本发明专利技术涉及一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于采集并输出船舶位置数据、船舶环境数据、锚机状态数据至控制模块；定位锚模块，所述定位锚模块包括若干个电动机、锚机、锚链和锚；控制模块，所述控制模块分别与数据采集模块、定位锚模块通信连接，用于根据船舶位置数据，控制定位锚模块进行抛锚动作；以及根据船舶位置数据或预设的锚链张力目标值，调整锚链收放量。量。量。
【技术实现步骤摘要】
一种海工船动态检测智能定距侧靠系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种海工船动态检测智能定距侧靠系统及方法，属于船舶锚定领域。
技术介绍
[0002]风电安装船等工程船在海上作业时，需要从无动力运输船或驳船进行大部件吊装或倒驳，因其自身缺少动力装置及DP定位系统，需要借助抛锚艇进行抛锚定位，受海上风浪流的影响定位锚无法准确定位或定位困难；运输船能否准确定位，对作业的准确度、作业成本等问题起着至关重要的作用。因此，需要能智能检测并调整侧靠距离的船舶定位系统。
[0003]专利CN109747784A《船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统及方法》公开了：一种船海工程单点系泊锚桨联合协同定位系统，包括上位机、锚绞机系统、船舶推进系统以及系泊平台环境参数检测系统；所述上位机通过通信网络分别与所述锚绞机系统、所述船舶推进系统以及所述系泊平台环境参数检测系统连接。优点为：通过系泊锚
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桨联合协同定位，资源利用率高，减小了系泊设备容量；缺点为：不适用于没有加装动力装置和DP定位系统的船舶。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术设计了一种海工船动态检测智能定距侧靠系统及方法，通过控制模块控制定位锚模块动作，使船舶无需动力装置即可自动完成船舶定距侧靠。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]技术方案一：
[0007]一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，包括：
[0008]数据采集模块，所述数据采集模块用于采集并输出船舶位置数据、船舶环境数据、锚机状态数据至控制模块；
[0009]定位锚模块，所述定位锚模块包括若干个电动机、锚机、锚链和锚；
[0010]控制模块，所述控制模块分别与数据采集模块、定位锚模块通信连接，用于根据船舶位置数据，控制定位锚模块进行抛锚动作；以及根据船舶位置数据或预设的锚链张力目标值，调整锚链收放量。
[0011]进一步地，所述数据采集模块包括激光测距装置、电罗经、差分全球定位系统、风速测量仪以及设置在锚机上的张力传感器、角度传感器。
[0012]进一步地，所述定位锚模块还包括电磁换向阀和绝对值编码器。
[0013]进一步地，所述控制模块根据船舶位置数据，计算船舶位置与目标位置的间距；若所述间距不超过预设的距离阈值，则控制模块向定位锚模块发出抛锚指令。
[0014]进一步地，还包括：根据船舶环境数据确定所述张力目标值，具体步骤如下：
[0015]构建目标函数：式中，τ
i
表示第i个锚链的张力目标值；τ
avg
表示所有锚链的张力平均值；
[0016]求解所述目标函数，得到各锚链的张力目标值。
[0017]进一步地，所述根据船舶位置数据，调整锚链收放量，具体步骤如下：
[0018]获取船舶位置与目标位置的偏差角度和间距；
[0019]根据偏差角度和间距，计算锚链收放量，以公式表达为：
[0020][0021][0022]式中，c(x)表示船舶位置与目标位置的间距；θi表示船舶靠近目标位置一侧角度传感器的测量数据；f(x1)表示船舶靠近目标位置一侧锚链的收放量；θj表示船舶远离目标位置一侧角度传感器的测量数据；f(x2)表示船舶远离目标位置一侧锚链的收放量。
[0023]技术方案二：
[0024]数据采集模块获取并发送船舶位置数据、船舶环境数据、锚机状态数据至控制模块；
[0025]控制模块根据船舶位置数据，计算船舶位置与目标位置的间距；若所述间距不超过预设的距离阈值，则控制模块向定位锚模块发出抛锚指令；
[0026]控制模块判断船舶环境数据是否超出预设范围，若超出预设范围，则控制模块根据船舶环境数据确定张力目标值，并根据张力目标值调整锚链收放量：读取各锚链实时张力值，若大于张力目标值，则控制该锚链松弛；若小于张力目标值，则控制该锚链收紧；
[0027]若不超出预设范围，则控制模块根据船舶位置数据，调整锚链收放量。进一步地，所述根据船舶环境数据确定张力目标值，具体步骤如下：
[0028]构建目标函数：式中，τ
i
表示第i个锚链的张力目标值；τ
avg
表示所有锚链的张力平均值；
[0029]求解所述目标函数，得到各锚链的张力目标值。
