾或偏航时，都可根据航向角、横滚角以及俯仰角找出船体坐标系与码头坐标系之间的旋转关系。具体而言，这两个坐标系的旋转关系由旋转矩阵反映，旋转矩阵是一个3x3的矩阵，矩阵中的元素与航向角、横滚角以及俯仰角有关。

S175，根据平移矩阵、旋转矩阵对目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

根据平移矩阵可以使船体坐标系与码头坐标系的各坐标轴平行，并根据平移矩阵可以使船体坐标系与码头坐标系的原点重合，即对目标对象在船体坐标系的坐标进行旋转处理和平移处理可将其转换到码头坐标系，实现更复杂工况下的精准定位。

在一个实施例中，步骤S130可由此步骤实现：根据高斯投影法对第一位置信息进行处理，以计算出第一定位模组在码头坐标系的坐标。

目前较为成熟以及常见的将经纬度坐标或大地坐标系的坐标转换到预设坐标系下的坐标包括高斯投影法，可参照相关论文的说明或者使用成熟的算法根据第一位置信息计算得到第一定位模组在码头坐标系的坐标。

码头作业中比较重要的一项是装船作业，装船作业是通过设置在码头上的装船机向船舶进行装货、卸货的一项作业。在装船作业时，装船机和船舶的位置较近，有较大发生碰撞的可能，所以还可将装船机的位置用码头坐标系的坐标体现出来。基于此，本发明实施例还提供一种装船机的定位方法，如图4所示，包括步骤S210至步骤S250。该装船机的定位方法应用包括装船机的定位装置，装船机的定位装置可以集成到在如图1所示的计算机设备，计算机设备通过与第二定位模组通信连接获得第二位置信息。图1所示的计算机设备可以同时包含装船机的定位装置和船舶的定位装置，也可以由不同的计算机设备分别集成一个定位装置。

S210，获取第二定位模组反馈的第二位置信息。

第二定位模组设置在装船机上。第二定位模组是用于获取其设置位置处的第二位置信息的模组，第二定位模组可接收北斗、GPS、GLONASS等卫星定位系统信号进行定位。可以理解，第二位置信息用于反映第二定位模组所处的地理位置，第二位置信息可以为经纬度坐标或大地坐标系下的三维坐标。

S230，根据第二位置信息确定第二定位模组在码头坐标系的坐标。

可以理解，码头坐标系根据码头的结构设定的三维坐标系。由于码头的位置不会发生移动，码头坐标系可视为X、Y、Z轴的方向不会发生改变的坐标系。由于第二位置信息是大地坐标系下的坐标或经纬度坐标，而三维坐标系下的坐标可以更便于工作人员了解装船机在码头的具体位置，所以需要将第二位置信息转换为码头坐标系下的坐标。目前有许多成熟的算法可以将卫星定位模组获得的位置信息转换为预设坐标系下的坐标，可使用类似的算法将第二位置信息转换为码头坐标系下的坐标。

S250，根据装船机的作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系以及第二定位模组在码头坐标系的坐标，确定作业机构在码头坐标系的坐标。

装船机的作业机构是进行装船机在进行装船作业时所需的机构。装船作业是结合了装船机大车的行走、装船机溜筒的回转、船机溜筒的臂架伸缩和俯仰等步骤完成的，所以装船机的作业机构至少包括装船机溜筒、臂架、大铲、门架等。相对位置关系用于反映装船机的作业机构相对于第二定位模组设置位置处的距离、方向等。在设置第二定位模组时，在装船机结构图上标定出第二定位模组的设置位置，并在图中标定装船机的作业机构的设置位置，即可根据上述标定确定上述相对位置关系。将相对位置关系分解为码头坐标系的各坐标轴方向上的分量，根据这些分量与第二定位模组在码头坐标系的坐标，即可得到装船机的作业机构在码头坐标系下的坐标。

基于本发明实施例中的装船机的定位方法，通过第二定位模组在码头坐标系和第二定位模组与装船机的作业机构的相对位置关系，得到装船机的作业机构在码头坐标系下的坐标，由码头坐标系的坐标确定装船机作业机构的位置，为码头作业提供有关装船机的精准位置指引，提高了装船作业的定位精准度以及装船作业效率。

在一个实施例中，如图5所示，装船机的定位方法还包括步骤S271与步骤S273。

S271，获取作业机构的姿态信息。

作业机构的姿态信息用于反映各作业机构在装船作业时所形成的姿态，具体可包括装船机臂架的伸缩长度、装船机臂架的俯仰角度以及装船机溜筒的回转角度等。可以通过设置角度传感器、距离传感器等获得不同作业机构的姿态信息。另外，一般会通过编码器控制装船机的作业机构运动，通过解算编码器中的数据也可得到作业机构的姿态信息。

S273，根据装船机的机械结构图以及姿态信息，确定作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系。

