基于激光测距的船舶防撞定位系统设计.pdf

第28卷第6期应用激光Vol.28,No.6
2008年12月APPLIEDLASERDecember2008

基于激光测距的船舶防撞定位系统设计3
章坚武,张数明
(杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018)

提要介绍一种基于激光测距的船舶防撞定位报警系统的设计原理,给出了系统的硬件设计和程序设计方法。在船舶上合
理布置激光测距传感器,利用反射激光测量待测距离。实时自主的监测目标船舶与周围船舶的距离和方位,当进入待测领域
的船只与目标船舶达到设定的安全距离时,实现声光报警,避免船舶相撞。由于整个系统的经济性和精确性,适合中小船舶
的需求。
关键词激光测距传感器;船舶防撞;MSP430F449;TDC2GP2

DesignofShipAnti2collisionandPositionSystemBasedonLaserRangefinderSensor
ZhangJianwu,ZhangShuming
(CollegeofCommunicationEngineering,HangzhouDianziUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China)
AbstractThisthesisrecommendthedesignprincipleofthesystemwhichpreventingtheshipcollidingbaseonlaserrangefind2
ersensor,givessystematichardwaredesignschematicandmeansofprogramdesign.Intheshipexteriorinstallthesesensor
reasonable,thesystemachievestomeasurethedistancebetweentheshipandobstaclebydetectivelaserthatreflectedbyobsta2
cle.Thesystemcanautoandreal2timeinspectthedistanceandpositionbetweentheshipandobstaclearound.Ifthemeasure2
mentresultisbeyondthethreshold,thesystemwillgiveanalarmtoavoidcollision.Thissystemissoeconomicalandaccurate
thatitsatisfiesthedemandofmiddleorsmallmarines.
KeywordsLaserRangefinderSensor;shipanti2collision;MSP430F449;TDC2GP2

1引言无论是传统的雷达和ARPA技术,还是自动识
为了实现船舶安全航行,航运技术主要采取别系统AIS,都是确保海上安全运行,防止碰撞的有
两种主要的措施,一方面是船靠港时依赖于船舶力手段,但是从我国目前的实际情况来看,大型的商
交通管理系统(VesselTrafficService,VTS),另一船具备条件配备较为完备的检测系统,而中等船只
方面是船与船航行时依赖于船舶逼撞规则。而雷和一般轻型吨位的渔船,由于现有设备的昂贵,很难
达一直是这两个方面的主要观测设备,用来检测达到大范围的普及。因此,对于中小船只,高性价比
[1]
和识别船只。作为普通雷达的发展,自动雷达标的防撞系统是必需的。
绘仪(AutomaticRadarPlottingAids,ARPA)早已激光器件及测量技术的发展为解决海上船舶
作为现代大型船舶上用于避免碰撞的主要仪器得防撞提供了一个新的途径,它使得船舶导航,逼撞
到普遍使用,对减少船舶碰撞发挥了重要的作用。甚至停靠的自动化和自适应成为可能。激光测距
随着计算机和通信技术以及自动化技术的发展,具有高方向性,高单色性,高亮度,测量速度快等
国际海事组织和国际电联确定了船舶自动识别系优点,尤其是对雨雾有一定的穿透能力,大气抗干
统(AutomaticIdentificationSystem,AIS)作为未来扰能力强[6]。结合海上船舶间测距的特点,可以
海上识别,检测和通信系统。AIS系统加强了“船采用脉冲激光测距来及时连续的测量目标船只与
-岸”通信和“船-船”通信,提高了船舶航行安周围船只的距离。
全,避免了海上碰撞。

3基金项目:浙江省自然科学基金项目(项目编号:R105473)
收稿日期:2008207210
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2船舶防撞定位系统组成2.2激光测距传感器设计
本系统是基于成熟的激光测距理论而研制的具激光测距传感器主要由脉冲激光发射模块、光
有自主性的船舶防撞系统。主要由感测待测量信号信号接收与放大模块