[發(fā)明專利]主動導引式無人船的船塢及回塢方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110872727.9
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113501109A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史劍光;于海濱;彭時林;江曉
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B63C1/00
• 分類號: B63C1/00;B60L53/12
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

1.一種主動導引式無人船的船塢，其特征在于，包括水岸固定機構(gòu)、電路艙、無人船停靠機構(gòu)、視覺靶標和導引裝置，其中，水岸固定機構(gòu)將無人船停靠機構(gòu)安裝在岸邊；電路艙中包括GPS裝置、無線電能發(fā)射電路、主控電路、WiFi通信電路、繼電器和電機驅(qū)動電路；無人船停靠機構(gòu)上設(shè)置有孔洞，孔洞用于容納無人船的艙體；無人船停靠機構(gòu)的面向無人船一側(cè)裝有磁鐵和無線充電線圈，當無人船進入船塢后，磁鐵吸住無人船前端的鐵塊，從而固定無人船，無線充電線圈與無人船上的接收線圈位置匹配；視覺靶標設(shè)置在無人船停靠機構(gòu)上方，視覺靶標的朝向無人船的一面為紅色，視覺靶標的側(cè)面為藍色；

所述導引裝置包括導桿、滑塊、絲桿、螺母和電機，其中導桿設(shè)置兩根，導桿上設(shè)置滑塊，滑塊可沿導桿長邊方向運動，與滑塊連接的桿嵌入螺母上設(shè)置的孔中，形成一個轉(zhuǎn)動副；螺母套接在絲桿上，二者的螺紋形狀匹配，螺母在絲桿上可旋轉(zhuǎn)運動；電機與絲桿連接，當電機正轉(zhuǎn)時，絲桿轉(zhuǎn)動而帶動螺母向電機所處位置靠近，兩根導桿向外側(cè)張開，當電機反轉(zhuǎn)時，螺母遠離電機，兩根導桿向內(nèi)并攏。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動導引式無人船的船塢，其特征在于，通過電網(wǎng)接口和開關(guān)電源對船塢進行供電。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動導引式無人船的船塢，其特征在于，還包括太陽能發(fā)電板和鋰電池，由太陽能發(fā)電板向鋰電池充電，鋰電池對船塢進行供電。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動導引式無人船的船塢，其特征在于，所述導桿默認為張開狀態(tài)。

5.一種權(quán)利要求1-4之一所述主動導引式無人船的船塢的回塢方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10，無人船航行到船塢前方區(qū)域；

S20，無人船采用視覺導引方法靠近船塢；

S30，船塢的兩根導桿收攏，將無人船導入船塢；

S40，無人船在船塢停靠、充電；

S50，無人船離開船塢，開始新的任務，船塢的兩根導桿重新張開。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主動導引式無人船的船塢的回塢方法，其特征在于，回塢任務開始時，導桿處于張開狀態(tài)，當無人船通過視覺靶標導引航行到船塢前方兩個導引桿之間的區(qū)域時，兩根導桿并攏，無人船被引導回塢。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主動導引式無人船的船塢的回塢方法，其特征在于，所述S20中視覺導引方法包括以下步驟：

S21，提取指定顏色區(qū)域，并轉(zhuǎn)換為二值圖像；

S22，找到顏色區(qū)域的最大連通域，并輸出面積；

S23，找到最大連通域的中心，并輸出該點橫坐標。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主動導引式無人船的船塢的回塢方法，其特征在于，所述S30，船塢的兩根導桿收攏，將無人船導入船塢，包括以下步驟：

S31，無人船離開船塢后，導引桿處于張開狀態(tài)；

S32，無人船啟動回塢任務后，行駛到船塢前方位置，此時船塢和無人船通過WiFi通信方式聯(lián)通；

S33，無人船通過視覺導引方法航行到船塢附近，無人船上的推進器停止轉(zhuǎn)動，并向船塢發(fā)送信號；

S34，船塢收到信號后，轉(zhuǎn)動電機，使得兩根導桿合攏，將無人船導引到船塢正面，同時給無人船發(fā)送信號；

S35，無人船收到信號后，啟動推進器再向前行駛，直至進入船塢，船塢上的磁鐵吸住無人船前方的鐵塊，完成無人船的固定。