智能靠泊辅助系统的制作方法
【专利摘要】本发明主要通过先进的传感器技术、通信技术、计算机技术、网络技术和电子技术的综合运用，解决了大型船舶靠泊过程中的安全问题。通过本系统的发明和投入使用，将先进的智能化设备引入到大型船舶的靠泊作业中，使对船舶在靠泊过程中的监视做到了实时和量化，改善了以往单纯依靠现场引航人员经验的操作模式，提高了安全作业水平，提高了港口企业生产和管理的信息化水平，同时，也提高了生产作业效率。
【专利说明】智能靠泊辅助系统
【技术领域】
[0001]本发明属于船只靠泊领域，特别涉及一种智能靠泊辅助系统。
【背景技术】
[0002]港口 一般使用声呐、雷达、空气声波靠泊技术，但这些技术都有其无法克服的先天不足，并不能为大型船舶靠泊提供足够的安全保护，因此均未能实现普及应用。声呐靠泊技术由于换能器约束角的限制，在作用距离200m左右时，其信号会受到水面波或水底反射波的影响，系统的测量精度及动态反应速度均会受到影响而下降。雷达靠泊技术由于易受障碍物及雨、雪等天气因素影响，其精度和作用距离会受到限制，只有在50m范围内时，其精度才会有所提高，但仍无法达到较理想的应用效果。空气声波探测技术在理想状态下有效作用距离不超过100m，在有风条件下，其作用距离、稳定性和精度等都会明显下降，此外，其反应速度较慢，也无法达到迅速反馈的要求。
[0003]激光探测技术具备较为理想的探测能力，其波束能量集中、测量精度高、抗干扰能力强，基于激光探测技术的靠泊系统，但一般只限于单体探测设备的研发，尚无法达到远程、智能化的程度，目前未能在港口企业大量应用。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种智能靠泊辅助系统，包括:
[0005]第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，分别设置在码头边缘的A点和B点，且所发射的激光方向均与所述码头边缘垂直，其中，第一激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船首到所述码头边缘的距离a，第二激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船尾到所述码头边缘的距离b ；
[0006]数据处理终端，其与所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器通信连接，距离a、距离b、A点和B点之间的距离以及船身构成一直角梯形，利用距离a、距离b、A点和B点之间的距离计算船身相对于码头边缘的当前角度α，并利用距离a和/或距离b计算船只的当前速度V ;
[0007]至少一个显示终端，均与所述数据处理终端无线通信，各显示终端将当前角度α和当前速度V显示于显示界面。
[0008]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述数据处理终端生成包含一虚拟船只图形以及一虚拟码头边缘图形的虚拟图形，并将分别用于表示距离a和距离b的两条标记线、当前速度V以及当前角度α标记在所述虚拟图形上；所述显示终端将所述虚拟图形显示于所述显示界面，方便操作人员观察待靠泊船只的靠泊状态。
[0009]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述数据处理终端内还预设有第一角度阈值α 1、第一速度阈值V1、第二角度阈值α 2和第二速度阈值V2，当α1< α ( α2，或当Vl < V < V2，则生成临界状态报警信息，所述显示终端将临界状态报警信息显示于所述显示界面；当α > α 2，或当V >V2，则生成危险状态报警信息；所述显示终端将危险状态报警信息显示于所述显示界面，使得操作人员能够明确如何调整靠泊动作。
[0010]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器相对于待靠泊船只的位置满足:当待靠泊船只的中心线与所述码头边缘平行时，距离a和距离b相等。
[0011 ] 优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，将距离a或距离b相对于单位时间的变化率作为当前速度V，或者，计算A点和B点的连线的中垂线与待靠泊船只的中心线的交点C，利用距离a和距离b计算交点C到所述码头边缘的距离C，并利用该距离c相对于单位时间的变化率作为当前速度V。
[0012]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述至少一个显示终端包括三个显示终端，其中两个显示终端分别设置在两个拖船上，另一个显示终端设置在码头上，既方便拖船操作人员的操作，又方便码头的监控人员进行监控和提醒。
