CN114371721A - 无人飞行器系统、海洋船舶控制系统和用于控制海洋船舶导航系统的方法 - Google Patents

无人飞行器系统、海洋船舶控制系统和用于控制海洋船舶导航系统的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种无人飞行器系统、海洋船舶控制系统和用于控制海洋船舶导航系统的方法。尤其是，本公开涉及无人飞行器的无人飞行器系统、布置在海洋船舶上的控制系统、以及用于控制海洋船舶的导航系统的方法。本公开能够改进海洋船舶在系泊位置的靠泊情况下的操作。

Description

无人飞行器系统、海洋船舶控制系统和用于控制海洋船舶导 航系统的方法
技术领域
本公开涉及无人飞行器的无人飞行器系统、布置在海洋船舶上的控制系统以及用于控制海洋船舶的导航系统的方法。
背景技术
目前，海洋船舶通常使用GPS系统或其他合适的导航系统在海上作业。因此，导航系统可以将海洋船舶的操作者引导到其最终目的地，并警告操作者避免在浅水等处使海洋船舶转向。
然而，当海洋船舶到达海港或港口进行靠泊(docking)时，经常有无法找到合适的系泊位置(mooring position)的问题。在海港/港口处，通常存在很多其他船只和/或轮船。这些船只/轮船的大小不同，并且在相当繁忙的环境中可能很难在它们之间正确导航。因此，在海港/港口处寻找合适的系泊位置进行靠泊方面存在问题。
发明内容
因此，本公开的一个目的是至少部分地克服海洋船舶在靠泊情况下的上述缺陷。
根据第一方面，提供了一种无人飞行器的无人飞行器系统，该无人飞行器系统包括飞行器控制器，该飞行器控制器包括飞行器接收器和飞行器发射器，该飞行器发射器被配置为向海洋船舶的控制系统的接收器发射无线信号，其中，该无人飞行器系统还包括连接到飞行器控制器的图像采集系统，该飞行器控制器被配置为：从图像采集单元接收图像信号，该图像信号指示了用于海洋船舶的系泊位置；并且将指示该系泊位置的区域尺寸的信号传送到海洋船舶的控制系统。
术语“系泊位置”应被解释为用于具有长度尺寸和/或宽度尺寸的海洋船舶的靠泊区域，其中，该长度或宽度中的至少一个可能是受限的，这取决于与空间限制障碍物相关的系泊位置。因此，术语“区域尺寸”应被解释为系泊位置的长度、宽度和/或整个面积。因此，系泊位置是用于海洋船舶靠泊的区域。因此，所传送的信号用作系泊位置的区域的指示，用于确定其尺寸是否适合特定的海洋船舶。如上所述，所述信号是该区域的指示。这应被解释为：飞行器控制器可以自己确定特定区域，或者将图像传送到海洋船舶的控制系统的接收器。在后一种情况下，海洋船舶的控制系统将确定/计算系泊位置的区域。
本公开的一个优点是：无人飞行器系统可以快速扫描合适的系泊位置以靠泊该海洋船舶，并且该海洋船舶不需要进入可能拥挤的容易发生有压力情况的海港。由于飞行器控制器与海洋船舶的控制系统持续通信，因此可以向操作者或自主控制的转向系统提供海洋船舶附近的系泊位置的即时数据。而且，操作者或自主控制的转向系统可以快速忽略不适合特定的海洋船舶尺寸的系泊位置。因此，随着用于寻找合适的系泊位置的时长减少，海洋船舶的靠泊将得到改善。
根据示例实施例，所述飞行器控制器可进一步被配置为：基于图像信号来确定系泊位置在海平面上的区域尺寸。因此，如上所述，飞行器控制器确定系泊位置的区域尺寸。由此，海洋船舶的控制系统直接接收这些尺寸，而无需进行任何计算。系泊位置的尺寸可以快速地提供给海洋船舶的操作者。而且，根据示例实施例，该信号可以指示系泊位置的地理位置。因此，如果海港的尺寸适合于特定的海洋船舶尺寸，该地理位置(例如在海港处)可以使得能够将海洋船舶引导到该地理位置。优选地，该地理位置可以是系泊位置的坐标。
根据示例实施例，所述飞行器控制器可以基于由图像采集单元采集的参考图像来确定海平面上的区域，该参考图像包括预定义尺寸。
优选地，所述飞行器控制器包括海拔传感器，或包括用于确定海平面以上的当前海拔的其他类似系统。所述飞行器控制器优选还包括加速度计/陀螺仪以及定位系统。该定位系统优选是GPS或等效物。
由此，虽然系泊位置与无人飞行器相距较远，但仍可以高精度地确定系泊位置的尺寸/区域。
根据示例实施例，所述无人飞行器系统可进一步被配置为：基于从海洋船舶的控制系统接收到的信号来控制无人飞行器，以对预定义区域进行图像扫描；以及识别该预定义区域处的潜在系泊位置。
该预定义区域优选形成海港/港口的一部分，或者优选是整个海港/港口。
根据示例实施例，所述图像采集单元可以是立体视觉相机。其他替代方案也是可以想到的，例如用于通过图像采集单元执行测量的视觉相机和激光的组合。作为另一种替代方案，可以使用CCD相机。本领域技术人员会理解，其他类型的图像采集单元也是可以想到的。
根据示例实施例，所述无人飞行器可以是无人机。无人机特别有用，因为它可以很容易地从海洋船舶上控制，并且可以快速扫描该海洋船舶的周围环境。
