智能靠泊輔助系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明主要通過先進的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合運用，解決了大型船舶靠泊過程中的安全問題。通過本系統(tǒng)的發(fā)明和投入使用，將先進的智能化設(shè)備引入到大型船舶的靠泊作業(yè)中，使對船舶在靠泊過程中的監(jiān)視做到了實時和量化，改善了以往單純依靠現(xiàn)場引航人員經(jīng)驗的操作模式，提高了安全作業(yè)水平，提高了港口企業(yè)生產(chǎn)和管理的信息化水平，同時，也提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。
【專利說明】智能靠泊輔助系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船只靠泊領(lǐng)域，特別涉及一種智能靠泊輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]港口 一般使用聲吶、雷達、空氣聲波靠泊技術(shù)，但這些技術(shù)都有其無法克服的先天不足，并不能為大型船舶靠泊提供足夠的安全保護，因此均未能實現(xiàn)普及應(yīng)用。聲吶靠泊技術(shù)由于換能器約束角的限制，在作用距離200m左右時，其信號會受到水面波或水底反射波的影響，系統(tǒng)的測量精度及動態(tài)反應(yīng)速度均會受到影響而下降。雷達靠泊技術(shù)由于易受障礙物及雨、雪等天氣因素影響，其精度和作用距離會受到限制，只有在50m范圍內(nèi)時，其精度才會有所提高，但仍無法達到較理想的應(yīng)用效果?？諝饴暡ㄌ綔y技術(shù)在理想狀態(tài)下有效作用距離不超過100m，在有風(fēng)條件下，其作用距離、穩(wěn)定性和精度等都會明顯下降，此外，其反應(yīng)速度較慢，也無法達到迅速反饋的要求。
[0003]激光探測技術(shù)具備較為理想的探測能力，其波束能量集中、測量精度高、抗干擾能力強，基于激光探測技術(shù)的靠泊系統(tǒng)，但一般只限于單體探測設(shè)備的研發(fā)，尚無法達到遠程、智能化的程度，目前未能在港口企業(yè)大量應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種智能靠泊輔助系統(tǒng)，包括:
[0005]第一激光測距傳感器和第二激光測距傳感器，分別設(shè)置在碼頭邊緣的A點和B點，且所發(fā)射的激光方向均與所述碼頭邊緣垂直，其中，第一激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船首到所述碼頭邊緣的距離a，第二激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船尾到所述碼頭邊緣的距離b ；
[0006]數(shù)據(jù)處理終端，其與所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器通信連接，距離a、距離b、A點和B點之間的距離以及船身構(gòu)成一直角梯形，利用距離a、距離b、A點和B點之間的距離計算船身相對于碼頭邊緣的當(dāng)前角度α，并利用距離a和/或距離b計算船只的當(dāng)前速度V ;
[0007]至少一個顯示終端，均與所述數(shù)據(jù)處理終端無線通信，各顯示終端將當(dāng)前角度α和當(dāng)前速度V顯示于顯示界面。
[0008]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理終端生成包含一虛擬船只圖形以及一虛擬碼頭邊緣圖形的虛擬圖形，并將分別用于表示距離a和距離b的兩條標(biāo)記線、當(dāng)前速度V以及當(dāng)前角度α標(biāo)記在所述虛擬圖形上；所述顯示終端將所述虛擬圖形顯示于所述顯示界面，方便操作人員觀察待靠泊船只的靠泊狀態(tài)。
[0009]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)還預(yù)設(shè)有第一角度閾值α 1、第一速度閾值V1、第二角度閾值α 2和第二速度閾值V2，當(dāng)α1< α ( α2，或當(dāng)Vl < V < V2，則生成臨界狀態(tài)報警信息，所述顯示終端將臨界狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面；當(dāng)α > α 2，或當(dāng)V >V2，則生成危險狀態(tài)報警信息；所述顯示終端將危險狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面，使得操作人員能夠明確如何調(diào)整靠泊動作。
