專利名稱：基于激光測距儀的兩船相對位置測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種相對位置的測定方法。
背景技術(shù)：
在海上救援過程中，實現(xiàn)救援船對受援船的跟蹤已經(jīng)成為迫切要求。目前，國內(nèi)沒有可以實際應用的船舶跟蹤技術(shù)，在此方面的論文發(fā)表也幾乎是沒有。哈爾濱工程大學的碩士研究生王仲發(fā)表的碩士畢業(yè)論文“相對漂浮船舶動力定位的跟蹤控制方法研究”中提出了相對漂浮船舶動力定位的跟蹤控制概念。文中要求定位船跟蹤一個在海面上自由漂浮的目標船，使兩船始終保持相對固定的位置和艏向。但是，其文章側(cè)重控制部分和推力部分，而沒有提及兩船相對位置和艏向的測量方法。重慶大學劉俊博士的博士論文“基于紅外圖像的內(nèi)河運動船舶目標檢測和跟蹤技術(shù)研究”，其目標是避免船舶互撞和船撞橋事故，采用紅外成像技術(shù)對船舶目標進行檢測并跟蹤船舶目標。但是，紅外成像技術(shù)的瓶頸在于其無法在近距離條件下實現(xiàn)對船舶目標檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供近距離實現(xiàn)救援船對受援船的施救任務這一特種作業(yè)要求的基于激光測距儀的兩船相對位置測定方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明基于激光測距儀的兩船相對位置測定方法，其特征是(1)將激光測距儀安裝在救援船上當救援船平行靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的左右舷邊中間，激光測距儀掃描開角的角平分線垂直于救援船的中軸線；當救援船船尾靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的船尾舷邊上，激光測距儀掃描開角的角平分線與救援船的中軸線重合；(2)激光測距儀實時測量各方位角的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行剔除粗差的處理；(3)對剔除粗差后的數(shù)據(jù)利用快速排序法進行中值濾波處理；(4)采用正余弦定理得到援助船相對受援船的相對位置。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明采用了激光測距儀為測量傳感器，其具有精度高，實時性好，測量范圍大的優(yōu)點，使得測量結(jié)果可以滿足跟蹤要求。


圖1為本發(fā)明的平行靠近方案；圖2為本發(fā)明的船尾靠近方案；圖3為e的隸屬度函數(shù)；圖4為ec的隸屬度函數(shù)；圖5為坐標系圖6為北向跟蹤曲線；圖7為東向跟蹤曲線；圖8為艏向跟蹤曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖1 8，本發(fā)明包括以下步驟針對不同的作業(yè)任務，將激光測距儀安裝在不同位置。為實現(xiàn)對受援船的全方位掃描，激光測距儀被安裝在救援船的特定位置。在實現(xiàn)平行靠近方案時，激光測距儀被安裝在救援船的左右舷邊中間，其掃描開角的角平分線垂直于救援船的中軸線。在實現(xiàn)船尾靠近方案時，激光測距儀被安裝在救援船的船尾舷邊上，其掃描開角的角平分線與救援船的中軸線重合。激光測距儀實時測量數(shù)據(jù)(包括各方位角的測量數(shù)據(jù))通過RS232串口發(fā)送給控制臺計算機；將激光測距儀返回來的數(shù)據(jù)看成是一組一維的隨機變量，并利用計算機對數(shù)據(jù)進行剔除粗差的處理；對剔除粗差后的數(shù)據(jù)利用快速排序法進行中值濾波處理；采用正余弦定理得到救助船相對受援船的相對位置。所述的激光測距儀其測量范圍180°，角分辨率為1°，精度達到厘米級。所述的剔除粗差處理引入了偏度概念。分析出臨界偏度值，就可以判別所得數(shù)據(jù)是否含粗差，若含有粗差，就可以根據(jù)給定顯著性檢驗水平計算出相對判別門限。觀測數(shù)據(jù)為一組離散的隨機變量χ (η) (η = 1,2, . . .，N)其均值&、二階中心矩估計&、三階中心矩估計A和偏度Ps分別定義為
權(quán)利要求
1.基于激光測距儀的兩船相對位置測定方法，其特征是(1)將激光測距儀安裝在救援船上當救援船平行靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的左右舷邊中間，激光測距儀掃描開角的角平分線垂直于救援船的中軸線；當救援船船尾靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的船尾舷邊上，激光測距儀掃描開角的角平分線與救援船的中軸線重合；(2)激光測距儀實時測量各方位角的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行剔除粗差的處理；(3)對剔除粗差后的數(shù)據(jù)利用快速排序法進行中值濾波處理；(4)采用正余弦定理得到援助船相對受援船的相對位置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供基于激光測距儀的兩船相對位置測定方法，包括以下步驟將激光測距儀安裝在救援船上當救援船平行靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的左右舷邊中間，激光測距儀掃描開角的角平分線垂直于救援船的中軸線；當救援船船尾靠近受援船時，激光測距儀安裝在救援船的船尾舷邊上，激光測距儀掃描開角的角平分線與救援船的中軸線重合；激光測距儀實時測量各方位角的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行剔除粗差的處理；對剔除粗差后的數(shù)據(jù)利用快速排序法進行中值濾波處理；采用正余弦定理得到援助船相對受援船的相對位置。本發(fā)明采用了激光測距儀為測量傳感器，其具有精度高，實時性好，測量范圍大的優(yōu)點，使得測量結(jié)果可以滿足跟蹤要求。
文檔編號G01S5/16GK102269806SQ20111011522
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者丁福光, 付明玉, 劉揚, 李曉光, 王丹丹 申請人:哈爾濱工程大學