本发明涉及船舶充电对接的方法。
背景技术：
在船舶配套充电设施研究应用方面，国内外尚处于起步阶段。市面上出现的可行性方案基本上是通过在码头建造机器人站来与船舶侧面的受电口进行对接，为船舶储能单元进行快速充电。这些方案在码头风浪较小，船舶摆动范围小时尚能正常进行识别对接。当码头风浪和涌浪较大，船舶上下摆动范围大时，受电识别区往往超出识别装置的识别范围，使充电对接不上；而且因船舶摆动幅度过大，往往会超过机器人手臂的承受极限，导致机械手臂的变形和磨损。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于解决现有技术中由于船舶摆动幅度大导致的充电对接不准确的问题。
本发明的另一目的在于提供一种能够智能的充电对接的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种船舶充电对接的方法，包括以下步骤：
步骤一、同时或者依次进行步骤a和步骤b：
步骤a包括步骤i~iii，
步骤i、x轴识别定位装置多次识别设置于船舶受电口的x轴受电识别标签生成受电口的多个x轴坐标并发送至主控制器，
步骤ii、主控制器将接收的x轴坐标修正生成x轴修正坐标，根据x轴修正坐标计算充电插头移动至受电口上方的x轴位移量并转换为位移控制信号发送至x轴位移装置，
步骤iii、x轴位移控制信号控制x轴位移装置带动y轴位移装置移动，在移动中，x轴识别定位装置实时识别x轴受电识别标签生成x轴坐标并更新至主控制器，主控制器根据实时识别的x轴坐标重新计算x轴位移量并转换为x轴位移控制信号实时发送至x轴位移装置，直至x轴位移装置移动到位，
步骤b包括步骤iv~vi，
步骤iv、y轴识别定位装置多次识别设置于船舶受电口的y轴受电识别标签生成受电口的多个y轴坐标并发送至主控制器，
步骤v、主控制器将接收的多个y轴坐标修正生成y轴修正坐标，根据y轴修正坐标计算充电插头移动至受电口上方的y轴位移量并转换为y轴位移控制信号发送至y轴位移装置，
步骤vi、y轴位移控制信号控制y轴位移装置带动升降装置移动，在移动中，y轴识别定位装置实时识别y轴受电识别标签生成y轴坐标并更新至主控制器，主控制器根据实时识别的y轴坐标重新计算位移量并转换为y轴位移控制信号实时发送至y轴位移装置，直至y轴位移装置移动到位，
步骤二、通过测距装置多次测量充电插头到受电口的距离并生成距离信息发送至主控制器，
步骤三、主控制器根据距离信息计算修正生成修正的距离信息，将修正的距离信息转换为下降控制信号发送至升降装置，
步骤四、下降控制信号控制升降装置带动充电插头下降，在下降中，测距装置实时测量充电插头到受电口的距离生成距离信息并实时发送至主控制器，主控制器根据实时收到距离信息重新计算位移量并转换为下降控制信号实时发送至升降装置，直至升降装置将充电插头移动到受电口位置实现对接。
上述方法还具有如下优化和具体方案：
所述的修成生成的修正坐标是通过去掉主控制器接收到坐标的最大值和最小值后取平均值得到的。
主控制器通过ethernet总线发送位移控制信号至位移装置。
所述的x轴位移机构设置在岸基上，x轴位移机构连接带动y轴平移机构沿x轴方向移动，y轴平移机构连接带动升降机构沿y轴方向移动，升降机构连接带动充电插头向受电口方向升降。
所述的x轴位移机构采用agv装置中的一种。
所述的y轴位移机构采用rgv装置中的一种。
x轴识别定位装置和y轴识别定位装置采用激光传感器。
本充电对接方法具有智能化、无人化、大功率快充等特点，也具备码头场地利用率高、受船舶摆动影响小、识别范围广等优点。
具体实施方式
以下，结合实施例对于本发明作进一步说明，实施例仅用于解释说明，而不用于限定本发明的保护范围。
本实施例通过设置在岸基侧的x轴识别定位装置、y轴识别定位装置识别船舶受电口x轴受电识别标签和y轴受电识别标签进行识别，通过设置在岸基侧的测距装置对于充电插头到受电口的距离进行测量定位，实现对于船舶上受电口的三维准确定位和对接。
包括了现有的如下相关的设备或单元。
配电单元，是由断路器、熔断器、接触器、传感器、铜排等组成的一套电气总成，用于将电网输入的电压转换成交流市电分配给岸基充电对接系统需求交流电的各个单元，将整流单元传输的直流电分配至下一节点。
充电控制器，是由cpu、i/o接口、电源接口、通讯接口组成，用于统筹岸基充电机各个单元的工作。
整流单元，是由充电模块、接触器、传感器等组成，用于将交流市电整流成直流电，为船舶的超级电容储能单元持续充电。
主控制器，由cpu、i/o接口、电源接口、通讯接口组成，用于统筹岸基充电机各个单元的工作。
在本实施例中岸基侧充电对接用的主要设备包括了：
agv装置，agv装置中包括了配套的agv轨道、agv小车，agv小车由自身的伺服电机驱动。
rgv装置，rgv装置包括了配套的rgv轨道，rgv小车，rgv小车也由自身的伺服电机驱动。