由于装船机的作业机构在进行装船作业时将会运动，作业机构与第二定位模组的相对位置关系也会随之改变。根据作业机构的姿态信息可确认作业机构在机械结构图中的姿态和装船作业时的实际姿态之间的变化，并进而更新作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系。

在一个实施例中，步骤S230可由此步骤实现：根据高斯投影法对第一位置信息进行处理，以计算出第一定位模组在码头坐标系的坐标。

目前较为成熟以及常见的将经纬度坐标或大地坐标系的坐标转换到预设坐标系下的坐标包括高斯投影法，可参照相关论文的说明或者使用成熟的算法根据第一位置信息计算得到第一定位模组在码头坐标系的坐标。

应该理解的是，虽然图2-图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本发明实施例还提供一种船舶的定位装置，如图6所示，船舶的定位装置包括第一数据获取模块11、第一坐标确定模块13、平移矩阵确定模块15以及坐标转换模块17。

第一数据获取模块11用于获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上。

第一坐标确定模块13用于根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标。

平移矩阵确定模块15用于根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标得到平移矩阵。其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系。

坐标转换模块17用于根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的船舶的定位装置，通过第一定位模组在码头坐标系和船体坐标系的坐标，得到码头坐标系与船体坐标系之间的平移矩阵，并通过平移矩阵，将船舶上目标对象在船体坐标系下的坐标转换到码头坐标系，由码头坐标系的坐标确定船舶的位置，为码头作业提供有关船舶的精准位置指引，提高了码头作业效率和定位精准度。

在一个实施例中，坐标转换模块17包括船舶姿态角获取单元、旋转矩阵确定单元以及坐标确定单元。

船舶姿态角获取单元用于获取船舶的航向角、横滚角以及俯仰角。

旋转矩阵确定单元用于根据航向角、横滚角以及俯仰角，确定旋转矩阵。

坐标确定单元用于根据平移矩阵、旋转矩阵对目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

在一个实施例中，第一坐标确定模块13用于根据高斯投影法对第一位置信息进行处理，以计算出第一定位模组在码头坐标系的坐标。

本发明实施例还提供一种装船机的定位装置，如图7所示，装船机的定位装置包括第二数据获取模块21、第二坐标确定模块23以及第三坐标确定模块25。

第二数据获取模块21用于获取第二定位模组反馈的第二位置信息；第二定位模组设置在装船机上。

第二坐标确定模块23用于根据第二位置信息确定第二定位模组在码头坐标系的坐标。

第三坐标确定模块25用于根据装船机的作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系以及第二定位模组在码头坐标系的坐标，确定作业机构在码头坐标系的坐标。

基于本发明实施例中的装船机的定位装置，通过第二定位模组在码头坐标系和第二定位模组与装船机的作业机构的相对位置关系，得到装船机的作业机构在码头坐标系下的坐标，由码头坐标系的坐标确定装船机作业机构的位置，为码头作业提供有关装船机的精准位置指引，提高了装船作业的定位精准度以及装船作业效率。

在一个实施例中，装船机的定位装置还包括相对位置确定模块，相对位置确定模块用于获取作业机构的姿态信息以及根据装船机的机械结构图以及姿态信息，确定作业机构与第二定位模组之间的相对位置关系

在一个实施例中，第二坐标确定模块23用于根据高斯投影法对第二位置信息进行处理，以计算出第二定位模组在码头坐标系的坐标。

关于船舶的定位装置的具体限定可以参见上文中对于船舶的定位方法的限定，关于装船机的定位装置的具体限定可以参见上文中对于装船机的定位方法的限定，在此不再赘述。上述船舶的定位装置与装船机的定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上；

根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标；

根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系；

根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

在一些实施例中，计算机设备还可实现上述任一船舶的定位方法或装船机的定位方法实施例中的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取第一定位模组反馈的第一位置信息；第一定位模组设置在船舶上；

根据第一位置信息确定第一定位模组在码头坐标系的坐标；

根据第一定位模组在码头坐标系的坐标和第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，平移矩阵用于反映船体坐标系与码头坐标系的平移关系；

根据平移矩阵对船舶的目标对象在船体坐标系的坐标进行处理，确定目标对象在码头坐标系的坐标。

在一些实施例中，计算机程序被处理器执行时还可实现上述任一船舶的定位方法或装船机的定位方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种船舶的定位方法，其特征在于，包括：

获取第一定位模组反馈的第一位置信息；所述第一定位模组设置在所述船舶上；

根据所述第一位置信息确定所述第一定位模组在码头坐标系的坐标；

根据所述第一定位模组在所述码头坐标系的坐标和所述第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，所述平移矩阵用于反映所述船体坐标系与所述码头坐标系的平移关系；

根据所述平移矩阵对所述船舶的目标对象在所述船体坐标系的坐标进行处理，确定所述目标对象在所述码头坐标系的坐标；所述目标对象为所述船舶上影响码头作业的对象；其中，得到目标对象在船体坐标系的坐标，包括：根据船舶结构图得到的目标对象在船舶上的位置，得到所述目标对象在船体坐标系中的坐标；所述目标对象包括：舱口、舱盖和克令吊。

