一种船舶辅助泊岸方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105841688A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201510021342.6(22)申请日2015.01.15(71)申请人江苏南大五维电子科技有限公司地址210019江苏省南京市建邺区嘉陵江东街18号紫金（建邺）科技创业特别社区04栋6楼(72)发明人朱曦李媛媛闫锋李想曹汛潘巍松丁健文王继斌王军陈辰李大鹏李伟王文伫(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李媛媛(51)Int.Cl.G01C21/00(2006.01)G01C1/00(2006.01)G01C3/00(2006.01)权利要求书8页说明书16页附图4页(54)发明名称一种船舶辅助泊岸方法和系统(57)摘要本发明提供了一种船舶辅助泊岸方法和系统。该泊岸方法采用日盲紫外光成像法，包括采用至少两个日盲紫外光成像模块，根据其从预先在岸上设置的日盲紫外光源阵列所接收的光信号，计算船舶在泊岸过程中，相对于港口泊位岸线的位置和姿态。进一步地，当采用三个以上日盲紫外光成像模块时，本发明的方法和装置采用归一化自相关算法以及数据融合算法，用以提高船舶位置和姿态数据的精度。通过引用本发明所述船舶辅助泊岸方法和系统，能明显解决现行技术下船舶在雾天靠泊难度大以及现行技术中船舶引航靠泊装置受天气、环境等影响大的问题。CN105841688ACN105841688A权利要求书1/8页1.一种船舶泊岸方法，采用日盲紫外光成像法，确定船舶相对于岸线的位置关系，其特征在于，包括在所述船舶上设置至少两个日盲紫外光成像模块，所述日盲紫外光成像模块接收预先在岸上设置的日盲紫外光源阵列所发射的光信号，光信号由信号处理器处理后，得到所述日盲紫外光成像模块相对于有关泊位的位置关系，进而得到所述船舶相对于有关泊位岸线的位置关系数据。2.如权利要求1所述的船舶泊岸方法，其特征在于，该方法进一步包括：1)所述日盲紫外光成像模块分别接收预先在岸上设置的日盲紫外光源阵列所发出的日盲紫外光信号，测量所述船舶与有关泊位的位置关系信息，分别得出各自相对日盲紫外光源阵列的平移向量，并通过所述平移向量求出船体与目标点阵的距离；并且，2)所述信号处理器根据所接收到的日盲紫外光信号，计算出日盲紫外光成像模块之间的连线在目标点阵坐标系中的矢量表示，并根据所有日盲紫外光成像模块在所述船舶上的设置方式，求得船体在目标点阵坐标系的矢量表示，再根据预先设定或测定的码头岸线在目标点阵坐标系中的矢量表示，计算出船体轴线相对于岸线的姿态角，从而确定所述船舶相对于泊位岸线的位置和姿态。3.如权利要求2所述的船舶泊岸方法，其特征在于：采用不少于三个日盲紫外光成像模块，对各个日盲紫外光成像模块所测得的船舶相对于泊位的位置和/或角度信息进行整合处理，以得到代表船舶与岸线位置关系的数值。4.如权利要求3所述的船舶泊岸方法，其特征在于，信号处理器采用归一化自相关算法对所述船舶上的基准点相对于泊位的位置数据或船舶的方位角数据进行整合处理，通过整体误差分析获得一个由所有日盲紫外光成像模块组成的检测系统的可信度平均值的阈值以及每个日盲紫外光成像模块可信度的情况，利用该阈值滤除可信度较低的定位数据，进而获得最终的每个模块的可信度权重，之后利用该可信度权重对每个模块进行加权平均，得到最终的数据。5.如权利要求4所述的船舶泊岸方法，对所述船舶上的基准点相对于泊位的位置数据进行整合处理，其特征在于，用向量pi(xi,yi,zi)表示由N个日盲紫外光成像模块检测子系统返回的N组经角度和空间变换后的定位数据中的第i组定位数据，其中i＝1,2,3……N，x、y和z分别为N个日盲紫外光成像模块的三轴坐标值；所述经角度和空间变换后的定位数据，其获得方法为：在已知所有日盲紫外光成像模块的相对位置和船舶姿态角的情况下，利用空间位置关系与空间几何变换，将对不同测量模块的位置测量数据转化为对同一测量模块的位置测量数据；信号处理器采用归一化自相关算法的具体步骤为：采用归一化自相关系数NCC表示N个检测子系统返回定位数据的可信度：j＝1,2,3，…，N；设定一个由所有日盲紫外光成像模块组成的检测系统的可信度平均值的阈值G，并根据该阈值G滤除NCC较低的定位数据，进而获得最终的系统可信度权重w，表达式如下：2CN105841688A权利要求书2/8页从而得到关于船舶位置的最终的拟合定位数据：6.如权利要求4所述的船舶泊岸方法，其特征在于，对任一个姿态角的方向向量的三个分量α、β和γ进行整合处理采用归一化自相关算法，用向量qi(αi,βi,γi)表示由N个日盲紫外光成像模块检测子系统返回的N组向量角度数据，其中i＝1,2,3……N；采用归一化自相关系数表示每个日盲紫外光成像模块系统返