[0013]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统，还包括:
[0014]调整部件，其包括横向设置的滑槽以及可滑动地设置在所述滑槽内的滑动件，一驱动机构连接至所述滑动件；
[0015]其中，所述调整部件固定在所述码头边缘，所述第二激光测距传感器固定在所述滑动件上，所述驱动机构连接至所述数据处理终端，接收所述数据处理终端的控制信号；
[0016]所述数据处理终端内预先存储有多种型号的船只的标准船身长度，所述数据处理终端根据待靠泊船只的型号，确定待靠泊船只的标准船身长度，进而向所述驱动机构发出控制信号，使滑动件滑动至对应于待靠泊船只的船尾的位置，使得本智能靠泊系统能够适应多种船只的靠泊，适应性强，应用广泛。
[0017]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述调整部件还包括:
[0018]外壳，其可开启地盖合在所述滑槽的外侧，并将所述滑动件和所述第二激光测距传感器都罩设于所述外壳与所述滑槽之间，所述外壳为由橡胶材料制成，与所述滑槽的外壁之间为水密封的，所述外壳还通过一连接件固定连接在所述码头边缘，可保护所述第二激光测距传感器不受潮气和水分的影响，从而保证测量距离数据的精确度。
[0019]优选的是，所述的智能靠泊辅助系统中，所述调整部件还包括:
[0020]盒体，其位于所述滑槽的后侧；
[0021]两个贯通孔，分别设置在所述滑槽的底部的两端；
[0022]两个推杆，均位于所述盒体内，并分别对应于两个贯通孔；
[0023]气缸，其连接至两个推杆，驱动各推杆由对应的贯通孔伸入所述滑槽内部，推动所述外壳致使所述外壳从所述滑槽上脱落。
[0024]本发明提供一种智能靠泊辅助系统，包括第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，分别设置在码头边缘的A点和B点，且所发射的激光方向均与所述码头边缘垂直，其中，第一激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船首到所述码头边缘的距离a，第二激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船尾到所述码头边缘的距离b ;数据处理终端，其与所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器通信连接，距离a、距离b、A点和B点之间的距离以及船身构成一直角梯形，利用距离a、距离b、A点和B点之间的距离计算船身相对于码头边缘的当前角度α，并利用距离a和/或距离b计算船只的当前速度V ;至少一个显示终端，均与所述数据处理终端无线通信，各显示终端将当前角度α和当前速度V显示于显示界面。
[0025]本发明主要通过先进的传感器技术、通信技术、计算机技术、网络技术和电子技术的综合运用，解决了大型船舶靠泊过程中的安全问题。通过本系统的发明和投入使用，将先进的智能化设备引入到大型船舶的靠泊作业中，使对船舶在靠泊过程中的监视做到了实时和量化，改善了以往单纯依靠现场引航人员经验的操作模式，提高了安全作业水平，提高了港口企业生产和管理的信息化水平，同时，也提高了生产作业效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明智能靠泊辅助系统的构成示意图；
[0027]图2为本发明智能靠泊辅助系统中调整部件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0029]本发明提供一种智能靠泊辅助系统，包括:
[0030]第一激光测距传感器I和第二激光测距传感器2，分别设置在码头边缘的A点和B点，且所发射的激光方向均与所述码头边缘垂直，其中，第一激光测距传感器I用于检测待靠泊船只3的船首到所述码头边缘的距离a，第二激光测距传感器2用于检测待靠泊船只3的船尾到所述码头边缘的距离b ；
[0031 ] 数据处理终端6，其与所述第一激光测距传感器I和所述第二激光测距传感器2通信连接，距离a、距离b、A点和B点之间的距离以及船身构成一直角梯形，利用距离a、距离b、A点和B点之间的距离计算船身相对于码头边缘的当前角度α，并利用距离a和/或距离b计算船只的当前速度V ；
[0032]至少一个显示终端5，均与所述数据处理终端6无线通信，各显示终端5将当前角度α和当如速度V显不于显不界面。
