[發明專利]一種落水危險品集裝箱測距方法及測距系統

在審

• 申請號: 201610078539.8
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105699942A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 王瑩;劉小艷;熊木地;烏旭
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01S5/30
• 分類號: G01S5/30
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 楊威;李洪福

1.一種落水危險品集裝箱測距方法，本方法適用于對安裝有水聲定位信標 的落水危險品集裝箱進行測距探測，其特征在于：

包括如下步驟

S1、在待探測區域的水面上投放至少3個能夠向落水的危險品集裝箱發送 定位命令水聲信號的探測節點；

S2、在各所述探測節點中選定主探測節點，其他探測節點默認為次探測節 點；各所述探測節點分別獲取各自對應的位置坐標，同時各次探測節點分別將 各自所獲取的位置坐標發送給主探測節點；

S3、主探測節點向各次探測節點廣播與定位命令水聲信號的發送時刻t相關 的數據，若各次探測節點成功接收到所述數據，則分別向主探測節點發送確定 性應答信號；

S4、在到達發送時刻t之前，如若不滿足應答成功條件，則每隔一定時間間 隔主探測節點再次向各次探測節點廣播與定位命令水聲信號的發送時刻t相關 的數據，直至主探測節點與次探測節點滿足應答成功條件，所述應答成功條件 是指主探測節點至少收到2個次探測節點所發送確定性應答信號；

S5、若到達發送時刻t，未滿足應答成功條件，則確認應答失敗，并向各次 探測節點廣播應答失敗報文，重新設定發送時刻t′并重復S3-S4過程，直至滿 足應答成功條件；

S6、在滿足應答成功條件且到達發送時刻t或者t′時，主探測節點發送定位 命令水聲信號并記錄被探測的落水危險品集裝箱的水聲定位信標反饋的定位響 應信號到達的時刻T；同時滿足應答成功條件的各次探測節點在到達發送時刻t 或者t′時，分別記錄被探測的落水危險品集裝箱的水聲定位信標反饋的定位響 應信號到達的時刻T_i′，其中，i＝1…N，N值按照滿足應答成功條件的次探測節 點的數量進行設定；所述定位響應信號是指被探測落水危險品集裝箱的水聲定 位信標成功接收到主探測節點發送的定位命令水聲信號并經過其內部的水聲通 信單元收發切換時延Δt后所反饋的定位響應水聲信號，Δt為固定時間長度，且 假定各所述探測節點均已知Δt；

S7、各次探測節點分別將所記錄被探測的落水危險品集裝箱的水聲定位信 標反饋的定位響應信號到達的時刻T_i′發送給主探測節點；如果N＝2，則主探測 節點利用三邊測量法計算被探測的落水危險品集裝箱的位置坐標，如果N>2， 則主探測節點利用基于多邊測量法的極大似然定位算法計算被探測的落水危險 品集裝箱的位置坐標。

2.根據權利要求1所述的落水危險品集裝箱測距方法，其特征在于：

各所述探測節點均包括水聲換能器I以及探測節點控制單元，所述探測節點 控制單元包括：供電模塊I、嵌入式微處理器I、水聲通信單元I、射頻無線通信 單元及GPS模塊；所述嵌入式微處理器I為中央控制中心，通過所述水聲通信 單元I連接水聲換能器I，以完成定位命令水聲信號的發送及定位響應信號的接 收過程；所述GPS模塊用于實時獲取各自對應的位置坐標，所述射頻無線通信 單元用于完成各所述探測節點之間的數據通信過程。

3.根據權利要求1所述的落水危險品集裝箱測距方法，其特征在于：

所述落水危險品集裝箱的水聲定位信標包括水聲換能器II、供電模塊II、嵌 入式微處理器II、水聲通信單元II以及落水檢測單元、參數配置接口；所述嵌 入式微處理器II為中央控制中心，通過所述水聲通信單元II連接水聲換能器II， 以完成定位命令水聲信號的接收及定位響應信號的發送過程；所述落水檢測單 元用于檢測是否發生落水事故，當危險品集裝箱發生落水事故時，該落水檢測 單元通過嵌入式微處理器II觸發水聲通信單元工作；所述參數配置接口用于水 聲定位信標接收外部配置參數。