[0010]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器相對于待靠泊船只的位置滿足:當(dāng)待靠泊船只的中心線與所述碼頭邊緣平行時，距離a和距離b相等。
[0011 ] 優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，將距離a或距離b相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V，或者，計算A點和B點的連線的中垂線與待靠泊船只的中心線的交點C，利用距離a和距離b計算交點C到所述碼頭邊緣的距離C，并利用該距離c相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V。
[0012]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述至少一個顯示終端包括三個顯示終端，其中兩個顯示終端分別設(shè)置在兩個拖船上，另一個顯示終端設(shè)置在碼頭上，既方便拖船操作人員的操作，又方便碼頭的監(jiān)控人員進行監(jiān)控和提醒。
[0013]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，還包括:
[0014]調(diào)整部件，其包括橫向設(shè)置的滑槽以及可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)的滑動件，一驅(qū)動機構(gòu)連接至所述滑動件；
[0015]其中，所述調(diào)整部件固定在所述碼頭邊緣，所述第二激光測距傳感器固定在所述滑動件上，所述驅(qū)動機構(gòu)連接至所述數(shù)據(jù)處理終端，接收所述數(shù)據(jù)處理終端的控制信號；
[0016]所述數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)預(yù)先存儲有多種型號的船只的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，所述數(shù)據(jù)處理終端根據(jù)待靠泊船只的型號，確定待靠泊船只的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，進而向所述驅(qū)動機構(gòu)發(fā)出控制信號，使滑動件滑動至對應(yīng)于待靠泊船只的船尾的位置，使得本智能靠泊系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種船只的靠泊，適應(yīng)性強，應(yīng)用廣泛。
[0017]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述調(diào)整部件還包括:
[0018]外殼，其可開啟地蓋合在所述滑槽的外側(cè)，并將所述滑動件和所述第二激光測距傳感器都罩設(shè)于所述外殼與所述滑槽之間，所述外殼為由橡膠材料制成，與所述滑槽的外壁之間為水密封的，所述外殼還通過一連接件固定連接在所述碼頭邊緣，可保護所述第二激光測距傳感器不受潮氣和水分的影響，從而保證測量距離數(shù)據(jù)的精確度。
[0019]優(yōu)選的是，所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述調(diào)整部件還包括:
[0020]盒體，其位于所述滑槽的后側(cè)；
[0021]兩個貫通孔，分別設(shè)置在所述滑槽的底部的兩端；
[0022]兩個推桿，均位于所述盒體內(nèi)，并分別對應(yīng)于兩個貫通孔；
[0023]氣缸，其連接至兩個推桿，驅(qū)動各推桿由對應(yīng)的貫通孔伸入所述滑槽內(nèi)部，推動所述外殼致使所述外殼從所述滑槽上脫落。
[0024]本發(fā)明提供一種智能靠泊輔助系統(tǒng)，包括第一激光測距傳感器和第二激光測距傳感器，分別設(shè)置在碼頭邊緣的A點和B點，且所發(fā)射的激光方向均與所述碼頭邊緣垂直，其中，第一激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船首到所述碼頭邊緣的距離a，第二激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船尾到所述碼頭邊緣的距離b ;數(shù)據(jù)處理終端，其與所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器通信連接，距離a、距離b、A點和B點之間的距離以及船身構(gòu)成一直角梯形，利用距離a、距離b、A點和B點之間的距離計算船身相對于碼頭邊緣的當(dāng)前角度α，并利用距離a和/或距離b計算船只的當(dāng)前速度V ;至少一個顯示終端，均與所述數(shù)據(jù)處理終端無線通信，各顯示終端將當(dāng)前角度α和當(dāng)前速度V顯示于顯示界面。