根据第二方面，提供了一种布置在海洋船舶上的控制系统，该控制系统能够连接到海洋船舶的海洋船舶导航系统，并且包括发射器和接收器，该接收器被配置为从无人飞行器系统的飞行器发射器接收无线信号，该控制系统被配置为：从无人飞行器系统获得信号，该信号指示了海洋船舶的系泊位置在海平面上的区域尺寸；将该区域尺寸与海洋船舶的具体尺寸进行比较；并且当系泊位置的区域尺寸大于海洋船舶的尺寸时，控制海洋船舶导航系统以将海洋船舶靠泊在所述系泊位置。
因此，并且如上所述，可以快速地控制海洋船舶以靠泊在合适的系泊位置。
术语“海洋船舶的具体尺寸”应被解释为特定海洋船舶的长度、宽度和/或面积。该海洋船舶可以由操作者控制(即，手动控制)或是自主控制的。
根据示例实施例，所述控制系统可以进一步被配置为：当系泊位置的区域尺寸大于海洋船舶的尺寸时，控制海洋船舶导航系统以将海洋船舶自主地靠泊在系泊位置。
因此，海洋船舶的自动驾驶仪可以将海洋船舶引导到系泊位置并且靠泊该海洋船舶。在相对没有经验的操作者在紧靠系泊位置靠泊的情况下(即，系泊位置的区域尺寸与海洋船舶的具体尺寸基本相同的情况)，这是有利的。
根据示例实施例，所述海洋导航系统可以被布置为：当海洋船舶在距系泊位置的预定距离内时，引导该海洋船舶以靠泊在系泊位置。
根据示例实施例，所述海洋导航系统可以被布置为：当海洋船舶在距系泊位置的预定距离内时，使该海洋船舶靠泊。
由此，当海洋船舶布置得相对靠近系泊位置时，所述海洋导航系统可以“接管”转向操作。
根据示例实施例，所述海洋导航系统可以被布置为：当海洋船舶在距系泊位置的预定距离之外时，在朝向系泊位置的方向上引导该海洋船舶的操作者。因此，仅向操作者提供了合适的系泊位置的指示。操作者可以根据该指示来做出决定，以选择所选定的系泊位置或指示无人飞行器扫描替代的系泊位置。
根据示例实施例，所述控制系统可进一步被配置为向无人飞行器系统传送导航信号，这些导航信号指示了无人飞行器系统所期望的导航。因此，一个优点是可以从海洋船舶上控制无人飞行器的导航。
第二方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面所描述的效果和特征。
因此，基于上面对第一方面和第二方面的描述，本公开涉及一种导航系统。该导航系统包括根据上述第一方面的无人飞行器系统和根据上述第二方面的控制系统。
根据第三方面，提供了一种用于控制海洋船舶的导航系统的方法，该导航系统被无线连接到包括图像采集系统的无人飞行器系统，该方法包括：从无人飞行器的图像采集单元获得图像信号，该图像信号指示了海洋船舶的系泊位置在海平面上的区域尺寸；将海平面上的区域尺寸与海洋船舶的具体尺寸进行比较；并且当系泊位置的区域尺寸大于海洋船舶的尺寸时，控制导航系统以将海洋船舶靠泊在系泊位置。
将所述区域尺寸与海洋船舶的具体尺寸进行比较的步骤可以由无人飞行器系统执行，或者由布置在海洋船舶上的控制系统执行。
第三方面的其他效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一和第二方面所描述的效果和特征。
根据第四方面，提供了一种携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件用于当程序组件在计算机上运行时执行第三方面的步骤。
根据第五方面，提供了一种计算机程序，其包括程序代码组件，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行第三方面的步骤。
当研究所附权利要求书和以下描述时，进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员将意识到，在不脱离本公开的范围的情况下，不同的特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例之外的实施例。
附图说明
通过以下对示例性实施例的、说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解上述以及其他目的、特征和优点，其中：
图1是示出了根据示例实施例的海洋船舶和无人飞行器的透视图；
图2是根据示例实施例的布置在海洋船舶上的控制系统以及无人飞行器的无人飞行器系统的示意图；并且
图3是根据示例实施例的用于控制图1中的海洋船舶的导航系统的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，且不应被解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元素。
