一种基于2D脉冲式激光雷达的辅助靠泊装置及其方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
一种基于2D脉冲式激光雷达的辅助靠泊装置及其方法
本专利技术涉及船舶引航靠泊
，具体的说是涉及一种基于2D脉冲式激光雷达的辅助靠泊装置及其方法。
技术介绍
目前，市面的激光靠泊装置多采用平行相距激光探头，根据亮点的反射回波探测船舶离岸距离，测算船舶速度，靠泊角度。这种方法受到船舶外壳形状限制，测算速度不准确，靠泊角度误差较大，受到船舶长度限制，激光探头的布置间距不能太大，否则无法同时投射到同一船舶上，而布置间距过小，则测算精度又会降低。由于受码头货物装卸、缆绳作业限制，这种激光探头的安装会妨碍正常的生产作业，重新布置需要对结算单元的参数重设，增加工作量，不利于自动化管理，同时也为靠泊管理带来一定的困难以及风险。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是要提供一种新型的辅助靠泊装置，该装置依靠2D成像技术，将激光雷达数据与视频数据进行集成，不仅能及时获得多点离岸距离和最近点，而且能自动计算船舶速度靠泊角度等船舶运动参数，并直观的呈现给港务管理人员，以及携带无线功能的PDA设备的船舶引航员，达到辅助靠泊的目的。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案：...
【技术保护点】
一种基于2D脉冲式激光雷达的辅助靠泊装置，包括数据采集单元、数据处理单元以及数据发布显示单元，其特征在于：所述数据采集单元，用于实时采集码头靠泊现场数据，包括用于采集码头靠泊现场的脉冲视频图像数据的2D脉冲式激光雷达以及用于采集码头靠泊环境的视频图像环境数据的广角摄像机；所述数据采集单元通过局域网将上述码头靠泊现场数据传输至所述数据处理单元；所述数据处理单元包括用于对接收到的脉冲视频图像数据进行滤波处理，获得2D脉冲式激光雷达按照扫描范围分割的脉冲视频图像数据以及对广角摄像机采集的视频图像环境数据进行角度修正处理的前期处理模块；预设历史数据库，用于实时将经过前期处理后的视频...
【技术特征摘要】
1.一种基于2D脉冲式激光雷达的辅助靠泊装置，包括数据采集单元、数据处理单元以及数据发布显示单元，其特征在于：包括2D脉冲式激光雷达，广角摄像机，局域网，数据处理单元即本例的数据处理工控机，Internet发布网络，码头现场显示模块和控制中心大屏幕显示模块；所述的2D脉冲式激光雷达和广角摄像机分别采集码头现场数据，通过所述的局域网发送到数据处理工控机，处理后数据分别发送到码头现场显示模块和控制中心大屏幕显示模块；所述的2D脉冲式激光雷达和广角摄像机观测范围设置为大于180°，并且两者的观测范围一致，均安装在码头泊位现场；2D脉冲式激光雷达以脉冲波形式发射激光扫描观测范围内的扇形区域，接收来自海面船舶物标和背景物标的反射回波，并通过局域网，发送到数据处理工控机，用于实时采集码头靠泊现场数据包括用于采集码头靠泊现场的脉冲视频图像数据；广角摄像机录入与2D脉冲式激光雷达相同扇形区域的现场环境视频，并通过局域网，发送到数据处理工控机，用于采集码头靠泊环境的视频图像环境数据；所述的局域网可以采用有线网络或无线网络传输；所述的数据处理工控机能够接入内部局域网和外部网络，数据前期处理模块对接收到的2D脉冲式激光雷达的数据使用大津阈值法进行滤波处理，获得按照扫描范围分割的视频图像并将该视频图像存储在数据存储模块中的历史数据库中，便于调用分析上述数据，进而判断环境参数是否发生改变，便于确定是否有靠泊或者离泊的船舶；数据处理工控机的对比分析模块将该视频图像与数据存储模块中的历史数据对比，从而判断是否有船舶正在进行靠泊作业；若有船舶正在进行靠泊作业，后期处理模块对该视频图像进参数处理，计算物标运动速度和方向以及关键位置与岸壁的距离等参数，同时后期处理模块对该视频图像进行空间坐标变换，并对变换后的2D图像做岸线修正，获得关于岸线和离岸距离的区域函数，计算区域函数峰值，确定最小接近距离；其中所述大津阈值法进行滤波处理是指设定该视频图像的灰度图像灰度级是L，则灰度范围为[0,L-1]，利用大津阈值算法计算图像的最佳阈值为：t＝Max...
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