[0025]本發(fā)明主要通過先進的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合運用，解決了大型船舶靠泊過程中的安全問題。通過本系統(tǒng)的發(fā)明和投入使用，將先進的智能化設(shè)備引入到大型船舶的靠泊作業(yè)中，使對船舶在靠泊過程中的監(jiān)視做到了實時和量化，改善了以往單純依靠現(xiàn)場引航人員經(jīng)驗的操作模式，提高了安全作業(yè)水平，提高了港口企業(yè)生產(chǎn)和管理的信息化水平，同時，也提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明智能靠泊輔助系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明智能靠泊輔助系統(tǒng)中調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0029]本發(fā)明提供一種智能靠泊輔助系統(tǒng)，包括:
[0030]第一激光測距傳感器I和第二激光測距傳感器2，分別設(shè)置在碼頭邊緣的A點和B點，且所發(fā)射的激光方向均與所述碼頭邊緣垂直，其中，第一激光測距傳感器I用于檢測待靠泊船只3的船首到所述碼頭邊緣的距離a，第二激光測距傳感器2用于檢測待靠泊船只3的船尾到所述碼頭邊緣的距離b ；
[0031 ] 數(shù)據(jù)處理終端6，其與所述第一激光測距傳感器I和所述第二激光測距傳感器2通信連接，距離a、距離b、A點和B點之間的距離以及船身構(gòu)成一直角梯形，利用距離a、距離b、A點和B點之間的距離計算船身相對于碼頭邊緣的當(dāng)前角度α，并利用距離a和/或距離b計算船只的當(dāng)前速度V ；
[0032]至少一個顯示終端5，均與所述數(shù)據(jù)處理終端6無線通信，各顯示終端5將當(dāng)前角度α和當(dāng)如速度V顯不于顯不界面。
[0033]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理終端6生成包含一虛擬船只圖形以及一虛擬碼頭邊緣圖形的虛擬圖形，并將分別用于表示距離a和距離b的兩條標(biāo)記線、當(dāng)前速度V以及當(dāng)前角度α標(biāo)記在所述虛擬圖形上；所述顯示終端將所述虛擬圖形顯示于所述顯示界面，方便操作人員觀察待靠泊船只的靠泊狀態(tài)。
[0034]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理終端6內(nèi)還預(yù)設(shè)有第一角度閾值α 1、第一速度閾值V1、第二角度閾值α 2和第二速度閾值V2，當(dāng)α1< α ( α 2，或當(dāng)Vl
<V2，則生成臨界狀態(tài)報警信息，所述顯示終端將臨界狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面；當(dāng)α > α 2，或當(dāng)V >V2，則生成危險狀態(tài)報警信息；所述顯示終端將危險狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面，使得操作人員能夠明確如何調(diào)整靠泊動作。
[0035]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述第一激光測距傳感器I和所述第二激光測距傳感器2相對于待靠泊船只3的位置滿足:當(dāng)待靠泊船只的中心線與所述碼頭邊緣平行時，距離a和距離b相等。
[0036]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，將距離a或距離b相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V，或者，計算A點和B點的連線的中垂線與待靠泊船只3的中心線的交點C，利用距離a和距離b計算交點C到所述碼頭邊緣的距離C，并利用該距離c相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V。
[0037]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述至少一個顯示終端5包括三個顯示終端，其中兩個顯示終端分別設(shè)置在兩個拖船4上，另一個顯示終端設(shè)置在碼頭上，既方便拖船操作人員的操作，又方便碼頭的監(jiān)控人員進行監(jiān)控和提醒。
[0038]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，還包括:
[0039]調(diào)整部件，其包括橫向設(shè)置的滑槽10以及可滑動地設(shè)置在所述滑槽10內(nèi)的滑動件9，一驅(qū)動機構(gòu)8連接至所述滑動件9 ；
