一种船舶自动靠泊系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船舶自动靠泊系统，其包括：测量子系统、自动控制子系统、船载执行机构、系统起停装置。所述系统起停装置用以启动/终止系统工作；所述的测量子系统包括船舷测距装置、码头侧的标记点、GPS定位单元；所述船载执行机构包括船舶动力装置以及船舶舵机装置；自动控制子系统对测量子系统采集的数据进行实时处理，得到船舶停靠所需的船速和角度，并进一步控制船载执行机构动作以实现船舶的自动靠泊。所述测量子系统、系统起停装置以及船载执行机构均与所述自动控制子系统连接。本实用新型专利技术结构新颖、实施简便、使用方便，提高船舶自动化程度，减少靠泊事故并保证船舶系泊安全。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶自动靠泊系统
本技术涉及船舶操纵
，具体说是涉及一种船舶自动靠泊系统。
技术介绍
船舶作为一种受到环境因素影响巨大的运输装备，其对安全性的要求也逐渐提高。目前船员对于船舶状况、航行状态做出判断的主要依据还是操作经验和理论知识相结合，容易出现决策失误，造成不必要的人力、物力或财力损失。现今船舶靠离码头大多依靠拖轮和船上缆车配合工作，不仅增加了船舶的营运成本，也提高了因人为失误造成损失的风险，同时也不符合船舶智能化、自动化的发展趋势。因此亟待开发一种船舶自动靠离码头系统以解决船舶系泊自动化程度低，安全性能差等问题。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的不足，本技术的目的是要提供一种船舶自动靠泊系统。用于解决船舶在靠泊码头时需要拖船和船上绞车的拖拉的问题，从很大程度上节约船舶的运营成本，并促进智能船舶的发展。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种船舶自动靠泊系统，其特征在于，其包括：测量子系统、自动控制子系统、船载执行机构以及系统起停装置；所述测量子系统包括艏艉测距装置、船舷测距装置、码头泊位标记点、GPS定位单元以及环境监测装置；所述自动控制子系统对测量子系统采集的数据进行实时处理，以得到船舶停靠所需的船速和角度，进而控制船载执行机构动作以实现船舶的自动靠泊；所述船载执行机构包括船舶动力装置以及船舶舵机装置；所述系统起停装置用以启动/终止系统动作，其包括设置于操作台上的船载终端和设置于码头的现场终端，对于一般船舶，船员根据所述测量子系统中的GPS定位单元得到船舶与码头的实时距离，操作船载终端控制系统的起停动作，而对于无人船舶，由岸上的控制人员来操作现场终端；船舶执行机构，所述执行机构包括船舶动力装置以及舵机装置；同时，所述的测量子系统、自动控制子系统、船舶执行机构、系统起停装置均与所述自动控制模块连接。进一步地，所述的船舷测距装置包括三个测距单元，分别为设置于船体前端的第一测距单元、设置于船体中部的第二测距单元、设置于船体后端的第三测距单元，所述第一测距单元包括位于船体左侧的第一测距单元Ⅰ号测距装置和位于船体右侧的第一测距单元Ⅱ号测距装置；所述第二测距单元包括位于船体左侧的第二测距单元Ⅰ号测距装置和位于船体右侧的第二测距单元Ⅱ号测距装置，所述第三测距单元包括位于船体左侧的第三测距单元Ⅰ号测距装置和位于船体右侧的第三测距单元Ⅱ号测距装置；所述的码头泊位标记点设置于各个泊位侧面，用于准确的测量船舶与待靠泊位的实时距离；所述的环境监测装置至少包括风速仪、风向仪、流速仪、流向仪。进一步地，所述船舶与待靠泊位的实时距离包括艏艉测距装置测得的船头距离前方物体的距离和船尾距离后方物体的距离、以及3个测距单元测得的船体前、中、后位置与码头泊位标记点的距离。进一步地，所述自动控制系统包括至少一台计算机、数据处理模块、数据分析模块、靠泊控制模块；所述数据处理模块分别对GPS定位单元、船头测距装置、船尾测距装置、船舷测距装置、艏艉测距装、环境监测装置的数据进行处理；所述数据分析模块对经过处理的数据进行分析，并给出船舶靠泊所需的船速和角度。所述靠泊控制模块根据数据分析模块给出的船速和角度，来控制船载执行机构动作以实现船舶的自动靠泊。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术通过GPS系统对船舶和码头进行精确定位，提高船舶靠泊的位置的准确性；(2)本专利技术在船舶左右舷的前中后分别那装有测距装置和环境监测装置，可以将船舶各部位的距离和海洋环境实时向自动控制子系统进行反馈，从而控制执行机构完成船舶的自动靠泊；(3)本专利技术不需拖轮、绳索等码头设备，节约成本，并提高了船舶的运营效益。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术船舶靠泊示意图；图2为本技术船体布置示意图；图3为本技术实施例系统结构图。