2.根据权利要求1所述的船舶的定位方法，其特征在于，所述根据所述平移矩阵对所述船舶的目标对象在所述船体坐标系的坐标进行处理，确定所述目标对象在所述码头坐标系的坐标的步骤具体包括：

获取所述船舶的航向角、横滚角以及俯仰角；

根据所述航向角、所述横滚角以及所述俯仰角，确定旋转矩阵；其中，所述旋转矩阵用于反映所述船体坐标系与所述码头坐标系的旋转关系；

根据所述平移矩阵、所述旋转矩阵对所述目标对象在所述船体坐标系的坐标进行处理，确定所述目标对象在所述码头坐标系的坐标。

3.根据权利要求1所述的船舶的定位方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息确定所述第一定位模组在码头坐标系的坐标的步骤包括：

根据高斯投影法对所述第一位置信息进行处理，以计算出所述第一定位模组在所述码头坐标系的坐标。

4.一种装船机的定位方法，其特征在于，包括：

获取第二定位模组反馈的第二位置信息；所述第二定位模组设置在所述装船机上；

根据所述第二位置信息确定所述第二定位模组在码头坐标系的坐标；

根据所述装船机的作业机构与所述第二定位模组之间的相对位置关系以及所述第二定位模组在所述码头坐标系的坐标，确定所述作业机构在所述码头坐标系的坐标；其中，所述装船机的作业机构与所述第二定位模组之间的相对位置关系由以下步骤确定：

获取所述作业机构的姿态信息；

根据所述姿态信息确定所述作业机构在机械结构图中的姿态和装船作业时的实际姿态之间的变化，更新所述作业机构与所述第二定位模组之间的相对位置关系；

所述作业机构包括：装船机溜筒、臂架、大铲和门架。

5.根据权利要求4所述的装船机的定位方法，其特征在于，所述根据所述第二位置信息确定所述第二定位模组在码头坐标系的坐标的步骤包括：

根据高斯投影法对所述第二位置信息进行处理，以计算出所述第二定位模组在所述码头坐标系的坐标。

6.一种船舶的定位装置，其特征在于，所述船舶的定位装置包括：

第一数据获取模块，用于获取第一定位模组反馈的第一位置信息；所述第一定位模组设置在所述船舶上；

第一坐标确定模块，用于根据所述第一位置信息确定所述第一定位模组在码头坐标系的坐标；

平移矩阵确定模块，用于根据所述第一定位模组在所述码头坐标系的坐标和所述第一定位模组在船体坐标系的坐标，得到平移矩阵；其中，所述平移矩阵用于反映所述船体坐标系与所述码头坐标系的平移关系；

坐标转换模块，用于根据所述平移矩阵对所述船舶的目标对象在所述船体坐标系的坐标进行处理，确定所述目标对象在所述码头坐标系的坐标；所述目标对象为所述船舶上影响码头作业的对象；其中，得到目标对象在船体坐标系的坐标，包括：根据船舶结构图得到的目标对象在船舶上的位置，得到所述目标对象在船体坐标系中的坐标；所述目标对象包括：舱口、舱盖和克令吊。

7.根据权利要求6所述的船舶的定位装置，其特征在于，坐标转换模块还包括船舶姿态角获取单元、旋转矩阵确定单元以及坐标确定单元；

所述船舶姿态角获取单元用于获取所述船舶的航向角、横滚角以及俯仰角；

所述旋转矩阵确定单元用于根据所述航向角、所述横滚角以及所述俯仰角，确定旋转矩阵；其中，所述旋转矩阵用于反映所述船体坐标系与所述码头坐标系的旋转关系；

所述坐标确定单元用于根据所述平移矩阵、所述旋转矩阵对所述目标对象在所述船体坐标系的坐标进行处理，确定所述目标对象在所述码头坐标系的坐标。

8.一种装船机的定位装置，其特征在于，所述装船机的定位装置包括：

第二数据获取模块，用于获取第二定位模组反馈的第二位置信息；所述第二定位模组设置在所述装船机上；

第二坐标确定模块，用于根据所述第二位置信息确定所述第二定位模组在码头坐标系的坐标；

第三坐标确定模块，用于根据所述装船机的作业机构与所述第二定位模组之间的相对位置关系以及所述第二定位模组在所述码头坐标系的坐标，确定所述作业机构在所述码头坐标系的坐标

相对位置确定模块，用于获取所述作业机构的姿态信息，根据所述姿态信息确定所述作业机构在机械结构图中的姿态和装船作业时的实际姿态之间的变化，更新所述作业机构与所述第二定位模组之间的相对位置关系；

所述作业机构包括：装船机溜筒、臂架、大铲和门架。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

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