[0040]其中，所述調(diào)整部件固定在所述碼頭邊緣，所述第二激光測距傳感器2固定在所述滑動件9上，所述驅(qū)動機構(gòu)8連接至所述數(shù)據(jù)處理終端6，接收所述數(shù)據(jù)處理終端6的控制信號；
[0041]所述數(shù)據(jù)處理終端6內(nèi)預(yù)先存儲有多種型號的船只的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，所述數(shù)據(jù)處理終端6根據(jù)待靠泊船只3的型號，確定待靠泊船只3的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，進而向所述驅(qū)動機構(gòu)8發(fā)出控制信號，使滑動件9滑動至對應(yīng)于待靠泊船只3的船尾的位置，使得本智能靠泊系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種船只的靠泊，適應(yīng)性強，應(yīng)用廣泛。
[0042]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述調(diào)整部件還包括:
[0043]外殼，其可開啟地蓋合在所述滑槽的外側(cè)，并將所述滑動件和所述第二激光測距傳感器都罩設(shè)于所述外殼與所述滑槽之間，所述外殼為由橡膠材料制成，與所述滑槽的外壁之間為水密封的，所述外殼還通過一連接件固定連接在所述碼頭邊緣，可保護所述第二激光測距傳感器不受潮氣和水分的影響，從而保證測量距離數(shù)據(jù)的精確度。
[0044]所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)中，所述調(diào)整部件還包括:
[0045]盒體，其位于所述滑槽的后側(cè)；
[0046]兩個貫通孔，分別設(shè)置在所述滑槽的底部的兩端；
[0047]兩個推桿，均位于所述盒體內(nèi)，并分別對應(yīng)于兩個貫通孔；
[0048]氣缸，其連接至兩個推桿，驅(qū)動各推桿由對應(yīng)的貫通孔伸入所述滑槽內(nèi)部，推動所述外殼致使所述外殼從所述滑槽上脫落。
[0049]本發(fā)明提供一種智能靠泊輔助系統(tǒng)，包括第一激光測距傳感器和第二激光測距傳感器，分別設(shè)置在碼頭邊緣的A點和B點，且所發(fā)射的激光方向均與所述碼頭邊緣垂直，其中，第一激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船首到所述碼頭邊緣的距離a，第二激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船尾到所述碼頭邊緣的距離b ;數(shù)據(jù)處理終端，其與所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器通信連接，距離a、距離b、A點和B點之間的距離以及船身構(gòu)成一直角梯形，利用距離a、距離b、A點和B點之間的距離計算船身相對于碼頭邊緣的當(dāng)前角度α，并利用距離a和/或距離b計算船只的當(dāng)前速度V;至少一個顯示終端，均與所述數(shù)據(jù)處理終端無線通信，各顯示終端將當(dāng)前角度α和當(dāng)前速度V顯示于顯示界面。
[0050]本發(fā)明主要通過先進的傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合運用，解決了大型船舶靠泊過程中的安全問題。通過本系統(tǒng)的發(fā)明和投入使用，將先進的智能化設(shè)備引入到大型船舶的靠泊作業(yè)中，使對船舶在靠泊過程中的監(jiān)視做到了實時和量化，改善了以往單純依靠現(xiàn)場引航人員經(jīng)驗的操作模式，提高了安全作業(yè)水平，提高了港口企業(yè)生產(chǎn)和管理的信息化水平，同時，也提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。
[0051]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一激光測距傳感器和第二激光測距傳感器，分別設(shè)置在碼頭邊緣的A點和B點，且所發(fā)射的激光方向均與所述碼頭邊緣垂直，其中，第一激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船首到所述碼頭邊緣的距離a，第二激光測距傳感器用于檢測待靠泊船只的船尾到所述碼頭邊緣的距離b ； 數(shù)據(jù)處理終端，其與所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器通信連接，距離a、距離b、A點和B點之間的距離以及船身構(gòu)成一直角梯形，利用距離a、距離b、A點和B點之間的距離計算船身相對于碼頭邊緣的當(dāng)前角度α，并利用距離a和/或距離b計算船只的當(dāng)前速度V ; 至少一個顯示終端，均與所述數(shù)據(jù)處理終端無線通信，各顯示終端將當(dāng)前角度α和當(dāng)前速度V顯示于顯示界面。