[0033]所述的智能靠泊辅助系统中，所述数据处理终端6生成包含一虚拟船只图形以及一虚拟码头边缘图形的虚拟图形，并将分别用于表示距离a和距离b的两条标记线、当前速度V以及当前角度α标记在所述虚拟图形上；所述显示终端将所述虚拟图形显示于所述显示界面，方便操作人员观察待靠泊船只的靠泊状态。
[0034]所述的智能靠泊辅助系统中，所述数据处理终端6内还预设有第一角度阈值α 1、第一速度阈值V1、第二角度阈值α 2和第二速度阈值V2，当α1< α ( α 2，或当Vl
<V2，则生成临界状态报警信息，所述显示终端将临界状态报警信息显示于所述显示界面；当α > α 2，或当V >V2，则生成危险状态报警信息；所述显示终端将危险状态报警信息显示于所述显示界面，使得操作人员能够明确如何调整靠泊动作。
[0035]所述的智能靠泊辅助系统中，所述第一激光测距传感器I和所述第二激光测距传感器2相对于待靠泊船只3的位置满足:当待靠泊船只的中心线与所述码头边缘平行时，距离a和距离b相等。
[0036]所述的智能靠泊辅助系统中，将距离a或距离b相对于单位时间的变化率作为当前速度V，或者，计算A点和B点的连线的中垂线与待靠泊船只3的中心线的交点C，利用距离a和距离b计算交点C到所述码头边缘的距离C，并利用该距离c相对于单位时间的变化率作为当前速度V。
[0037]所述的智能靠泊辅助系统中，所述至少一个显示终端5包括三个显示终端，其中两个显示终端分别设置在两个拖船4上，另一个显示终端设置在码头上，既方便拖船操作人员的操作，又方便码头的监控人员进行监控和提醒。
[0038]所述的智能靠泊辅助系统，还包括:
[0039]调整部件，其包括横向设置的滑槽10以及可滑动地设置在所述滑槽10内的滑动件9，一驱动机构8连接至所述滑动件9 ；
[0040]其中，所述调整部件固定在所述码头边缘，所述第二激光测距传感器2固定在所述滑动件9上，所述驱动机构8连接至所述数据处理终端6，接收所述数据处理终端6的控制信号；
[0041]所述数据处理终端6内预先存储有多种型号的船只的标准船身长度，所述数据处理终端6根据待靠泊船只3的型号，确定待靠泊船只3的标准船身长度，进而向所述驱动机构8发出控制信号，使滑动件9滑动至对应于待靠泊船只3的船尾的位置，使得本智能靠泊系统能够适应多种船只的靠泊，适应性强，应用广泛。
[0042]所述的智能靠泊辅助系统中，所述调整部件还包括:
[0043]外壳，其可开启地盖合在所述滑槽的外侧，并将所述滑动件和所述第二激光测距传感器都罩设于所述外壳与所述滑槽之间，所述外壳为由橡胶材料制成，与所述滑槽的外壁之间为水密封的，所述外壳还通过一连接件固定连接在所述码头边缘，可保护所述第二激光测距传感器不受潮气和水分的影响，从而保证测量距离数据的精确度。
[0044]所述的智能靠泊辅助系统中，所述调整部件还包括:
[0045]盒体，其位于所述滑槽的后侧；
[0046]两个贯通孔，分别设置在所述滑槽的底部的两端；
[0047]两个推杆，均位于所述盒体内，并分别对应于两个贯通孔；
[0048]气缸，其连接至两个推杆，驱动各推杆由对应的贯通孔伸入所述滑槽内部，推动所述外壳致使所述外壳从所述滑槽上脱落。
[0049]本发明提供一种智能靠泊辅助系统，包括第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，分别设置在码头边缘的A点和B点，且所发射的激光方向均与所述码头边缘垂直，其中，第一激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船首到所述码头边缘的距离a，第二激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船尾到所述码头边缘的距离b ;数据处理终端，其与所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器通信连接，距离a、距离b、A点和B点之间的距离以及船身构成一直角梯形，利用距离a、距离b、A点和B点之间的距离计算船身相对于码头边缘的当前角度α，并利用距离a和/或距离b计算船只的当前速度V;至少一个显示终端，均与所述数据处理终端无线通信，各显示终端将当前角度α和当前速度V显示于显示界面。
[0050]本发明主要通过先进的传感器技术、通信技术、计算机技术、网络技术和电子技术的综合运用，解决了大型船舶靠泊过程中的安全问题。通过本系统的发明和投入使用，将先进的智能化设备引入到大型船舶的靠泊作业中，使对船舶在靠泊过程中的监视做到了实时和量化，改善了以往单纯依靠现场引航人员经验的操作模式，提高了安全作业水平，提高了港口企业生产和管理的信息化水平，同时，也提高了生产作业效率。
