[發(fā)明專利]用于系泊機(jī)器人的激光掃描

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580029286.5
• 申請(qǐng)日: 2005-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101080648A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·詹姆斯·蒙哥馬利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡沃泰克MSL控股有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/88
• 分類號(hào): G01S13/88
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于定位船只的附著區(qū)域的輪廓掃描，所述附著區(qū)域用于在船上附著系泊機(jī)器人。

背景技術(shù)

在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)知道為了裝載和卸載，用傳統(tǒng)的手工處理過(guò)程幫助船只入塢的不同系統(tǒng)。例如，日本專利公開(kāi)No.2000292540描述了提供此類器件的一種系統(tǒng)，其能夠以具有相對(duì)簡(jiǎn)單構(gòu)造的低成本通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)船只來(lái)測(cè)量船只的停泊速度。安裝在碼頭的激光傳感器被安置在用來(lái)控制傳感器的方向的轉(zhuǎn)盤上，并且在掃描的時(shí)候，在激光束軸向移動(dòng)范圍中轉(zhuǎn)盤沿垂直方向改變傳感器的角度，激光束軸向移動(dòng)范圍在沿其在滿潮時(shí)可以檢測(cè)船只的位置的激光束照射軸和沿其在低潮時(shí)可以檢測(cè)船只的位置的另一激光束照射軸之間，使得傳感器能夠通過(guò)改變傳感器的激光束照射軸來(lái)檢測(cè)船只，甚至是在船只的位置沿垂直方向改變的時(shí)候。然后，通過(guò)固定激光束照射軸在傳感器檢測(cè)船只的位置來(lái)測(cè)量船只的停泊速度。當(dāng)測(cè)量被忽略，而船只橫靠在碼頭時(shí)，通過(guò)再次移動(dòng)傳感器可以檢測(cè)到船只的位置。

在另一例子中，美國(guó)專利公開(kāi)No.6023665描述了使用激光脈沖得到遠(yuǎn)處目標(biāo)的輪廓來(lái)檢測(cè)、識(shí)別和使飛行器入塢的系統(tǒng)。該系統(tǒng)最初掃描門前面的區(qū)域，直到定位并識(shí)別了目標(biāo)。一旦該目標(biāo)的身份已知，該系統(tǒng)就追蹤此目標(biāo)。通過(guò)使用來(lái)自輪廓的信息，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)顯示飛機(jī)的類型、離?？奎c(diǎn)的距離和飛機(jī)側(cè)面位置。

在另一例子中，日本專利公開(kāi)No.4303706描述了無(wú)需接觸并且不費(fèi)力地檢測(cè)船的位置的系統(tǒng)，船的位置會(huì)因?yàn)槌逼鸪甭浜痛男遁d工作中大量材料的卸載量而實(shí)時(shí)地改變。激光測(cè)距儀被附著在貨物搬運(yùn)裝備上，如卸載機(jī)。光束用于朝正在靠近碼頭的船上下掃描。在距離的測(cè)量結(jié)果中，指示最短距離的值成為到船舷側(cè)的拐角部分(cornerpart)的距離。因此，相對(duì)于貨物搬運(yùn)裝備的船的水平距離和垂直距離能夠基于光束的該距離和上下角度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)將水平距離和垂直距離作為工作數(shù)據(jù)來(lái)控制貨物搬運(yùn)裝備時(shí)，該裝備能夠工作，使得貨物搬運(yùn)裝備尖端的刮削部分(scrapping?part)等不會(huì)撞擊船的底端。

在另一例子中，美國(guó)專利公開(kāi)No.3594716描述了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中船只入塢系統(tǒng)使用發(fā)射和接收換能器來(lái)產(chǎn)生指示沿特定船的軸的速度分量的多普勒頻移信號(hào)(Doppler?frequency?shifted?signal)。該信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并被處理以產(chǎn)生沿所感測(cè)的軸的速度和方向信息。此速度信息被校正，以補(bǔ)償海洋介質(zhì)的聲傳播特征的變化。

在另一例子中，美國(guó)專利公開(kāi)No.3690767描述了大型遠(yuǎn)洋船只的入塢系統(tǒng)，其包含激光脈沖范圍雷達(dá)系統(tǒng)、回射器、接收和發(fā)射光學(xué)器件，該雷達(dá)系統(tǒng)具有激光發(fā)射器和接收器。兩個(gè)這樣的系統(tǒng)布置在船塢上。回射器布置在船首和船尾。這些激光系統(tǒng)共享時(shí)間間隔計(jì)、計(jì)算機(jī)和顯示面板。隨著船靠近船塢時(shí)，激光追蹤回射器，測(cè)量被發(fā)射和接收的脈沖之間的時(shí)間間隔。進(jìn)行計(jì)算，并且正在靠近的船只的速度、其離船塢的距離和船只相對(duì)于船塢的位置被連續(xù)地顯示。然后將該信息發(fā)給船長(zhǎng)。

在另一例子中，美國(guó)專利公開(kāi)No.3707717描述了已經(jīng)提供的這樣一種系統(tǒng)，其用于生成相對(duì)于靠近入塢位置過(guò)程中的船舶的停泊速度曲線的校正命令信號(hào)。包括雷達(dá)收發(fā)器的多普勒雷達(dá)系統(tǒng)在入塢位置和船舶之間投射信號(hào)，并相應(yīng)地生成指示船舶速度和其的相對(duì)位移的多普勒移頻信號(hào)。其中存儲(chǔ)有指示預(yù)期初始停泊條件的預(yù)設(shè)初始計(jì)數(shù)的雷達(dá)計(jì)數(shù)器，通過(guò)根據(jù)多普勒頻移從初始計(jì)數(shù)向下計(jì)數(shù)來(lái)與該頻移信號(hào)對(duì)應(yīng)。包括用于根據(jù)實(shí)際條件更新雷達(dá)計(jì)數(shù)器的器件，并且所述器件包括聲波檢測(cè)器，其周期性地在船舶和入塢位置之間投射聲波信號(hào)，并且相應(yīng)地生成與所反射的聲波能量相對(duì)應(yīng)的校正的計(jì)數(shù)信號(hào)，指示船舶到入塢位置的實(shí)際距離。利用周期性地想雷達(dá)計(jì)數(shù)器傳送所校正的計(jì)數(shù)信號(hào)的器件，來(lái)校正實(shí)際和預(yù)設(shè)初始條件之間的誤差。速度曲線生成器對(duì)雷達(dá)計(jì)數(shù)器的輸出作出響應(yīng)，并生成編程的所期望的停泊速度曲線，比較儀對(duì)速度曲線生成器和計(jì)數(shù)器作出響應(yīng)，從而生成指示實(shí)際和所期望的船舶停泊曲線之間的任何差異的命令信號(hào)。

在另一例子中，美國(guó)專利公開(kāi)No.3754247描述了顯示裝置，其用來(lái)顯示船、表示想要的停泊處的線和指示器，所述指示器與停泊標(biāo)記線的分隔表示船的相關(guān)部分的接近速度(closing?rate)偏離了由函數(shù)生成器確定的值，該函數(shù)生成器從表示船的該部分離停泊處的距離的信號(hào)生成最優(yōu)函數(shù)。