交流供电轨道和直流供电轨道，交流供电轨道将配电单元分配的交流电传送至agv小车，直流电传送至直流供电轨道将配电单元分配的直流电传送至rgv小车。
电动绞盘装置，包括绞盘电机和绞盘，充电插头的电线可以盘于绞盘上，绞盘电机带动绞盘进行双向旋转实现收放插头。
测距装置，采用超声波传感器。采样精度高，能有效解决因烟雾引起的识别误差。
识别定位装置，采用激光传感器。包括一个识别x轴受电识别标签的x轴激光传感器，和一个识别y轴受电识别标签的y轴激光传感器。
充电插头，由插头、受电连接点、防护该等组成，用于对接充电。
在船舶侧，主要对接用的设备包括了设置在船舶的受电口附近的x轴受电识别标签和y轴受电识别标签。
在本实施例中，agv装置作为x轴位移装置，agv轨道沿x轴向设置，agv小车在agv轨道上行驶，rgv装置作为y轴位移装置，rgv轨道固定在agv小车上，随agv小车沿x轴向平移，rgv轨道的铺设的方向为y轴向，rgv小车可在rgv轨道上沿y轴向平移，在rgv小车上可以固定电动绞盘装置，电动绞盘对充电插头的收放实现充电插头的升降。通过agv装置和rgv装置来减少因风浪造成的船体大幅度摆动导致的充电对接困难问题，实现了充电的遥测遥控无人化和智能化。
司机驾驶船舶停靠在充电区域，船舶中的超级电容储能系统管理单元与主控制器开始尝试通过can-wifi进行无线连接。
超级电容储能系统管理单元与主控制器之间建立通讯连接成功，驾驶室显示wifi连接已成功，船舶动力系统管理单元通过can总线通知船舶各个驱动单元熄火，司机打开充电启动单元的充电按钮，硬线发送充电开始信号。
船舶中的动力系统管理单元将开始充电信号通过can网络传输给超级电容储能系统管理单元，超级电容储能系统管理单元通过canopen总线命令伺服驱动机构控制卷帘门单元的卷帘门驱动电机运动，打开快速卷帘门准备进行充电对接。
充电对接主要包括了以下步骤：
步骤a，x轴激光传感器开始扫描受电区的x轴受电识别标志，识别成功后将x轴坐标传送给主控制器，以同样的方式识别100次x轴坐标并发送给主控制器，主控制器去掉x轴坐标的最大、最小值后取平均值获得x轴修正坐标，通过x轴修正坐标计算有agv小车现在位置移动到坐标位置的x轴位移量，并转换为x轴位移控制信号通过ethernet总线命令agv小车的伺服驱动机构控制agv小车带动整个rgv装置开始沿agv轨道运动，此过程中，x轴激光传感器实时x轴受电识别标签生成x轴坐标并更新至主控制器，主控制器根据实时识别的x轴坐标重新计算x轴位移量并转换为x轴位移控制信号实时发送至agv小车的伺服驱动机构，直至agv小车带动rgv装置移动到位。
步骤b，在agv小车移动到位后，y轴激光传感器开始扫描受电区的y轴受电识别标志，识别成功后将y轴坐标传送给主控制器，以同样的方式识别100次y轴坐标并发送给主控制器，主控制器去掉y轴坐标的最大、最小值后取平均值获得y轴修正坐标，通过y轴修正坐标计算有rgv小车现在位置移动到坐标位置的y轴位移量，并转换为y轴位移控制信号通过ethernet总线命令rgv小车的伺服驱动机构控制rgv小车带动整个开始沿agv轨道运动，此过程中，y轴激光传感器实时y轴受电识别标签生成y轴坐标并更新至主控制器，主控制器根据实时识别的y轴坐标重新计算y轴位移量并转换为y轴位移控制信号实时发送至rgv小车的伺服驱动机构，直至rgv小车移动到位。
步骤a和步骤b可以同时进行或顺序进行。在rgv小车和agv小车都移动到位后，测距装置测量充电插头与受电区受电口的距离并生成距离信息并发送给主控制器，一同样的方式测量100次并将距离信息并传给主控制器，主控制器去掉距离信息的最大、最小值后取平均值获得修正的距离信息，将距离信息转换为下降控制信号通过ethernet总线命令绞盘电机驱动绞盘转动下放充电插头，充电插头向受电区运动。在下降中，测距装置实时测量充电插头到受电口的距离生成距离信息并实时发送至主控制器，主控制器根据实时收到距离信息重新计算位移量并转换为下降控制信号实时发送至电动绞盘，直至电动绞盘将充电插头移动到受电口位置实现对接。
充电插头与受电口连接，连接器锁定机构将其锁定，并通过硬线将连接成功信号传递给超级电容储能系统管理单元和充电机控制器，开始进入充电流程。
船舶中的超级电容储能系统管理单元和充电机控制器通过can总线进行信息交互，充电配置成功，超级电容储能系统管理单元控制直流配电单元内的直流接触器吸合，主控制器控制配电单元内的直流接触器吸合，整流单元将交流配电单元传输的交流市电整流成直流电，传输至超级电容储能单元进行存储。
当超级电容储能单元能量充满或充电启动单元关闭充电按钮，发布停止充电命令，充电结束。超级电容储能系统管理单元控制直流配电单元内的直流接触器断开，主控制器控制配电单元内的直流接触器断开。解锁充电插头，充电插头上升至原位，岸基侧充电对接系统进入待机状态。
充电插头离开船舶的受电区，关闭快速卷帘门，船舶驶离，超级电容储能系统管理单元与主控制器之间断开通讯连接。