特别参考图1，描绘了海洋船舶2000驶入码头300以进行靠泊。海洋船舶2000配备有无人飞行器1000(在下文中也称为无人机)。特别地，海洋船舶2000的控制系统200(图2更详细地示出)操作该无人机在码头300周围盘旋以识别码头300处的当前情况。因此，当海洋船舶2000到达码头时，海洋船舶2000的操作者可以启动该无人机的操作，以对码头环境进行扫描。因此，控制系统200可以被布置为将导航信号传送到该无人机，以从上方对海洋船舶附近的特定区域进行扫描。
根据示例实施例，无人飞行器1000可以属于码头300。在这种情况下，当海洋船舶2000到达码头300时，海洋船舶2000的控制系统200连接到该码头的无人飞行器1000。当海洋船舶到达该码头时，控制系统200和无人飞行器1000之间的连接例如可以通过使用合适的配对系统使系统彼此配对来执行。作为替代方案，无人飞行器1000当然也可属于该海洋船舶。
特别地，无人机1000被配置为使用图像采集单元102(见图2)来识别码头300处的潜在系泊位置500、502，以便该海洋船舶靠泊。因此，无人机1000的飞行器控制器110从图像采集单元102接收潜在系泊位置500、502的图像信号。
飞行器控制器110可以向海洋船舶2000的控制系统200传送指示了系泊位置500、502的区域的信号，由此，该海洋船舶确定了系泊位置500、502的具体尺寸D1、D2。作为替代方案，飞行器控制器110自身可以确定该尺寸/区域，并将系泊位置500、502的尺寸/区域D1、D2传送到海洋船舶2000的控制系统200。从飞行器控制器110传送的信号优选还指示了系泊位置500、502的地理位置，例如指示了系泊位置500、502的坐标。
因此，海洋船舶2000的控制系统200从飞行器控制器110接收指示了系泊位置500、502在海平面上的区域的信号。控制系统200将系泊位置500、502的尺寸D1、D2与海洋船舶的具体尺寸进行比较，以确定潜在系泊位置500、502是否适合于该海洋船舶，即，海洋船舶2000是否能够正确靠泊在所述系泊位置。海洋船舶的具体尺寸例如可以是海洋船舶2000的最大长度和/或最大宽度。
如果系泊位置500、502的尺寸大于海洋船舶的尺寸，则海洋船舶导航系统210(见图2)控制海洋船舶2000(通过操作者的手动操作，或自主操作)，以将海洋船舶靠泊在系泊位置。海洋船舶导航系统210还从飞行器控制器110接收系泊位置500、502的地理位置，从而接收系泊位置500、502位于何处的信息。
在图1描绘的所示出的实施例中，第一潜在系泊位置500具有长度尺寸D1，该长度尺寸D1被与海洋船舶2000的长度进行比较。第二潜在系泊位置502具有宽度D2，该宽度D2被与海洋船舶2000的最大宽度进行比较。如果海洋船舶2000的长度大于第一潜在系泊位置500的长度D1，而海洋船舶2000的最大宽度小于第二潜在系泊位置502的宽度D2，则将引导该海洋船舶靠泊在第二系泊位置502。
根据示例实施例，一旦确定了合适的系泊位置502，所述海洋导航系统被布置为：当海洋船舶在距系泊位置502的预定距离内时，使该海洋船舶靠泊在系泊位置502处。因此，当海洋船舶2000在距系泊位置502的预定距离之外时，操作者可以被朝向所选择的系泊位置502引导，之后，当处于距系泊位置502的预定距离内时，可以执行自主靠泊。
这些系泊位置在海平面上的区域D1、D2可以通过使用由图像采集单元300采集的参考对象310、320来确定。参考对象310、320包括预定的/预先已知的尺寸。由此，使用参考对象310、320的预定尺寸，可以生成参考图像，该参考图像连同例如与无人机在海面上方的高度有关的数据一起，可以确定系泊位置的具体区域。陀螺仪也可以结合海拔信号和参考图像来确定系泊位置500、502的尺寸/区域D1、D2。
作为非限制性示例，所述参考对象可以是位于海洋船舶上的光学标记310。作为另一示例，所述参考对象可以是标准化尺寸，例如位于地平面的两个路灯之间的图示距离320。另一个例子可以是海洋船舶的长度。因此，所述参考图像包括指示海洋船舶本身的数据，这些尺寸是事先已知的。
为了描述各种系统，参考图2。可以看到，无人机1000包括无人飞行器系统100。无人飞行器系统100包括飞行器控制器110，该飞行器控制器110包括被布置成用于接收信号的飞行器接收器104、以及被布置成用于发送信号的飞行器发射器106。特别地，这些信号是无线传输的。无人飞行器系统100还包括图像采集单元102，其通过有线方式连接到飞行器控制器110，或者被布置成将图像信号以无线方式发送到飞行器控制器110的接收器。作为非限制性示例，图像采集单元102可以是立体视觉相机。
无人飞行器系统100还可以包括能够确定码头处的当前风况的风力检测装置(未示出)。由此，海洋船舶2000的无人飞行器系统100和/或控制系统200可以基于当前风况来确定用于该海洋船舶的合适的系泊位置。具体来说，由于与限制系泊位置空间的障碍物的定位有关的风向，熟练的船长可以评估，具有合适尺寸的系泊位置可能由于该特定位置处的强风而不再适合。该风况可以提供给控制系统200和100之一，其中，如果风力高于预定极限并且风向相对于限制系泊位置空间的障碍物在特定角度区间内，则控制系统可以建议不使用特定的系泊位置(反之，则有可能使用)。
