基于无人机的船舶操纵性能检测方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机的船舶操纵性能检测方法、系统和存储介质，系统包括：信标定位装置，所述信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置；无人机，所述无人机上安装有第一位置追踪器；船舶模型，所述船舶模型上设有第二位置追踪器；控制器，所述控制器用于执行以下步骤：根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息；控制所述船舶模型在所述测试区域内航行；获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息；根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数；根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能。本发明专利技术能有效降低船舶操纵性能测试成本和数据处理量。本发明专利技术可广泛应用于船舶操纵性能测试技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的船舶操纵性能检测方法、系统和存储介质
本专利技术涉及船舶操纵性能测试
，尤其是一种基于无人机的船舶操纵性能检测方法、系统和存储介质。
技术介绍
船舶自由自航实验对于评估船舶操纵性能具有重要作用，是船舶操纵性研究的重要内容。船舶的自由自航实验一般在操纵性水池或露天水池中进行，其具体通过在实验船上放置GPS，在水池边架设RTK，以实时获得船舶的运动信息，然后再通过坐标转化的方法得到船舶航行的轨迹及其他参数。但是，现有的检测方法至少需要至少两台高精度定位转换装置，且在实验开始前，需要将其中一台高精度定位转换装置固定于船模上，从而大大提升船舶操纵性能测试成本，且在测试完成后，需要对GPS测得的数据进行坐标转化，增加数据处理量。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种基于无人机的船舶操纵性能检测方法、系统和存储介质，其能有效降低船舶操纵性能测试成本和数据处理量。第一方面，本专利技术实施例提供了：一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，包括：信标定位装置，所述信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置；无人机，所述无人机上安装有第一位置追踪器；船舶模型，所述船舶模型上设有第二位置追踪器；控制器，所述控制器用于执行以下步骤：根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息；控制所述船舶模型在所述测试区域内航行；获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息；根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数；根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能。进一步地，所述根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息，包括：根据所述第一预设位置构建坐标系；控制所述无人机飞行，使所述无人机悬停于固定位置；在所述坐标系内对所述无人机进行位置标定；根据所述第一预设位置计算所述无人机在位置标定后的位置坐标，得到第一位置信息。进一步地，所述第二位置追踪器的个数为至少三个，所述至少三个第二位置追踪器分别设置在所述船舶模型的第二预设位置。进一步地，所述获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息，其具体为：获取所述第二预设位置与所述第一位置信息的矢量信息。进一步地，所述根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数，包括：根据所述矢量信息计算所述第二预设位置的坐标信息，作为第二位置信息；根据所述第二位置信息计算所述船舶模型的运动参数，所述运动参数包括位移、速度、加速度、角速度和角加速度。进一步地，所述根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能，包括：根据所述运动参数绘制所述船舶模型的运动轨迹曲线和时历变化曲线；根据所述运动轨迹曲线和所述时历变化曲线分析所述船舶模型的操纵性能。进一步地，所述信标定位装置的个数与所述第一预设位置的个数相等，所述信标定位装置的个数为至少三个。第二方面，本专利技术实施例提供了：一种基于无人机的船舶操纵性能检测方法，包括以下步骤：根据信标定位装置对应的第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息；控制船舶模型在测试区域内航行；获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息；根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数；根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能。进一步地，所述根据信标定位装置对应的第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息，包括：根据所述第一预设位置构建坐标系；控制所述无人机飞行，使所述无人机悬停于固定位置；在所述坐标系内对所述无人机进行位置标定；根据所述第一预设位置计算所述无人机在位置标定后的位置坐标，得到第一位置信息。第三方面，本专利技术实施例提供了：一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现所述的一种基于无人机的船舶操纵性能检测方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例通过先将信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置，并在无人机上安装第一位置追踪器，在船舶模型上安装第二位置追踪器，然后通过控制器对无人机进行位置标定，得到第一位置信息，并获取船舶模型与第一位置信息的矢量信息，根据矢量信息计算船舶模型的运动参数，最后根据运动参数分析船舶的操纵性能；本专利技术的整个船舶操纵性能测试过程，无需安装高精度定位转换装置，从而有效降低船舶操纵性能测试成本和数据处理量。附图说明图1为本专利技术一种具体实施例的基于无人机的船舶操纵性能检测系统的模块框图；图2为本专利技术一种具体实施例的控制器的数据处理步骤的流程图；图3为一种具体实施例的无人机的位置标定的示意图；图4为一种具体实施例的无人机与船舶模型的位置关系示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。在进行具体实施例的阐述之前，首先阐述以下内容：船舶操纵实验包括回转实验和Z形实验等实验项目，需要对船舶在不同响应下的轨迹、速度、加速度等运动参数进行测量。船舶的回转实验指船舶在在匀速直航状态下，打舵到最大舵角及其他舵角，测量船舶回转运动轨迹的实验。对于船舶的Z形实验，首先确定执行舵角和转舵换向角，当船舶按预定航速直线航行达到稳定之后，第一次操舵，以尽可能快的速度将舵向右舷打执行舵角，当船艏偏离原艏向的角度等于转舵换向角时，第二次操舵，立即向左舷打执行舵角，当船舶向左舷偏转的角度等于转舵换向角时，第三次打舵，再次向右舷打转舵换向角。重复以上打舵至少五次，即可完成Z形实验。基于上述内容，参照图1，本专利技术实施例提供了一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，包括：信标定位装置，所述信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置。所述信标定位装置的个数与所述第一预设位置的个数相等，其个数为至少三个。所述第一预设位置分布在所述测试区域的边沿上，且该至少三个第一预设位置不在一条直线上。无人机，所述无人机上安装有第一位置追踪器；船舶模型，所述船舶模型上设有第二位置追踪器；所传船舶模型为用于进行性能测试的模型。在一些实施例中，所述第二位置追踪器的个数为至少三个，所述至少三个第二位置追踪器分别设置在所述船舶模型的第二预设位置。例如，所述第二预设位置可以为船舶模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，包括：/n信标定位装置，所述信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置；/n无人机，所述无人机上安装有第一位置追踪器；/n船舶模型，所述船舶模型上设有第二位置追踪器；/n控制器，所述控制器用于执行以下步骤：/n根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息；/n控制所述船舶模型在所述测试区域内航行；/n获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息；/n根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数；/n根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，包括：
信标定位装置，所述信标定位装置设置于测试区域的第一预设位置；
无人机，所述无人机上安装有第一位置追踪器；
船舶模型，所述船舶模型上设有第二位置追踪器；
控制器，所述控制器用于执行以下步骤：
根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息；
控制所述船舶模型在所述测试区域内航行；
获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息；
根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数；
根据所述运动参数分析所述船舶模型的操纵性能。


2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，所述根据所述第一预设位置对所述无人机进行位置标定，得到第一位置信息，包括：
根据所述第一预设位置构建坐标系；
控制所述无人机飞行，使所述无人机悬停于固定位置；
在所述坐标系内对所述无人机进行位置标定；
根据所述第一预设位置计算所述无人机在位置标定后的位置坐标，得到第一位置信息。


3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，所述第二位置追踪器的个数为至少三个，所述至少三个第二位置追踪器分别设置在所述船舶模型的第二预设位置。


4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，所述获取所述船舶模型与所述第一位置信息的矢量信息，其具体为：
获取所述第二预设位置与所述第一位置信息的矢量信息。


5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的船舶操纵性能检测系统，其特征在于，所述根据所述矢量信息计算所述船舶模型的运动参数，包括：
根据所述矢量信息计算所述第二预设位置的坐标信息，作为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳仑，卢苏立，李诗杰，马枫，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42