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原文传递船舶停泊充电对接定位方法

专利名称：	船舶停泊充电对接定位方法
摘要：	本发明提供了一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，包括通过视觉判断船舶是否进入视觉区域，是则继续步骤，否则重复本步骤；通过视觉定位采集船舶运动信息；根据船舶运动信息，经过图像视觉算法对船舶进行定位；控制伸缩杆平移动到定位位置并控制其伸缩，使其上连接装置与船体充电口对接。在扰动环境难以建模或者根本不存在模型，进行物体运动的补偿；可以动态的调整随水面涨落，而引起的船体升高或降低造成的充电口位置变化；柔性的对接装置可以避免船体随水、浪等造成的刚体冲击。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	香港中文大学(深圳)
发明人：	薛凯文;刘崇锋;许若愚;张连鑫;刘恒利;钱辉环;林天麟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910588945.2
公开号：	CN110435467A
代理机构：	深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)
代理人：	葛勤
分类号：	B60L53/37(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	518060广东省深圳市龙岗区龙翔大道2001号
主权项：	1.一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，其特征在于：包括步骤， S1)、通过视觉判断船舶是否进入视觉区域，是则继续步骤，否则重复本步骤； S2)、通过视觉定位采集船舶运动信息； S3)、根据船舶运动信息，经过图像视觉算法对船舶进行定位； S4)、控制伸缩杆移动到定位位置并控制其伸缩，使其上连接装置与船体充电口对接。 2.如权利要求1所述一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，其特征在于：所述步骤S1中的视觉判断具体包括步骤， S11)、通过视觉获取照片； S12)、提取视觉获取图像中的信息，对船体纹理均匀和水的纹理明暗变化做出比较并得出结果，若有船舶进入图像区域，则进行下一步，若无船舶进入图像区域，则重复步骤S11)； S13)、对船舶上的标记物进行检测，而标记物采用二维码形式； S14)、通过对二维码的方形形状特征和白黑颜色特征进行提取，电脑内部存有二维码的模板库； S15)、将提取的船体上二维码的形状和电脑内部已有的标记物模板进行匹配； S16)、若匹配成功，确定有船舶进入视角区域，若匹配失败，无检测到船舶，则继续重复S11)步骤。 3.如权利要求2所述一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，其特征在于：所述步骤S2中的视觉定位采集具体包括步骤， S21)、获取视觉照片； S22)、标记船体在照片中的像素位置； S23)、用矩形框对照片中船体进行框选； S24)、设定矩形框的中心点作为船体的首次中心； S25)、间隔预设时间后再次获取视觉照片； S26)、标记船体在照片中的像素位置； S27)、用矩形框对照片中船体进行框选； S28)、设定矩形框的中心点作为船体的二次中心； S29)、比较首次中心和二次中心，得到船体中心点的移动距离； S30)、根据移动距离和预设时间计算出船体的运动速度和位移，得到船体运动信息。 4.如权利要求3所述一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，其特征在于：所述步骤S3中的图像视觉算法对船舶进行定位及具体包括步骤， S31)、根据视觉检测算法确定船舶在图像中的像素大小a，即通过模板匹配检测到船舶后，会对船舶在图像上的区域，划定一个矩形框，矩形框的中心，表示船舶在图像上的中心； S32)、矩形框有一定的长度和宽度，以图像中的像素为单位，以矩形框在图像中的像素长度和宽度，表示船舶在图像中的像素大小； S33)、获取到图像区域的大小都是固定的，即船体本身大小为已知固定长度b，设定每个像素对应为w真实的长度，已知船体在像素上占得大小(为矩形框的长度和宽度)，对应乘以w即可求得船舶的本身大小； S34)、计算出实际尺寸到像素的放大系数w,w＝b/a； S35)、根据船舶在图像上的像素位置，以及放大系数w，可以计算出船舶在水平面上的真实尺度； S36)、获取得到图像上的像素位置和船舶停靠的位置关系是固定的，得出图像上第一个像素对应的水平面的位置坐标； S37)、每个像素对应的真实世界大小已知，已知船舶充电口的像素位置，那么船舶充电口的像素位置乘以w，就知道了船舶在真实世界上距离图像的第一个像素的真实尺寸，从而得到了船体的位置坐标。 5.如权利要求4所述一种扰动环境下船舶停泊充电对接定位方法，其特征在于：所述步骤S4中的连接装置与船体充电口对接集具体包括步骤， S40)、根据定位的位置信息转换电机驱动，发送到电机控制器。电机控制器使伸缩杆移动到指定的平面坐标上； S41)、控制器发送命令给电机，电机启动，将伸缩杆放下至船体上的充电接口处； S42)、计算机控制伸缩杆上的充电接头，在电机的作用下，会向下运动到达船体上对接接口处； S43)、船体充电接口处装有传感器，当有物体进入到充电口接头处时，传感器发射出信号，会被物体遮挡，从而返回信号，传感器接收到返回信号，传感器的输出电平会发生变化。 S44)、当有障碍物时，传感器输出高电平，若采集到传感器的高电平，则表示有物体进入接口处； S45)、船体上的接口装置处装有电机，当传感器检测到有物体进入充电口时，会发送信号到船体上的电机，电机执行抱紧动作，将伸缩杆的充电接头与船体的充电接口进行抱紧； S46)、抱紧后，伸缩杆的柔性末端的充电接头与船体上的充电接口对接成功，可以通过伸缩杆的充电接头给船上的电池充电。
所属类别：	发明专利