此外，该海洋船舶包括上述控制系统200。海洋船舶2000的控制系统200包括接收器204和发射器206。因此，发射器206被配置为向飞行器接收器104发送信号，并且接收器204被配置为从飞行器发射器106接收信号和/或图像信号。
此外，海洋船舶2000的控制系统200还包括海洋船舶导航系统210。由此，可以向海洋船舶2000的操作者提供从由无人机1000的图像采集单元102采集的图像中接收的、码头300处的周围环境的详情。海洋船舶导航系统210还可以指示到达所选择的系泊位置(这里被表示为第一系泊位置500)的合适操作路线。作为又一示例，海洋船舶导航系统210可以连接到自主海洋船舶操作系统(未示出)，以自主地操作该海洋船舶靠泊在所选择的系泊位置。
海洋船舶的飞行器控制器和控制系统均可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备。海洋船舶的飞行器控制器和控制系统还可以包括或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在海洋船舶的飞行器控制器和控制系统包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器等的可编程设备的情况下，该处理器可以还包括控制所述可编程设备的运行的计算机可执行代码。
为了总结，参考图3，图3示出了用于控制上述海洋船舶2000的导航系统的方法的流程图。当该海洋船舶到达码头300处或其他用于靠泊的区域时，获得S1来自图像采集单元102的图像信号。该图像信号指示了海洋船舶2000的潜在系泊位置500、502在海平面上的区域/尺寸。将潜在系泊位置500、502的区域与海洋船舶的具体尺寸进行比较S2。因此，将海洋船舶的尺寸与潜在系泊位置的尺寸进行相互比较，并且当系泊位置的区域大于海洋船舶的尺寸时，控制S3该导航系统以将海洋船舶靠泊在所述系泊位置。如上文已经描述的，该导航系统因此可以将海洋船舶2000的操作者引导到用于靠泊的系泊位置，或提供该海洋船舶2000的自主靠泊。
应当理解，本公开不限于上文所述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将意识到，可以在所附权利要求书的范围内做出许多修改和变型。

Claims (14)

1.一种无人飞行器的无人飞行器系统，所述无人飞行器系统包括飞行器控制器，所述飞行器控制器包括飞行器接收器和飞行器发射器，所述飞行器发射器被配置为将无线信号发送到海洋船舶的控制系统的接收器，其中，所述无人飞行器系统还包括连接到所述飞行器控制器的图像采集系统，所述飞行器控制器被配置为：
从图像采集单元接收图像信号，所述图像信号指示了用于所述海洋船舶的系泊位置；并且
将指示所述系泊位置的区域尺寸的信号传送到所述海洋船舶的所述控制系统。
2.根据权利要求1所述的无人飞行器系统，其中，所述飞行器控制器被进一步配置为：
基于所述图像信号来确定所述系泊位置在海平面上的所述区域尺寸。
3.根据权利要求2所述的无人飞行器系统，其中，所述飞行器控制器基于由所述图像采集单元采集的参考图像来确定海平面上的所述区域，所述参考图像包括预定义尺寸。
4.根据权利要求1所述的无人飞行器系统，其中，所述无人飞行器系统被进一步配置为：
基于从所述海洋船舶的控制系统接收到的信号来控制所述无人飞行器，以对预定义区域进行图像扫描；以及
-识别所述预定义区域处的潜在系泊位置。
5.根据权利要求1所述的无人飞行器系统，其中，所述图像采集单元是立体视觉相机。
6.根据权利要求1所述的无人飞行器系统，其中，所述无人飞行器是无人机。
7.一种控制系统，所述控制系统布置在海洋船舶上，所述控制系统能够连接到所述海洋船舶的海洋船舶导航系统，并且包括发射器和接收器，所述接收器被配置为从无人飞行器系统的飞行器发射器接收无线信号，所述控制系统被配置为：
从所述无人飞行器系统获得信号，该信号指示了用于所述海洋船舶的系泊位置在海平面上的区域尺寸；
将所述区域尺寸与所述海洋船舶的具体尺寸进行比较；并且
当所述系泊位置的所述区域尺寸大于所述海洋船舶的所述尺寸时，控制所述海洋船舶导航系统以将所述海洋船舶靠泊在所述系泊位置。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述控制系统被进一步配置为：
当所述系泊位置的所述区域尺寸大于所述海洋船舶的所述尺寸时，控制所述海洋船舶导航系统以将所述海洋船舶自主地靠泊在所述系泊位置。
