CN117233652A - 一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，涉及船舶检验技术领域，包括如下步骤，S1：打开船舶自有的雷达，无人机上装备有对应的雷达应答器，确认可通过雷达应答器对无人机进行准确定位；S2：在雷达中确定无人机的定位线，定位线两侧分别为发光区域和断光区域；S3：打开航行灯，操纵无人机在飞行至定位线附近；S4：根据雷达的定位，操纵无人机在定位线平稳飞行，自航行灯发光区域越过定位线进入断光区域，或自断光区域越过定位线进入发光区域，通过无人机摄像头反馈的影像观察航行灯的灯光；S5：根据无人机位置以及反馈的影像判断检验是否合格。达到了操作简单、安全、高效、成本低、适用性强的效果。
Description
技术领域
本发明涉及船舶检验技术领域，特别涉及一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法。
背景技术
船舶航行信号灯角度检验和调整是船舶下水后必须的工作。传统的方式是在试航时，使用拖轮绕船航行进行检测，需要多名人员配合，定位难点大、精度低，检验过程耗时长，成本高，且试航时风浪大，安全性差。
为解决上述问题，国内也出现了使用无人机改善检验航行信号灯角度的方法的研究，例如在专利号为CN202111097931.4中国专利“一种基于无人机的船舶航行信号灯检验方法”中，在船舶两侧的地面上绘制参考线，在参考线上选择合适的定位点点，操纵无人机飞行至定位点指定高度处，通过无人机反馈的视频检验和调整航行信号灯的角度；
但是，该方法使用地面上的定位线和定位点对无人机进行定位，因此其应用局限于船舶位于船坞或船台、周围有能够绘制定位线的开阔场地的陆上场景，无法应用于在码头、开阔水域或周围无开阔区域的陆上场地等其他场景对航行信号灯进行检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，具有操作简单、安全、高效、成本低、适用性强的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，包括如下步骤，
S1：打开船舶自有的雷达，无人机上装备有对应的雷达应答器，确认可通过雷达应答器对无人机进行准确定位；
S2：在雷达中确定无人机的定位线，定位线两侧分别为航行发光区域和断光区域；
S3：打开航行灯，操纵无人机在飞行至定位线附近；
S4：根据雷达的定位，操纵无人机在定位线附近缓慢平稳飞行，自航行灯发光区域越过定位线进入断光区域，或自断光区域越过定位线进入发光区域，通过无人机摄像头反馈的影像观察航行灯的灯光；
S5：根据无人机位置以及反馈的影像判断检验是否合格。
通过采用上述技术方案，使用该航行信号灯角度检测方法，无需开阔的场地绘制定位线，使得上述方法可以应用于船坞、船台、码头、水域中等各种有需要的场景；对雷达应答器安装、无人机飞行稳定性无过高要求，其操作简单、安全、高效、成本低、适用性强。
更进一步地，无人机的定位线为雷达中需要检验的航行灯在无人机飞行高度处水平光弧的理论边界线。
更进一步地，所述理论边界线确定条件包括船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置和高度、无人机飞行高度、船舶纵倾。
更进一步地，对于检验时纵倾为0的船舶，根据船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置，直接在雷达中确定所述理论边界线。
更进一步地，对于检验时船舶纵倾为α的船舶，理论边界线在纵倾为0时边界线的基础上根据船舶纵倾、无人机和航行灯之间的高度差进行调整确定。
更进一步地，在无人机飞行高度处，纵倾为0时边界线上的点a，调整后作为理论边界线上的对应点为a’，a点与航行灯之间在水平面投影上沿船长方向的距离为L，a点与航行灯之间的高度差为ΔH，a’与a点之间的距离为L’，L’=ΔH×tanα+L×(1/cosα-1)。
更进一步地，步骤S5中，无人机可以在多个点进行检测，也可沿定位线航行进行检测。
更进一步地，步骤S5中，无人机位置在雷达中进行确定；若无人机在发光区域靠近定位线位置处可以观测到航行灯灯光，越过定位线进入断光区域后即观测不到航行灯灯光，或无人机在断光区域靠近定位线位置处观测不到航行灯灯光，越过定位线进入发光区域后即可以观测到航行灯灯光，则证明检验合格；否则不合格，需调整航行灯角度，直至合格为止。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
相比于现有检验方法，本发明的优点在于应用场景广，无需开阔的场地绘制定位线，可以应用于船坞、船台、码头、水域中等各种有需要的场景；对雷达应答器安装、无人机飞行稳定性无过高要求，操作简单。
附图说明
图1是本发明中各航行灯和定位线的分布示意图；
图2为根据纵倾调整定位线的原理示意图；
图3为使用无人机的检验方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，如图1所示，包括如下步骤，
