[發(fā)明專利]一種打樁船定位控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910188584.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN110083151B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;尚勇志;張鐵;章慶生;余國(guó)斌;崔亞昆;唐文獻(xiàn);郭勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海雄程海洋工程股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;B63B35/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 夏平

1.打樁船定位及運(yùn)動(dòng)控制方法，包括以下步驟：

步驟一、在船體上安裝兩個(gè)GPS信號(hào)接收器和掃描儀，在平面內(nèi)，建立絕對(duì)坐標(biāo)系XOY和隨船坐標(biāo)系X'O'Y'；

步驟二、GPS信號(hào)接收器接收坐標(biāo)信息并結(jié)合衛(wèi)星基站發(fā)出的差分信號(hào)，得出GPS信號(hào)接收器在絕對(duì)坐標(biāo)系下的精確位置坐標(biāo)；

步驟三、根據(jù)其中一個(gè)GPS信號(hào)接收器的位置坐標(biāo)和安裝位置，得到隨船坐標(biāo)系原點(diǎn)在絕對(duì)坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)O(X_O,Y_O)；

步驟四、根據(jù)兩個(gè)GPS信號(hào)接收器位置坐標(biāo)得到隨船坐標(biāo)系的Y’方向；

步驟五、使用掃描儀得到基樁輪廓后，計(jì)算出基樁實(shí)際位置，并與基樁理論位置比較，得到基樁軸心偏移誤差δ(δ_x,δ_y)；

步驟六、打樁船拖航至作業(yè)區(qū)域并拋錨，錨索連接點(diǎn)處裝有的測(cè)角儀測(cè)量錨索角度，再根據(jù)錨索放出長(zhǎng)度，計(jì)算出各個(gè)錨分布點(diǎn)P₁～P_n在絕對(duì)坐標(biāo)系XOY中的位置坐標(biāo)，分別為

步驟七、定位船體中心O坐標(biāo)，當(dāng)船在O(X_O,Y_O)點(diǎn)時(shí)，各個(gè)錨與船體連接點(diǎn)Q₁～Q_n在絕對(duì)坐標(biāo)系XOY下的坐標(biāo)為

步驟八、在隨船坐標(biāo)系X'O'Y'中，根據(jù)各個(gè)連接點(diǎn)Q₁～Q_n與船中心O的位置關(guān)系，再結(jié)合定位的O的坐標(biāo)，得到各個(gè)連接點(diǎn)在絕對(duì)坐標(biāo)系XOY下的坐標(biāo)為：

步驟九、立樁目標(biāo)點(diǎn)位置為T'(X_T',Y_T')，根據(jù)船體就位姿態(tài)，得到打樁船就位時(shí)隨船坐標(biāo)系原點(diǎn)O'位置，

θ為船體轉(zhuǎn)動(dòng)角度；

步驟十、打樁船從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至O'點(diǎn)，設(shè)定船體運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)為a(s)，得出各方向運(yùn)動(dòng)速度為：

其中，v_X為絕對(duì)坐標(biāo)系下船體沿X方向的運(yùn)動(dòng)速度，

v_Y為絕對(duì)坐標(biāo)系下船體沿Y方向的運(yùn)動(dòng)速度，

ω為船體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；

步驟十一、當(dāng)船體運(yùn)動(dòng)至O'點(diǎn)時(shí)，各個(gè)錨與船體連接點(diǎn)Q₁′～Q_n′絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為

則在t時(shí)刻，Q_i'的坐標(biāo)為：

步驟十二、計(jì)算鋼絲繩長(zhǎng)度，水深為h，忽略鋼絲繩下垂，則鋼絲繩長(zhǎng)度L_i為：

， i ＝ 1,2,...,n

步驟十三、在t時(shí)刻，各個(gè)錨機(jī)的收纜速度V_i為：i ＝ 1,2,...,n ；

步驟十四、根據(jù)求得的速度來控制各個(gè)錨機(jī)收放速度，實(shí)現(xiàn)打樁船的快速準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)。