[发明专利]一种无人船自动靠泊系统及方法

摘要

本发明公开了一种无人船自动靠泊系统及方法，系统其包括两部分：码头泊位管理子系统和无人船靠泊子系统，所述码头泊位管理子系统通过摄像头采集的图像信息进行泊位的自动化识别管理，并通过无线通信装置与无人船进行自动靠泊过程的数据交互；所述无人船靠泊子系统对摄像头数据、超声波数据、GPS数据和环境监测数据进行信息融合处理，结合船基无线通信装置接收到的泊位信息,完成无人船的自动靠泊过程。本发明实现无人船的自动靠泊，其对于实现岛礁补给过程无人化具有重要意义，能有效提升岛礁补给过程安全性和补给效率，降低补给成本。

主权项

1.一种无人船自动靠泊系统，其特征在于，包括码头泊位管理子系统和无人船靠泊子系统，所述码头泊位管理子系统用于管理泊位信息及引导无人船自动靠泊，实现码头无人化操作，所述无人船靠泊子系统用于实现无人船的自动靠泊；所述码头泊位管理子系统包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括第一摄像头装置、岸基无线通信装置、泊位指示装置和岸基工作站；所述软件系统包括摄像头数据采集模块、无线通信信息处理模块、信息处理模块、泊位信息管理模块和显示模块；所述第一摄像头装置，用于实时获取码头的视频/图像信息；所述岸基无线通信装置，用于与无人船进行数据传输；所述泊位指示装置，用于以无人船在靠泊过程中的泊位识别；所述岸基工作站，用于进行子系统信息处理和显示，子系统的所有信息都汇集到岸基工作站；所述摄像头数据采集模块，用于采集码头的实时的视频/图像信息；所述的无线通信信息处理模块，用于接收船基无线通信装置发送的信息，同时发送相对应的反馈信息；所述的信息处理模块，用于对接收到的无线通信信息进行处理，获取请求类型及详细内容，并得出相对应的需反馈的数据；或者用于对视频/图像信息进行处理，识别泊位是否有船舶或影响靠泊的障碍物；所述的泊位信息管理模块，用于管理泊位空闲状态；所述的显示模块，用于显示码头泊位的实时视频信息和泊位空闲信息；所述无人船靠泊子系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括超声波传感器装置、第二摄像头装置、GPS装置、环境监测装置、船基无线通信装置、靠泊处理系统和靠泊控制装置；所述软件系统包括初始化模块、超声波数据采集/处理模块、摄像头数据采集/处理模块、GPS数据采集/处理模块、信息融合模块、路径规划与跟踪模块、靠泊控制模块；所述超声波传感器装置，用于实时获取船舶右舷侧及前后障碍物的距离信息；所述第二摄像头装置，用于实时获取船体右舷侧的视频/图像信息；所述GPS装置，用于实时获取无人船的位置信息；所述环境监测装置，用以获取船舶所处环境参数；所述的船基无线通信装置，用以与码头岸基进行通信；所述靠泊处理系统，用于对采集或接收到的数据进行处理分析及信息融合，根据结果进行靠泊路径规划和跟踪；所述的靠泊控制装置，用于依据指令完成相应的无人船行驶操作；所述的初始化模块，用于在进行自动靠泊操作前，检测并初始化靠泊子系统；所述的超声波数据采集/处理模块，采用时间法作为超声波测距算法，根据各个探头之间的安装位置关系，对多个超声波传感器探头得到的信息进行融合；所述的摄像头数据采集/处理模块，用于实现在复杂背景下识别泊位标识、漂浮障碍物的算法；所述的GPS数据采集/处理模块，获取实时GPS信息进行无人船的定位；所述的信息融合模块，用于对采集到的所有信息进行处理分析和信息融合；所述的路径规划及跟踪模块，根据信息融合结果规划无人船从当前位置到目标位置的最佳路径；所述的靠泊控制模块，依据当前的无人船状态和规划的靠泊路径，计算出靠泊时所需的角度、动力、方向信息，并与整船一起完成靠泊作业。