[发明专利]一种船舶间运动补偿方法及系统

说明书

本发明涉及一种船舶间运动补偿方法及系统，系统包括：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。本发明采用传感器融合算法和卷积神经网络算法，结合安装在补给船上的位姿传感器和非接触性测量设备，实现补给船与任意被补给船的相对运动跟踪；在补给船上安装Stewart平台，实现对补给船运动补偿，使安装在Stewart上平台的工业机器人基座位置相对稳定；结合被补给船运动和悬挂载荷的运动，使用运动学求解，控制六自由度智能装卸设备对被补给船进行运动补偿，使转运负载与被补给船运动随动。本发明补偿精度高，安装容易，操作灵活，适用于较高海况和较高要求的海上作业。

技术领域

本发明涉及波浪补偿技术领域，尤其涉及一种船舶间运动补偿方法及系统。

背景技术

舰船在海浪作用下会产生横荡、纵荡、升沉、横摇、纵摇和艏摇六自由度的运动，对海上补给作业的安全和精度具有严重影响。随着海洋开发和海军建设的发展，海上补给任务越来越复杂，波浪补偿技术的要求也越来越高。现有的对于六自由度补偿平台研究大多停留在理论研究阶段。为保证海上补给安全、高效的进行，需要通过六自由度波浪补偿技术来实现转运货物姿态和运动不受舰船相对运动和摆动的影响。

现有波浪补偿系统大多只具备升沉运动或横摇、纵摇和升沉运动补偿的功能，不具备六自由度相对运动补偿和摆动抑制功能。少量投入使用的六自由度补偿平台补偿精度较差，应用性差。在恶劣天气下不能进行安全精确地载荷转运，需要等待更好地天气状况来执行补给作业，适用性差，成本较高。且现有船舶间运动补给需要在特定船舶间进行补给，不能实现补给船对任意船舶的补给。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种船舶间运动补偿方法及系统，使船舶间实现更高效安全地补给作业。

具体方案如下：

一种船舶间运动补偿系统，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。

进一步的，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。

进一步的，所述第一测量设备包括激光雷达和双目视觉。

进一步的，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。

进一步的，所述第二测量设备包括双目视觉。

一种船舶间运动补偿方法，基于本发明实施例所述的系统，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；