[發(fā)明專利]一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110466814.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN112946685A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐才云;何德林;甘浪雄;鄧巍;孫業(yè)峰;周春輝;肖長詩;李克丁;黎良明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢欣海遠(yuǎn)航科技研發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發(fā)明公開了一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法，若干個(gè)碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置分別間隔分布的安裝在岸基的龍門架上，碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)采集端、天線、配電箱和延伸臂，配電箱安裝在龍門架靠水一側(cè)的支腿下部分，RTK定位設(shè)備和天線安裝在配電箱的上部，延伸臂的一端連接在配電箱的側(cè)邊，三維激光雷達(dá)安裝在延伸臂的另一端上部，攝像頭安裝在延伸臂的另一端下部。本發(fā)明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置采取RTK定位設(shè)備與攝像頭掃描地標(biāo)兩種定位系統(tǒng)，提高裝置的定位精度；利用多個(gè)三維多點(diǎn)激光雷達(dá)空時(shí)掃描船舶，擴(kuò)大了監(jiān)測(cè)范圍；雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取技術(shù)可將船舶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)從整體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取出來，節(jié)省系統(tǒng)算力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶停泊安全技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

隨著海上交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，為提高運(yùn)輸效率、降低費(fèi)用，海運(yùn)船舶建造大型化。由于船舶的大型化，停泊速度或靠攏角度大，環(huán)境復(fù)雜等因素造成碼頭損壞事故時(shí)有發(fā)生，當(dāng)前船舶停靠多依賴船長和引航員的經(jīng)驗(yàn)，估算船舶停靠狀態(tài)，這種依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行停靠的方法存在一定偏差，給船舶的停靠帶來一定的安全隱患，因此有必要研究相關(guān)問題與解決技術(shù)，在港口、碼頭安裝監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)船舶停靠速度、角度數(shù)據(jù)以輔助船舶安全停泊。

隨著科技的發(fā)展，國內(nèi)外一些先進(jìn)港口和船舶引進(jìn)各種監(jiān)測(cè)設(shè)備來輔助船舶安全停靠，從停泊監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝位置不同分為兩種：

一種是船載式，監(jiān)測(cè)設(shè)備根據(jù)其在船上位置，給出安裝位的離岸距離，至少要求測(cè)量出船舶上兩個(gè)特定點(diǎn)位。當(dāng)前，多采用衛(wèi)星定位作為系統(tǒng)信息來源，由于需要根據(jù)船舶外形將組合定位機(jī)安放在特定位置，又要防止GPS信號(hào)被遮擋，同時(shí)定位機(jī)對(duì)傳輸定位信息的通信網(wǎng)絡(luò)依賴大，并沒有真正突破設(shè)備工作范圍受船舶離岸距離的限制。

另一種是岸基式，監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在岸基上，通過測(cè)量靠岸船舶與岸基之間的距離，估算船舶的靠岸狀態(tài)參數(shù)信息。目前，多使用二維激光測(cè)距技術(shù)，雖然激光測(cè)距的精度較高，但是由于停靠船舶長度不同對(duì)激光探頭的距離要求不同，而且對(duì)于非定點(diǎn)停泊，導(dǎo)致點(diǎn)式激光尋找目標(biāo)困難，同時(shí)激光設(shè)備要求泊位安裝條件較高，使得系統(tǒng)整體測(cè)量精度角度，推廣應(yīng)用受到限制。

因此，對(duì)于上述問題有必要提出一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其方法，以解決上述問題。

一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括移動(dòng)軌、若干個(gè)龍門架和若干個(gè)碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置，所述移動(dòng)軌安裝在碼頭岸基上，若干個(gè)所述龍門架分別呈間隔分布的安裝在移動(dòng)軌上，所述碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置安裝在龍門架上，所述碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)裝置包括數(shù)據(jù)采集端、天線、配電箱和延伸臂，所述數(shù)據(jù)采集端包括RTK定位設(shè)備、三維激光雷達(dá)和攝像頭，所述配電箱安裝在龍門架靠水一側(cè)的支腿下部分，所述RTK定位設(shè)備和天線安裝在配電箱的上部，所述延伸臂的一端連接在配電箱的側(cè)邊，所述三維激光雷達(dá)安裝在延伸臂的另一端上部，所述攝像頭安裝在延伸臂的另一端下部，所述配電箱內(nèi)設(shè)置有電路模塊，所述RTK定位設(shè)備、三維激光雷達(dá)、攝像頭和天線均電連接于所述電路模塊，所述天線和電路模塊均連接數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊連接數(shù)據(jù)發(fā)布端。

其中數(shù)據(jù)采集端與數(shù)據(jù)處理模塊間采用有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接；數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)發(fā)布端采用有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接。

其中數(shù)據(jù)發(fā)布端包括手機(jī)端和電腦端。

優(yōu)選地，所述配電箱通過螺栓安裝在龍門架的支腿上。

優(yōu)選地，所述配電箱安裝在龍門架位置距離地面1-2m。

優(yōu)選地，所述三維激光雷達(dá)采用80線雷達(dá)。

一種基于三維激光雷達(dá)的碼頭靠泊安全監(jiān)測(cè)方法，其監(jiān)測(cè)方法步驟為：