[发明专利]一种打桩船定位控制方法及系统

权利要求书

1.打桩船定位及运动控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在船体上安装两个GPS信号接收器和扫描仪，在平面内，建立绝对坐标系XOY和随船坐标系X'O'Y'；

步骤二、GPS信号接收器接收坐标信息并结合卫星基站发出的差分信号，得出GPS信号接收器在绝对坐标系下的精确位置坐标；

步骤三、根据其中一个GPS信号接收器的位置坐标和安装位置，得到随船坐标系原点在绝对坐标系内的坐标O(X_O,Y_O)；

步骤四、根据两个GPS信号接收器位置坐标得到随船坐标系的Y’方向；

步骤五、使用扫描仪得到基桩轮廓后，计算出基桩实际位置，并与基桩理论位置比较，得到基桩轴心偏移误差δ(δ_x,δ_y)；

步骤六、打桩船拖航至作业区域并抛锚，锚索连接点处装有的测角仪测量锚索角度，再根据锚索放出长度，计算出各个锚分布点P₁～P_n在绝对坐标系XOY中的位置坐标，分别为

步骤七、定位船体中心O坐标，当船在O(X_O,Y_O)点时，各个锚与船体连接点Q₁～Q_n在绝对坐标系XOY下的坐标为

步骤八、在随船坐标系X'O'Y'中，根据各个连接点Q₁～Q_n与船中心O的位置关系，再结合定位的O的坐标，得到各个连接点在绝对坐标系XOY下的坐标为：

步骤九、立桩目标点位置为T'(X_T',Y_T')，根据船体就位姿态，得到打桩船就位时随船坐标系原点O'位置，

θ为船体转动角度；

步骤十、打桩船从O点运动至O'点，设定船体运动时长为a(s)，得出各方向运动速度为：

其中，v_X为绝对坐标系下船体沿X方向的运动速度，

v_Y为绝对坐标系下船体沿Y方向的运动速度，

ω为船体转动的角速度；

步骤十一、当船体运动至O'点时，各个锚与船体连接点Q₁′～Q_n′绝对坐标系下的坐标为

则在t时刻，Q_i'的坐标为：

步骤十二、计算钢丝绳长度，水深为h，忽略钢丝绳下垂，则钢丝绳长度L_i为：

， i ＝ 1,2,...,n

步骤十三、在t时刻，各个锚机的收缆速度V_i为：i ＝ 1,2,...,n ；

步骤十四、根据求得的速度来控制各个锚机收放速度，实现打桩船的快速准确运动。