9.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述海洋船舶导航系统被布置为：当所述海洋船舶在距所述系泊位置的预定距离内时，引导所述海洋船舶以靠泊在所述系泊位置。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所述海洋船舶导航系统被布置为：当所述海洋船舶在距所述系泊位置的所述预定距离内时，使所述海洋船舶靠泊。
11.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所述海洋船舶导航系统被布置为：当所述海洋船舶在距所述系泊位置的所述预定距离之外时，在朝向所述系泊位置的方向上引导所述海洋船舶的操作者。
12.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述控制系统被进一步配置为向所述无人飞行器系统传送导航信号，所述导航信号指示了所述无人飞行器系统所期望的导航。
13.一种用于控制海洋船舶的导航系统的方法，所述导航系统被无线连接到包括图像采集系统的无人飞行器系统，所述方法包括：
从无人飞行器的图像采集单元获得图像信号，所述图像信号指示了用于所述海洋船舶的系泊位置在海平面上的区域尺寸；
将海平面上的所述区域尺寸与所述海洋船舶的具体尺寸进行比较；以及
当所述系泊位置的所述区域尺寸大于所述海洋船舶的所述尺寸时，控制所述导航系统以将所述海洋船舶靠泊在所述系泊位置。
14.一种携载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，当所述程序代码组件在计算机上运行时，所述程序代码组件用于执行权利要求13所述的方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3985644A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-20 Volvo Penta Corporation An unmanned aircraft system, a control system of a marine vessel and a method for controlling a navigation system of a marine vessel
US20230221724A1 (en) * 2022-01-10 2023-07-13 Ford Global Technologies, Llc System and method for assisting a docking operation
US20240111286A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 Honda Motor Co., Ltd. Autonomous control system and method for vessel
WO2024118008A1 (en) * 2022-11-30 2024-06-06 Yas Bilisim Teknolojileri Anonim Sirketi Marina control system
CN115616610B (zh) * 2022-12-19 2023-03-21 陕西欧卡电子智能科技有限公司 船舶通过桥梁的检测方法、装置、计算机设备及存储介质

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007085A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Fuji Heavy Ind Ltd 浮体式洋上風車
WO2015171346A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Aquantis, Inc. Marine subsurface data center vessel
KR20160062286A (ko) * 2014-11-24 2016-06-02 (주)세이프텍리서치 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 그 방법
US20160157414A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Deere & Company Scouting systems
US20160267435A1 (en) * 2014-02-04 2016-09-15 Gilbert Eid Watercraft mooring and managing based on watercraft remote identification