[0051]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种智能靠泊辅助系统，其特征在于，包括: 第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，分别设置在码头边缘的A点和B点，且所发射的激光方向均与所述码头边缘垂直，其中，第一激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船首到所述码头边缘的距离a，第二激光测距传感器用于检测待靠泊船只的船尾到所述码头边缘的距离b ； 数据处理终端，其与所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器通信连接，距离a、距离b、A点和B点之间的距离以及船身构成一直角梯形，利用距离a、距离b、A点和B点之间的距离计算船身相对于码头边缘的当前角度α，并利用距离a和/或距离b计算船只的当前速度V ; 至少一个显示终端，均与所述数据处理终端无线通信，各显示终端将当前角度α和当前速度V显示于显示界面。
2.如权利要求1所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述数据处理终端生成包含一虚拟船只图形以及一虚拟码头边缘图形的虚拟图形，并将分别用于表示距离a和距离b的两条标记线、当前速度V以及当前角度α标记在所述虚拟图形上；所述显示终端将所述虚拟图形显示于所述显示界面。
3.如权利要求2所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述数据处理终端内还预设有第一角度阈值α 1、第一速度阈值V1、第二角度阈值α 2和第二速度阈值V2，当α?<α < α 2，或当Vl < V < V2，则生成临界状态报警信息，所述显示终端将临界状态报警信息显示于所述显示界面；当α > α 2，或当V >V2，则生成危险状态报警信息；所述显示终端将危险状态报警信息显示于所述显示界面。
4.如权利要求1所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述第一激光测距传感器和所述第二激光测距传感器相对于待靠泊船只的位置满足:当待靠泊船只的中心线与所述码头边缘平行时，距离a和距离b相等。
5.如权利要求2或3所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，将距离a或距离b相对于单位时间的变化率作为当前速度V，或者，计算A点和B点的连线的中垂线与待靠泊船只的中心线的交点C，利用距离a和距离b计算交点C到所述码头边缘的距离C，并利用该距离c相对于单位时间的变化率作为当前速度V。
6.如权利要求5所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述至少一个显示终端包括三个显示终端，其中两个显示终端分别设置在两个拖船上，另一个显示终端设置在码头上。
7.如权利要求6所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，还包括: 调整部件，其包括横向设置的滑槽以及可滑动地设置在所述滑槽内的滑动件，一驱动机构连接至所述滑动件； 其中，所述调整部件固定在所述码头边缘，所述第二激光测距传感器固定在所述滑动件上，所述驱动机构连接至所述数据处理终端，接收所述数据处理终端的控制信号； 所述数据处理终端内预先存储有多种型号的船只的标准船身长度，所述数据处理终端根据待靠泊船只的型号，确定待靠泊船只的标准船身长度，进而向所述驱动机构发出控制信号，使滑动件滑动至对应于待靠泊船只的船尾的位置。
8.如权利要求7所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述调整部件还包括: 外壳，其可开启地盖合在所述滑槽的外侧，并将所述滑动件和所述第二激光测距传感器都罩设于所述外壳与所述滑槽之间，所述外壳为由橡胶材料制成，与所述滑槽的外壁之间为水密封的，所述外壳还通过一连接件固定连接在所述码头边缘。
9.如权利要求8所述的智能靠泊辅助系统，其特征在于，所述调整部件还包括: 盒体，其位于所述滑槽的后侧； 两个贯通孔，分别设置在所述滑槽的底部的两端； 两个推杆，均位于所述盒体内，并分别对应于两个贯通孔； 气缸，其连接至两个推杆，驱动各推杆由对应的贯通孔伸入所述滑槽内部，推动所述外壳致使所述外壳从所述滑槽上脱落。
【文档编号】G08G3/00GK103956076SQ201410199249
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】王一峰, 石凤杰, 李林 申请人:中交机电工程局有限公司