[发明专利]一种船舶间运动补偿方法及系统

权利要求书

1.一种船舶间运动补偿系统，其特征在于，包括：补给船、被补给船、Stewart平台、智能装卸设备、位姿传感器、第一测量设备和主控装置；

所述Stewart平台和位姿传感器固定设置于补给船上；

所述第一测量设备相对于补给船固定设置，用于测量被补给船的位姿信息；

所述智能装卸设备包括固定端和相对于固定端运动的运动端，所述固定端固定设置于Stewart平台的上端，所述运动端根据接受自主控装置的控制信号进行相应的运动；

所述主控装置分别电性连接于Stewart平台、位姿传感器、第一测量设备和智能装卸设备，位姿传感器、第一测量设备分别将测量到的信号发送至主控装置，主控装置根据计算结果控制Stewart平台和智能装卸设备进行相应运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括卷扬机构、悬挂载荷和第二测量设备；所述第二测量设备固定设置于智能装卸设备的运动端,用于测量悬挂载荷的位姿信息；所述悬挂载荷通过卷扬机构连接于智能装卸设备的运动端；所述主控装置还电性连接于第二测量设备和卷扬机构，第二测量设备将测量到的信号发送至主控装置，主控装置根据计算结果控制卷扬机构进行相应运动。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一测量设备包括激光雷达和双目视觉。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一测量设备固定设置于Stewart平台上部且靠近被补给船的一侧。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述第二测量设备包括双目视觉。

6.一种船舶间运动补偿方法，其特征在于：基于权利要求1～5中任一所述的系统，包括：

步骤1：位姿传感器检测补给船的六自由度运动信息并将其发送至主控装置；

步骤2：主控装置接收到补给船的六自由度运动信息后，进行运动学分析计算Stewart平台中各驱动单元的伸缩量，并控制各驱动单元进行运动，使得Stewart平台的上平台保持恒定；

步骤3：第一测量设备检测被补给船的运动位姿信息并将其发送至主控装置；

步骤4：主控装置根据被补给船的运动位姿信息，计算智能装卸设备运动量，进而控制智能装卸设备运动，使智能装卸设备的运动端的末端与被补给船进行运动随动，实现两船间相对运动补偿。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤4的具体计算过程为：

主控装置根据被补给船的运动位姿信息进行传感器融合算法融合后，得到被补给船的非接触性运动位姿测量；使用深度卷积神经网络和长短时神经网络结合的算法对被补给船的运动位姿进行短时预测，得到被补给船的短时预测运动位姿；再根据被补给船的短时预测运动位姿对智能装卸设备进行运动学计算，得到智能装卸设备运动量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述运动学计算为首先进行运动学反解得到运动关节的多解后，进行运动学正解进行验证，得到的运动关节的最优解为智能装卸设备运动量。

9.一种船舶间运动补偿方法，其特征在于：基于权利要求2或5中所述的系统，包括：

步骤1：位姿传感器检测补给船的六自由度运动信息并将其发送至主控装置；

步骤2：主控装置接收到补给船的六自由度运动信息后，进行运动学分析计算Stewart平台中各驱动单元的伸缩量，并控制各驱动单元进行运动，使得Stewart平台的上平台保持恒定；

步骤3：第一测量设备检测被补给船的运动位姿信息并将其发送至主控装置；

步骤4：第二测量设备检测悬挂载荷的实时位姿信息并将其发送至主控装置；

步骤5：主控装置根据被补给船的运动位姿信息和悬挂载荷的实时位姿信息，计算智能装卸设备和卷扬机构的运动量，进而控制智能装卸设备和卷扬机运动，使智能装卸设备的运动端和悬挂载荷与被补给船实现运动随动。

10.根据权利要求6或9所述的方法，其特征在于：第一测量设备检测的运动位姿信息为激光雷达点云、立体视差和彩色图像。