S1：打开船舶自有的雷达，无人机上装备有对应的雷达应答器，且安装位置靠近无人机摄像头，确认可通过雷达应答器对无人机进行准确定位；
S2：在雷达中确定无人机的定位线，定位线两侧分别为航行发光区域A和断光区域B；
本实施例中，无人机的定位线为雷达中需要检验的航行灯在无人机飞行高度处水平光弧的理论边界线；理论边界线确定条件包括船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置和高度、无人机飞行高度和船舶纵倾；
具体的，对于检验时纵倾为0的船舶，根据船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置，直接在雷达中确定理论边界线；
对于检验时纵倾为α的船舶，理论边界线在纵倾为0时边界线的基础上，根据船舶纵倾、无人机和航行灯之间的高度差进行调整确定；
在无人机飞行高度处，纵倾为0时边界线上的点a，调整后作为理论边界线上对应的点为a’，a点与航行灯之间在水平面投影上沿船长方向的距离为L，a点与航行灯之间的高度差为ΔH，a’与a点之间的距离为L’，L’=ΔH×tanα+L×(1/cosα-1)。
S3：打开航行灯，操纵无人机在飞行至定位线附近；
S4：根据雷达的定位，操纵无人机在定位线附近缓慢平稳飞行，自航行灯发光区域A越过定位线进入断光区域B，或自断光区域B越过定位线进入发光区域A，通过无人机摄像头反馈的影像观察航行灯的灯光；
S5：根据无人机位置以及反馈的影像判断检验是否合格；具体的，无人机可以在多个点进行检测，也可沿定位线航行进行检测，其位置雷达中进行确定；航行灯灯光应在发光区域A可见，在断光区域B不可见;
若无人机在发光区域A靠近定位线位置处可以观测到航行灯灯光，越过定位线进入断光区域B后即观测不到航行灯灯光，或无人机在断光区域B靠近定位线位置处观测不到航行灯灯光，越过定位线进入发光区域A后即可以观测到航行灯灯光，则证明检验合格；否则不合格，需调整航行灯角度，直至合格为止。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：打开船舶自有的雷达，无人机上装备有对应的雷达应答器，确认可通过雷达应答器对无人机进行准确定位；
S2：在雷达中确定无人机的定位线，定位线两侧分别为航行发光区域和断光区域；
S3：打开航行灯，操纵无人机在飞行至定位线附近；
S4：根据雷达的定位，操纵无人机在定位线附近缓慢平稳飞行，自航行灯发光区域越过定位线进入断光区域，或自断光区域越过定位线进入发光区域，通过无人机摄像头反馈的影像观察航行灯的灯光；
S5：根据无人机位置以及反馈的影像判断检验是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：无人机的定位线为雷达中需要检验的航行灯在无人机飞行高度处水平光弧的理论边界线。
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：所述理论边界线确定条件包括船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置和高度、无人机飞行高度、船舶纵倾。
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：对于检验时纵倾为0的船舶，根据船首方向、航行灯理论发光范围、航行灯的水平位置，直接在雷达中确定所述理论边界线。
5.根据权利要求3或4所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：对于检验时船舶纵倾为α的船舶，理论边界线在纵倾为0时边界线的基础上根据船舶纵倾、无人机和航行灯之间的高度差进行调整确定。
6.根据权利要求5所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：在无人机飞行高度处，纵倾为0时边界线上的点a，调整后作为理论边界线上的对应点为a’，a点与航行灯之间在水平面投影上沿船长方向的距离为L，a点与航行灯之间的高度差为ΔH，a’与a点之间的距离为L’，L’=ΔH×tanα+L×(1/cosα-1)。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：
步骤S5中，无人机可以在多个点进行检测，也可沿定位线航行进行检测。
8.根据权利要求1或7所述的一种基于无人机和雷达应答器的船舶航行信号灯角度检验方法，其特征在于：
步骤S5中，无人机位置在雷达中进行确定；若无人机在发光区域靠近定位线位置处可以观测到航行灯灯光，越过定位线进入断光区域后即观测不到航行灯灯光，或无人机在断光区域靠近定位线位置处观测不到航行灯灯光，越过定位线进入发光区域后即可以观测到航行灯灯光，则证明检验合格；否则不合格，需调整航行灯角度，直至合格为止。
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