2.如權(quán)利要求1所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理終端生成包含一虛擬船只圖形以及一虛擬碼頭邊緣圖形的虛擬圖形，并將分別用于表示距離a和距離b的兩條標(biāo)記線、當(dāng)前速度V以及當(dāng)前角度α標(biāo)記在所述虛擬圖形上；所述顯示終端將所述虛擬圖形顯示于所述顯示界面。
3.如權(quán)利要求2所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)還預(yù)設(shè)有第一角度閾值α 1、第一速度閾值V1、第二角度閾值α 2和第二速度閾值V2，當(dāng)α?<α < α 2，或當(dāng)Vl < V < V2，則生成臨界狀態(tài)報警信息，所述顯示終端將臨界狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面；當(dāng)α > α 2，或當(dāng)V >V2，則生成危險狀態(tài)報警信息；所述顯示終端將危險狀態(tài)報警信息顯示于所述顯示界面。
4.如權(quán)利要求1所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激光測距傳感器和所述第二激光測距傳感器相對于待靠泊船只的位置滿足:當(dāng)待靠泊船只的中心線與所述碼頭邊緣平行時，距離a和距離b相等。
5.如權(quán)利要求2或3所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，將距離a或距離b相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V，或者，計算A點和B點的連線的中垂線與待靠泊船只的中心線的交點C，利用距離a和距離b計算交點C到所述碼頭邊緣的距離C，并利用該距離c相對于單位時間的變化率作為當(dāng)前速度V。
6.如權(quán)利要求5所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個顯示終端包括三個顯示終端，其中兩個顯示終端分別設(shè)置在兩個拖船上，另一個顯示終端設(shè)置在碼頭上。
7.如權(quán)利要求6所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 調(diào)整部件，其包括橫向設(shè)置的滑槽以及可滑動地設(shè)置在所述滑槽內(nèi)的滑動件，一驅(qū)動機構(gòu)連接至所述滑動件； 其中，所述調(diào)整部件固定在所述碼頭邊緣，所述第二激光測距傳感器固定在所述滑動件上，所述驅(qū)動機構(gòu)連接至所述數(shù)據(jù)處理終端，接收所述數(shù)據(jù)處理終端的控制信號； 所述數(shù)據(jù)處理終端內(nèi)預(yù)先存儲有多種型號的船只的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，所述數(shù)據(jù)處理終端根據(jù)待靠泊船只的型號，確定待靠泊船只的標(biāo)準(zhǔn)船身長度，進而向所述驅(qū)動機構(gòu)發(fā)出控制信號，使滑動件滑動至對應(yīng)于待靠泊船只的船尾的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整部件還包括: 外殼，其可開啟地蓋合在所述滑槽的外側(cè)，并將所述滑動件和所述第二激光測距傳感器都罩設(shè)于所述外殼與所述滑槽之間，所述外殼為由橡膠材料制成，與所述滑槽的外壁之間為水密封的，所述外殼還通過一連接件固定連接在所述碼頭邊緣。
9.如權(quán)利要求8所述的智能靠泊輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)整部件還包括: 盒體，其位于所述滑槽的后側(cè)； 兩個貫通孔，分別設(shè)置在所述滑槽的底部的兩端； 兩個推桿，均位于所述盒體內(nèi)，并分別對應(yīng)于兩個貫通孔； 氣缸，其連接至兩個推桿，驅(qū)動各推桿由對應(yīng)的貫通孔伸入所述滑槽內(nèi)部，推動所述外殼致使所述外殼從所述滑槽上脫落。
【文檔編號】G08G3/00GK103956076SQ201410199249
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】王一峰, 石鳳杰, 李林 申請人:中交機電工程局有限公司