[0030]进一步地，所述根据船舶位置数据，调整锚链收放量，具体步骤如下：
[0031]获取船舶位置与目标位置的偏差角度和间距；
[0032]根据偏差角度和间距，计算锚链收放量，以公式表达为：
[0033][0034][0035]式中，c(x)表示船舶位置与目标位置的间距；θi表示船舶靠近目标位置一侧角度传感器的测量数据；f(x1)表示船舶靠近目标位置一侧锚链的收放量；θj表示船舶远离目标
位置一侧角度传感器的测量数据；f(x2)表示船舶远离目标位置一侧锚链的收放量
[0036]与现有技术相比本专利技术有以下特点和有益效果：
[0037]1、本专利技术通过控制模块控制定位锚模块动作，使船舶无需动力装置即可自动完成船舶定距侧靠。
[0038]2、本专利技术根据船舶所受外力确定锚链张力目标值，并根据锚链张力目标值调整锚链，避免锚链断裂，保证船舶停泊安全。
[0039]3、本专利技术根据船舶位置与目标位置的偏差角度和间距调整锚链，进一步提高侧靠准确度。
附图说明
[0040]图1是本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面结合实施例对本专利技术进行更详细的描述。
[0042]实施例一
[0043]如图1所示，一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，包括：
[0044]数据采集模块，所述数据采集模块用于采集并输出船舶位置数据、船舶环境数据、锚机状态数据至控制模块。具体包括：激光测距装置、电罗经、差分全球定位系统、风速测量仪、流速传感器以及设置在锚机上的张力传感器、角度传感器。
[0045]定位锚模块，定位锚模块包括：电动机、锚机、锚链、锚。本实施例中具体为四台锚机，每台锚机配备1个绝对值编码器(分辨率4096个点/圈)，绝对值编码器用于测算绳长、绳速，绝对值编码器安装和主卷筒同轴。此外，各锚配备高精度肖轴应变式张力传感器，用于实时测量锚链张力，该传感器配套有外置式信号放大器，用于调零和整定。电动机上安装有用于调整电动机转向的电磁换向阀。
[0046]控制模块，所述控制模块分别与数据采集模块、定位锚模块通信连接，用于根据船舶位置数据，控制定位锚模块进行抛锚动作；以及根据船舶位置数据或预设的张力目标值，调整锚链收放量。
[0047]实施例二
[0048]进一步地，根据船舶环境数据确定所述张力目标值，具体步骤如下：
[0049]构建目标函数：
[0050][0051]式中，τ
i
表示第i个锚链的张力目标值；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于获取并输出船舶位置数据、船舶环境数据、锚机状态数据至控制模块；定位锚模块，所述定位锚模块包括若干个电动机、锚机、锚链和锚；控制模块，所述控制模块分别与数据采集模块、定位锚模块通信连接，用于根据船舶位置数据，控制定位锚模块进行抛锚动作；以及根据船舶位置数据或预设的锚链张力目标值，调整锚链收放量。2.根据权利要求1所述的一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，所述数据采集模块包括激光测距装置、电罗经、差分全球定位系统、风速测量仪、流速传感器以及设置在锚机上的张力传感器、角度传感器。3.根据权利要求1所述的一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，所述定位锚模块还包括电磁换向阀和绝对值编码器。4.根据权利要求1所述的一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，所述控制模块根据船舶位置数据，计算船舶位置与目标位置的间距；若所述间距不超过预设的距离阈值，则控制模块向定位锚模块发出抛锚指令。5.根据权利要求1所述的一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，还包括：根据船舶环境数据确定所述张力目标值，具体步骤如下：构建目标函数：式中，τ
i
表示第i个锚链的张力目标值；τ
avg
表示所有锚链的张力平均值；求解所述目标函数，得到各锚链的张力目标值。6.根据权利要求1所述的一种海工船动态检测智能定距侧靠系统，其特征在于，所述根据船舶位置数据，调整锚链收放量，具体步骤如下：获取船舶位置与目标位置的偏差角度和间距；根据偏差角度和间距，计算锚链收放量，以公式表达为：量，以公式表达为：式中，c(x)表示船舶位置与目标位置的间距；θi表示船舶靠近目标位置一侧角度传感器的测量数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾斌，巫占钟，苏业广，汪光源，林钤，罗生志，胡斌，
申请(专利权)人：福建海电运维科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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