CN106005264A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 哈尔滨工程大学 一种基于自动监测控制技术的钻井平台推进器辅助锚泊定位系统
KR20170133010A (ko) * 2016-05-25 2017-12-05 (주)주인정보시스템 카메라 영상을 이용한 선박의 안전접안 시스템 및 그 방법
WO2018130795A1 (fr) * 2017-01-13 2018-07-19 Athanor Engineering Dispositif et procédé d'établissement de situation de zone aéromaritime
CN108470470A (zh) * 2018-03-01 2018-08-31 上海北清通用航空有限公司 一种用于船舶靠泊管理的航拍测距系统及方法
WO2018232376A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 FLIR Belgium BVBA Autonomous and assisted docking systems and methods
CN208284101U (zh) * 2018-03-01 2018-12-25 上海北清通用航空有限公司 一种用于船舶靠泊管理的航拍测距系统
CN109360385A (zh) * 2018-12-12 2019-02-19 重庆交通大学 对船舶靠泊安全状态的监测方法及装置
CN110177741A (zh) * 2016-11-14 2019-08-27 沃尔沃遍达公司 用于操作包括多个推进单元的船舶的方法
CN110831851A (zh) * 2017-07-14 2020-02-21 沃尔沃遍达公司 水上船舶推进单元校准方法
EP3647829A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-06 Xocean Limited Image processing for an unmanned marine surface vessel
US20200202115A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Subaru Corporation Aircraft
JP2020102257A (ja) * 2020-03-13 2020-07-02 楽天株式会社 無人航空機制御システム、無人航空機制御方法、及びプログラム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158498U (zh) * 1987-04-06 1988-10-18
JP6282193B2 (ja) * 2014-07-28 2018-02-21 クラリオン株式会社 物体検出装置
KR20170049893A (ko) * 2015-10-29 2017-05-11 현대중공업 주식회사 부유식 해양 플랜트용 추진 제어 시스템
CN107180220B (zh) * 2016-03-11 2023-10-31 松下电器（美国）知识产权公司 危险预测方法
US20220392211A1 (en) * 2017-06-16 2022-12-08 FLIR Belgium BVBA Water non-water segmentation systems and methods
US20220172464A1 (en) * 2018-06-15 2022-06-02 FLIR Belgium BVBA Water non-water segmentation systems and methods
US12071208B2 (en) * 2020-06-01 2024-08-27 Brunswick Corporation System and peripheral devices for a marine vessel
EP3985644A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-20 Volvo Penta Corporation An unmanned aircraft system, a control system of a marine vessel and a method for controlling a navigation system of a marine vessel
US11440679B2 (en) * 2020-10-27 2022-09-13 Cowden Technologies, Inc. Drone docking station and docking module
