[发明专利]基于无人机的船只靠泊系统与方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机的船只靠泊系统与方法，系统包括无人机以及靠泊装置，无人机包括视频采集模块，用于采集无人机飞行路径上的目标物信息、障碍物信息以及码头泊位信息；浮标模块，用于采集船只靠泊区域上的环境参数以及水文信息；局部地图建立模块，用于建立船只局部地图；路径规划模块，用于根据船只局部地图规划船只行驶路径；靠泊装置用于根据规划好的船只行驶路径控制船只靠泊。本发明使用无人机规划路径，相比现有的无人船平台端改造和岸基端改造而言成本大幅降低；另一方面，无人机相比无人船拥有更广阔的视野和通信距离，而且一架无人机可以引导多艘船只同时靠泊，大大提高了靠泊效率。

技术领域

本发明涉及船只靠泊领域，特别是涉及一种基于无人机的船只靠泊系统与方法。

背景技术

在船只靠泊领域，由于涉及无人驾驶的船只靠泊，自动靠泊是一个常见的应用场景。无人船通过感知周边环境、规划靠泊路径和控制无人船行动，最终实现自动将无人船停靠在指定泊位。目前的自动靠泊方案主要有两条技术路线：一是无人船平台端改造，另一个是岸基端改造。

无人船平台端改造主要指的是通过加装激光雷达、摄像头、GPS装置以及超声波传感器等设备来加强无人船平台端的感知能力，进一步结合高精度地图和泊位管理系统，实现无人船的准确定位和自动靠泊路径的规划；岸基端改造主要指的是将激光雷达、环境监测装置等传感器部署在泊位，无人船本身只需要船速控制、航向控制及远程互联等基础功能，全部环境感知、路径规划和无人船调度都基于云平台实现，并将运算后的靠泊路径发送至无人船平台端，无人船根据规划好的靠泊路径完成靠泊。

对于无人船平台端改造方案而言，由于需要对每艘无人船进行后端改装，其普适性较差，推广难度较高。另外，为了实现精确的环境感知和船舶定位，一般需要加装激光雷达并构建高精度地图，其难度和成本都相对较高；对于岸基端改造方案而言，在实际应用中，需要在岸基端部署大量激光雷达，其改造成本较高；另外，由于一些泊位存在基础设施建设较差，环境较恶劣，水文条件未知等情况，无人船在这些条件下靠泊，存在较大风险。

因此，如何低成本、高效率的实现船只靠泊成为目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无人机的船只靠泊系统与方法，以降低船只靠泊成本，提高船只靠泊效率。

一种基于无人机的船只靠泊系统，包括设置在船只上的无人机以及设置在船只上的靠泊装置；

所述无人机与船只连接，所述无人机包括：

视频采集模块，用于采集所述无人机飞行路径上的目标物信息、障碍物信息以及码头泊位信息；

浮标模块，用于采集船只靠泊区域上的环境参数以及水文信息；

局部地图建立模块，与所述视频采集模块以及所述浮标模块连接，用于根据所述目标物信息、所述障碍物信息、所述码头泊位信息、所述环境参数以及所述水文信息建立船只局部地图；

路径规划模块，与所述局部地图建立模块连接，用于根据所述船只局部地图规划船只行驶路径；

所述靠泊装置与船只以及所述路径规划模块连接，所述靠泊装置用于根据规划好的船只行驶路径控制船只靠泊。

在其中一个实施例中，所述浮标模块包括风向仪以及流速仪；

所述风向仪用于采集船只靠泊区域上的环境参数；

所述流速仪用于采集船只靠泊区域上的水文信息。

在其中一个实施例中，所述靠泊装置包括定位获取模块以及船只控制模块；

所述定位获取模块用于获取船只的实时位置信息；

所述船只控制模块与所述定位获取模块连接，所述船只控制模块用于根据规划好的船只行驶路径以及所述实时位置信息控制船只靠泊。