一种基于激光测距的自动靠泊方法及系统与流程

1.本发明实施例涉及无人艇领域，尤其涉及一种基于激光测距的自动靠泊方法及系统。


背景技术：

2.水面无人艇是一种具有自主航行与路径规划能力，可搭载不同的任务载荷，并且能够完成设定任务的水面舰艇。具有航速高、智能化、机动性强、无人员操控等优点，被广泛应用于海洋空间资源探测、海底测绘、应急救援、情报收集、反潜反水雷等任务。水面无人艇按照用途分为军用和民用，军用领域无人艇广泛应用于海上情报侦察搜集，即对我方海域进行巡逻，及时发现并返回外来船只的详细信息；反潜反水雷，即利用声纳对水下水雷等威胁目标进行探测；海上打击，即通过无人艇上携带的武器对目标进行打击；以及海上救援，即对危险海域进行取证救援。
3.对于民用测量无人艇与军用无人艇而言，在完成任务后进行自动靠泊往往是水面无人艇的期望的附带功能之一，因此，提出一种方法来提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞是目前业界亟待解决的重要课题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种基于激光测距的自动靠泊方法及系统。
5.一方面，本发明实施例提供一种基于激光测距的自动靠泊方法，包括：
6.激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；
7.激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；
8.所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；
9.待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。
10.另一方面，本发明实施例提供一种基于激光测距的自动靠泊系统，包括：
11.激光测距发射装置、激光测距接收装置、待泊无人艇航行控制装置以及待泊无人艇推进器控制装置，其中，
12.所述激光测距发射装置用于向所述激光测距接收装置发射激光信号；
13.所述激光测距接收装置用于接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；
14.所述待泊无人艇航行控制装置用于根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；
15.所述待泊无人艇推进器控制装置用于根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。
16.本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊方法及系统，通过激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的方法及系统提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊方法的流程示意图；
19.图2为本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊系统的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.图1为本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊方法的流程示意图，如图1所示，本实施例提供一种基于激光测距的自动靠泊方法，包括：
22.s101、激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；
23.具体地，激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号，所述激光测距发射装置设置在目标码头，所述激光测距接收装置设置在待泊无人艇上，所述目标码头即待泊无人艇需要靠泊的码头。所述激光测距接收装置的个数可以设置为多个，例如两个；同样地，所述激光测距发射装置的个数可以设置为多个，例如三个，所述激光测距发射装置和所述激光测距接收装置的具体数量和设置方式均可以根据具体情况进行设置和调整，此处不做具体限定。
24.s102、激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置。
25.具体地，设置在待泊无人艇上的激光测距接收装置接收目标码头上的激光测距发射装置发射的所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置。
26.s103、所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置。
27.具体地，所述待泊无人艇航行控制装置在接收到激光测距接收装置反馈的激光信号之后，根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置。可以理解的是，所述待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息可以包括待泊无人艇与目标码头之间的相对方向和相对距离，还可以包括其他相对位置信息，此处不做具体限定。
28.s104、待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。
29.具体地，待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。
30.本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊方法，通过激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的方法及系统提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞。
31.在上述实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
32.将三个所述激光测距发射装置分别安装于所述目标码头的三角形支架的三个顶点。
33.具体地，所述激光测距发射装置的个数为三个，将三个所述激光测距发射装置分别安装于所述目标码头的三角形支架的三个顶点。可以理解的是所述三角形支架设置在所述目标码头的预设位置，具体可以根据具体情况进行选取和设置，此处不做具体限定。
34.在上述实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
35.将两个所述激光测距接收装置分别安装于沿所述待泊无人艇的中线的艏艉位置。
36.具体地，所述激光测距接收装置的个数为两个，将两个所述激光测距接收装置分别安装于沿所述待泊无人艇的中线的艏艉位置。
37.在上述实施例的基础上，进一步地，所述所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，包括：所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对方向和相对距离。
38.具体地，所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对方向和相对距离。例如，待泊无人艇位于目标码头东偏北45度，直线距离1.5公里处。
39.在上述实施例的基础上，进一步地，所述待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整，包括：所述待泊无人艇推进器控制装置根据待泊无人艇与目标码头之间的相对方向和相对距离控制待泊无人艇调整前进方向和前进距离。
40.具体地，所述待泊无人艇推进器控制装置根据待泊无人艇与目标码头之间的相对方向和相对距离，控制待泊无人艇调整前进方向和前进距离。例如，所述所述待泊无人艇推
进器控制装置控制待泊无人艇把舵旋转相应角度，沿该方向航行相应的距离。
41.在上述实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
42.对所述激光信号进行幅度调制，测定调制光在待泊无人艇与目标码头之间往返一次所产生的相位延迟，并根据所述调制光的波长，计算所述相位延迟对应的距离。
43.具体地，在进行实际测量之前，可以进行激光信号测量模拟，对所述激光信号进行幅度调制，测定调制光在第一目标物与第二目标物之间往返一次所产生的相位延迟，并根据所述调制光的波长，计算所述相位延迟对应的距离，以便在实际测量时利用该相位延迟对应的距离对测量结果进行修正。
44.本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊方法，通过激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的方法及系统提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞。
45.图2为本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊系统的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供一种基于激光测距的自动靠泊系统的结构示意图，包括：激光测距发射装置201、激光测距接收装置202、待泊无人艇航行控制装置203以及待泊无人艇推进器控制装置204，其中，
46.所述激光测距发射装置201用于向所述激光测距接收装置202发射激光信号；
47.所述激光测距接收装置202用于接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置203；
48.所述待泊无人艇航行控制装置203用于根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置204；
49.所述待泊无人艇推进器控制装置204用于根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。
50.本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊系统，通过激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的方法及系统提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞。
51.可选地，所述激光测距发射装置201的数量为三个，且三个所述激光测距发射装置201分别安装于所述目标码头的三角形支架的三个顶点。
52.可选地，所述激光测距接收装置202的数量为两个，且两个所述激光测距接收装置202分别安装于沿所述待泊无人艇的中线的艏艉位置。
53.可选地，待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息包括待泊无人艇与目标码头
之间的相对方向和相对距离。
54.本发明实施例提供的基于激光测距的自动靠泊系统，通过激光测距发射装置向激光测距接收装置发射激光信号；激光测距接收装置接收所述激光信号，并将所述激光信号反馈至待泊无人艇航行控制装置；所述待泊无人艇航行控制装置根据接收到的所述激光信号计算待泊无人艇与目标码头之间的相对位置信息，并将所述相对位置信息发送至待泊无人艇推进器控制装置；待泊无人艇推进器控制装置根据所述相对位置信息控制待泊无人艇进行位置调整。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的方法及系统提高无人艇在自动靠泊过程中停泊位置的准确性并且减少自动靠泊过程中的碰撞。
55.本发明提供的装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
56.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
57.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
58.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。