US20220404839A1 (en) * 2021-06-22 2022-12-22 Vadim Tzukerman Systems, apparatus, and methods for remote monitoring and pilotage

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007085A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Fuji Heavy Ind Ltd 浮体式洋上風車
US20160267435A1 (en) * 2014-02-04 2016-09-15 Gilbert Eid Watercraft mooring and managing based on watercraft remote identification
WO2015171346A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Aquantis, Inc. Marine subsurface data center vessel
KR20160062286A (ko) * 2014-11-24 2016-06-02 (주)세이프텍리서치 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 그 방법
US20160157414A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Deere & Company Scouting systems
CN106005264A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 哈尔滨工程大学 一种基于自动监测控制技术的钻井平台推进器辅助锚泊定位系统
KR20170133010A (ko) * 2016-05-25 2017-12-05 (주)주인정보시스템 카메라 영상을 이용한 선박의 안전접안 시스템 및 그 방법
CN110177741A (zh) * 2016-11-14 2019-08-27 沃尔沃遍达公司 用于操作包括多个推进单元的船舶的方法
WO2018130795A1 (fr) * 2017-01-13 2018-07-19 Athanor Engineering Dispositif et procédé d'établissement de situation de zone aéromaritime
WO2018232376A1 (en) * 2017-06-16 2018-12-20 FLIR Belgium BVBA Autonomous and assisted docking systems and methods
EP3639105A1 (en) * 2017-06-16 2020-04-22 Flir Belgium BVBA Autonomous and assisted docking systems and methods
CN110831851A (zh) * 2017-07-14 2020-02-21 沃尔沃遍达公司 水上船舶推进单元校准方法
CN108470470A (zh) * 2018-03-01 2018-08-31 上海北清通用航空有限公司 一种用于船舶靠泊管理的航拍测距系统及方法
CN208284101U (zh) * 2018-03-01 2018-12-25 上海北清通用航空有限公司 一种用于船舶靠泊管理的航拍测距系统
EP3647829A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-06 Xocean Limited Image processing for an unmanned marine surface vessel
CN109360385A (zh) * 2018-12-12 2019-02-19 重庆交通大学 对船舶靠泊安全状态的监测方法及装置
US20200202115A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Subaru Corporation Aircraft
JP2020102257A (ja) * 2020-03-13 2020-07-02 楽天株式会社 無人航空機制御システム、無人航空機制御方法、及びプログラム

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CN114371721B (zh) 2024-06-11
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