专利名称：基于激光测距仪的两船相对位置测定方法
技术领域：
本发明涉及的是一种相对位置的测定方法。
背景技术：
在海上救援过程中，实现救援船对受援船的跟踪已经成为迫切要求。目前，国内没有可以实际应用的船舶跟踪技术，在此方面的论文发表也几乎是没有。哈尔滨工程大学的硕士研究生王仲发表的硕士毕业论文“相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制方法研究”中提出了相对漂浮船舶动力定位的跟踪控制概念。文中要求定位船跟踪一个在海面上自由漂浮的目标船，使两船始终保持相对固定的位置和艏向。但是，其文章侧重控制部分和推力部分，而没有提及两船相对位置和艏向的测量方法。重庆大学刘俊博士的博士论文“基于红外图像的内河运动船舶目标检测和跟踪技术研究”，其目标是避免船舶互撞和船撞桥事故，采用红外成像技术对船舶目标进行检测并跟踪船舶目标。但是，红外成像技术的瓶颈在于其无法在近距离条件下实现对船舶目标检测。

发明内容
本发明的目的在于提供近距离实现救援船对受援船的施救任务这一特种作业要求的基于激光测距仪的两船相对位置测定方法。本发明的目的是这样实现的本发明基于激光测距仪的两船相对位置测定方法，其特征是(1)将激光测距仪安装在救援船上当救援船平行靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的左右舷边中间，激光测距仪扫描开角的角平分线垂直于救援船的中轴线；当救援船船尾靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的船尾舷边上，激光测距仪扫描开角的角平分线与救援船的中轴线重合；(2)激光测距仪实时测量各方位角的数据，对数据进行剔除粗差的处理；(3)对剔除粗差后的数据利用快速排序法进行中值滤波处理；(4)采用正余弦定理得到援助船相对受援船的相对位置。本发明的优势在于本发明采用了激光测距仪为测量传感器，其具有精度高，实时性好，测量范围大的优点，使得测量结果可以满足跟踪要求。


图1为本发明的平行靠近方案；图2为本发明的船尾靠近方案；图3为e的隶属度函数；图4为ec的隶属度函数；图5为坐标系图6为北向跟踪曲线；图7为东向跟踪曲线；图8为艏向跟踪曲线。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明做更详细地描述结合图1 8，本发明包括以下步骤针对不同的作业任务，将激光测距仪安装在不同位置。为实现对受援船的全方位扫描，激光测距仪被安装在救援船的特定位置。在实现平行靠近方案时，激光测距仪被安装在救援船的左右舷边中间，其扫描开角的角平分线垂直于救援船的中轴线。在实现船尾靠近方案时，激光测距仪被安装在救援船的船尾舷边上，其扫描开角的角平分线与救援船的中轴线重合。激光测距仪实时测量数据(包括各方位角的测量数据)通过RS232串口发送给控制台计算机；将激光测距仪返回来的数据看成是一组一维的随机变量，并利用计算机对数据进行剔除粗差的处理；对剔除粗差后的数据利用快速排序法进行中值滤波处理；采用正余弦定理得到救助船相对受援船的相对位置。所述的激光测距仪其测量范围180°，角分辨率为1°，精度达到厘米级。所述的剔除粗差处理引入了偏度概念。分析出临界偏度值，就可以判别所得数据是否含粗差，若含有粗差，就可以根据给定显著性检验水平计算出相对判别门限。观测数据为一组离散的随机变量χ (η) (η = 1,2, . . .，N)其均值&、二阶中心矩估计&、三阶中心矩估计A和偏度Ps分别定义为
权利要求
1.基于激光测距仪的两船相对位置测定方法，其特征是(1)将激光测距仪安装在救援船上当救援船平行靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的左右舷边中间，激光测距仪扫描开角的角平分线垂直于救援船的中轴线；当救援船船尾靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的船尾舷边上，激光测距仪扫描开角的角平分线与救援船的中轴线重合；(2)激光测距仪实时测量各方位角的数据，对数据进行剔除粗差的处理；(3)对剔除粗差后的数据利用快速排序法进行中值滤波处理；(4)采用正余弦定理得到援助船相对受援船的相对位置。
全文摘要
本发明的目的在于提供基于激光测距仪的两船相对位置测定方法，包括以下步骤将激光测距仪安装在救援船上当救援船平行靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的左右舷边中间，激光测距仪扫描开角的角平分线垂直于救援船的中轴线；当救援船船尾靠近受援船时，激光测距仪安装在救援船的船尾舷边上，激光测距仪扫描开角的角平分线与救援船的中轴线重合；激光测距仪实时测量各方位角的数据，对数据进行剔除粗差的处理；对剔除粗差后的数据利用快速排序法进行中值滤波处理；采用正余弦定理得到援助船相对受援船的相对位置。本发明采用了激光测距仪为测量传感器，其具有精度高，实时性好，测量范围大的优点，使得测量结果可以满足跟踪要求。
文档编号G01S5/16GK102269806SQ20111011522
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者丁福光, 付明玉, 刘扬, 李晓光, 王丹丹 申请人:哈尔滨工程大学