一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-09-13 16:26:24
本发明涉及一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法,该方法将减摇鳍的鳍体等效成长方体模型,其中障碍物的等效球模型是将障碍物看成一个质点,质点与鳍体的安全距离作为半径,标记处于鳍体中的轴中心点、长方体模型右侧面中心点与这两点在后侧面所在平面的投影点,通过测距传感器分别测出障碍物与其余四点的距离,再测出两个中心点的距离和长方体模型的宽,若障碍物将与鳍发生碰撞,则需要在降低一定减摇效果的情况下改变鳍摆角实现避障,由折算关系可知所需改变的角度。本发明优点是方法简单、操作方便、实用性强,并且避免了鳍在遇到暗礁、较大悬浮物或特殊情况时发生碰撞的不利情况,解决了传统减摇鳍的鳍体缺乏实时自动避障的问题。
随着我国航海业的不断发展,开采探索的区域也变得越来越广阔,船在海上会遇到海风、海浪、海流等一些外在因素的影响,运动的船舶或停泊的船舶都会产生六自由度的运动,其中横摇运动带来的影响最为严重,因此如何减小船的横摇成为了一个技术难题,减摇鳍的装配使得船舶的减摇效果得到了大幅度的提升,但是由于我国航海业的快速发展且探索的区域变得越来越广泛,尤其是在探索未知海域时,难免会遇到一些比较复杂的情况或突发情况,比如说遇到暗礁、特殊情况或一些较大的悬浮障碍物等,这种情况下不仅仅需要考虑减摇,还需要考虑减摇鳍的鳍体的避障,以免鳍的损坏而导致减摇鳍的失效。因此减摇鳍的鳍体实时自动避障成为亟待解决的难点。此外,可以通过增加减摇鳍的数量来较为容易地解决避障时减摇效果降低的问题。
本发明的一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法,首先在减摇鳍的鳍体的等效模型上标出处于鳍体中的鳍轴1的中心点,再标出所述长方体等效模型右侧面3的中心点,最后在长方体等效模型后侧面2上标出上述的两个投影点;障碍物的等效球模型是将障碍物看成一个质点,再以它为圆心,质点与鳍体的安全距离作为半径作一个球;当得到减摇鳍的鳍体实时自动避障时整体的等效模型后,由上述的两个中心点、两个投影点和质点可以利用测距传感器测得它们分别与质点的距离,当减摇鳍在工作时且已知此时减摇鳍的鳍体与水平面的夹角时,再根据折算关系可以求得成功避障时减摇鳍的鳍体与水平面所需要的夹角。此时需要牺牲正在避障的减摇鳍一定的减摇效果去进行避障,由于单对的减摇鳍在避障时降低的减摇效果较多,所以当减摇鳍有两对或两对以上时避障和减摇的效果会更好,通过协同其余鳍的控制可以较为容易的对减少的减摇效果进行补偿,通过这种方法可以在牺牲一定减摇的情况下达到避障的效果。本发明的优点是方法简单、操作方便、实用性强,不用改变传统减摇鳍的结构,并且避免了鳍在遇到暗礁、较大悬浮物或特殊情况时发生碰撞的不利情况,解决了传统减摇鳍的鳍体缺乏避障的问题。
此技术为哈尔滨理工大学孙明晓研发,承担本专科及研究生层次普通高等学历教育工作承担科学技术研究工作并为社会提供相关服务
与现有技术相比,此技术产生的效益:1.采用一种船用减摇鳍的鳍体实时自动避障方法解决了减摇鳍的鳍体的实时自动避障问题,所述的方法计算较为简单、实现较为方便且操作容易执行,不用改变传统减摇鳍的结构。
2.本发明所述方法解决了传统减摇鳍的鳍体缺乏避障的问题,也解决了减摇鳍的鳍体在航行时与障碍物碰撞的问题,还减少了鳍与障碍物的碰撞而带来的不必要的损失。
3.本发明所述方法是在牺牲一定减摇效果的情况下达到避障的要求,由于单对的减摇鳍在避障时降低的减摇效果较多,所以当减摇鳍有两对或两对以上时避障和减摇的效果会更好,通过协同其余鳍的控制可以较为容易的对降低的减摇效果进行补偿。
4.本发明所述的鳍体等效模型与障碍物等效球模型,实用性较强、适用范围较广,很好的解决了减摇鳍的鳍体在实时自动避障时建立模型较为困难的问题。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。