附图标号说明：1、船体，2、码头，3、驾驶台，4、系统起停装置，5.1、船头测距装置，5.2、第一测距单元Ⅰ号测距装置，5.3、第一测距单元Ⅱ号测距装置，5.4、第二测距单元Ⅰ号测距装置，5.5、第二测距单元Ⅱ号测距装置，5.6、第三测距单元Ⅰ号测距装置，5.7、第三测距单元Ⅱ号测距装置，5.8、船尾测距装置，6、泊位标记点，7、环境监测装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图以及具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案：本专利技术具体实施例如图1-2所示，一种船舶自动靠离码头系统，其包括：测量子系统、自动控制子系统、船载执行机构、系统起停装置。其中系统起停装置4包括设置于船舶驾驶台的船载终端和设置于码头岸上的现场终端，船载终端和现场终端均用以启动/终止系统工作，普通船舶靠泊时使用船载终端控制系统启停，无人船靠泊时使用现场终端靠泊，船载终端与现场终端可以互为备用装置，保证系统的工作性能。测量子系统包括船舷测距装置5、泊位标记点6、GPS定位单元环境监测单元7，船舷测距装置还包括艏艉测距装置，艏艉测距装置包括用于测量船头与障碍物距离的船头测距装置5.1以及用于测量船尾与障碍物距离的船尾测距装置5.2。船载执行机构包括船舶动力装置以及船舶舵机装置。自动控制子系统对测量子系统采集的数据进行实时的处理，以得到船舶停靠所需的船速和角度，进而控制执行机构动作以实现船舶的自动靠泊。同时，所述的测量子系统、自动控制子系统、船舶执行机构、系统起停装置均与所述自动控制模块连接。具体来说，码头各个泊位均具有一个特定的泊位标记点6，其用于准确的测量船舶1距离其待靠码头2的实时距离；所述的船舷测距装置包括三个测距单元，分别为设置于船体前端的第一测距单元、设置于船体中部的第二测距单元、设置于船体后端的第三测距单元，每个单元至少具有一台激光测距仪。作为本专利技术的较佳实施方案，本实施例中每个测距单元优选采用两个对称设置于船舶两侧船舷的激光测距仪。第一测距装置组包括位于船体左侧的第一测距装置组Ⅰ号激光测距仪5.2和位于船体右侧的第一测距装置组Ⅱ号激光测距仪5.3，所述第二测距装置组包括位于船体左侧的第二测距装置组Ⅰ号激光测距仪5.4和位于船体右侧的第二测距装置组Ⅱ号激光测距仪5.5，所述第三测距装置组包括位于船体左侧的第三测距装置组Ⅰ号激光测距仪5.6和位于船体右侧的第三测距装置组Ⅱ号激光测距仪5.7；另外艏艉测距装置包扩分别设置于船头的船头激光测距仪5.1和设置于船尾的船尾激光测距仪5.8，因此本实施例中在船舷周围共设置八台激光测距仪。在船舶进行自动靠泊时，所述船舶1与码头2间的距离信号包括船头测距装置5.1测得的船头距离前方物体的距离、船尾测距装置5.8测得的船尾距离后方物体的距离、以及3个测距单元测得的船体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶自动靠泊系统，其特征在于，其包括：测量子系统、自动控制子系统、船载执行机构以及系统起停装置；所述测量子系统包括艏艉测距装置、船舷测距装置、码头泊位标记点、GPS定位单元以及环境监测装置；所述自动控制子系统对测量子系统采集的数据进行实时处理，以得到船舶停靠所需的船速和角度，进而控制船载执行机构动作以实现船舶的自动靠泊；所述船载执行机构包括船舶动力装置以及船舶舵机装置；所述系统起停装置用以启动/终止系统动作，其包括设置于操作台上的船载终端和设置于码头的现场终端，对于一般船舶，船员根据所述测量子系统中的GPS定位单元得到船舶与码头的实时距离，操作船载终端控制系统的起停动作，而对于无人船舶，由岸上的控制人员来操作现场终端；船舶执行机构，所述执行机构包括船舶动力装置以及舵机装置；同时，所述的测量子系统、自动控制子系统、船舶执行机构、系统起停装置均与所述自动控制模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种船舶自动靠泊系统，其特征在于，其包括：测量子系统、自动控制子系统、船载执行机构以及系统起停装置；所述测量子系统包括艏艉测距装置、船舷测距装置、码头泊位标记点、GPS定位单元以及环境监测装置；所述自动控制子系统对测量子系统采集的数据进行实时处理，以得到船舶停靠所需的船速和角度，进而控制船载执行机构动作以实现船舶的自动靠泊；所述船载执行机构包括船舶动力装置以及船舶舵机装置；所述系统起停装置用以启动/终止系统动作，其包括设置于操作台上的船载终端和设置于码头的现场终端，对于一般船舶，船员根据所述测量子系统中的GPS定位单元得到船舶与码头的实时距离，操作船载终端控制系统的起停动作，而对于无人船舶，由岸上的控制人员来操作现场终端；船舶执行机构，所述执行机构包括船舶动力装置以及舵机装置；同时，所述的测量子系统、自动控制子系统、船舶执行机构、系统起停装置均与所述自动控制模块连接。2.根据权利要求1所述的一种船舶自动靠泊系统，其特征在于：所述的船舷测距装置包括三个测距单元，分别为设置于船体前端的第一测距单元、设置于船体中部的第二测距单元、设置于船体后端的第三测距单元，所述第一测距单元包括位于船体左侧的第一测距单元Ⅰ号测距...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海泉，韩广冬，孙玉清，李文华，王生海，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21