[发明专利]适用于船用装卸臂的码头3D智能管控平台

说明书

本发明公开了一种适用于船用装卸臂的码头3D智能管控平台，包括三维可视化管理子系统、视觉识别定位子系统、自动对接子系统以及安全运维预测子系统。该平台解决了码头船用装卸臂管控平台功能薄弱、系统单一且管理分散、数据管理零散、可视化展示能力差、无3D视觉精确成像与智能化自动对接、装卸作业效率低的问题。其中，三维可视化管理子系统实现了模型数字化管理、三维动态联动展示及集成视频监控功能，进而实现了全方位可视化管理；视觉识别定位和自动对接子系统实现了装卸臂与目标槽船的自动对接控制，提高生产作业效率及准确性，降低管理成本；安全运维预测统一安全报警、预警及部件寿命预测，简化人员巡检、记录流程，提升了数字化和智能化水平。

技术领域

本发明涉及码头油气装卸管控系统领域，具体涉及码头船用装卸臂的智能化管控领域，特别涉及一种适用于船用装卸臂的码头3D智能管控平台。

背景技术

目前，现有的码头船用装卸臂的管控平台还不太完善，还存在很多不足，例如：

1、现有码头船用装卸臂的管理功能单一，普遍只具备平面图形且只针对紧急脱离的报警检测功能，只解决紧急情况下的脱离报警功能，不能对装卸臂状态信息、装卸臂三维动态信息、系统设备参数、码头环境信息、作业人员信息、告警信息、视频监控联动、关键设备运行维护备件信息等所有数据进行实时监控、集中处理，不具备码头作业层面的综合管控。

2、现有装卸臂的管理通用适配性能差，无法根据不同的码头、装卸臂场景和功能需求进行定制化的配置与开发。

3、数据采集、传输、共享能力差，一般都是气象设备、靠泊设备、视频设备、装卸臂设备等各个子设备分散管理，通过人工反复确认完成装卸前后的条件确认，没有统一的网络通讯采集分析架构。

4、缺少码头船用装卸臂及周边设施三维动态展示，不能对装卸臂的运动进行有效的模拟，缺少对装卸模型的同比例建模及数字化处理，无法与角度、距离等臂上传感器进行数据联动。

5、缺少对船上集管法兰目标的高精度识别系统及图像重构算法，不能实时的掌握目标法兰的动态精确空间坐标，无法给装卸臂的自动轨迹运行并对接法兰提供数据。

6、完全缺少装卸臂与目标槽船的自动对接运动学算法及优化路径的轨迹规划，无法进行装卸对接过程的自动轨迹运行。

7、缺少对装卸臂多重安全报警、预警的分析，缺少对装卸臂整机装备、关键部件、零配件等使用、维护情况的统计、分析与预测，使装卸作业存在安全、停机风险。

8、若采用将管控平台综合三维可视化管理、视觉识别定位、自动对接、安全运维预测四个子系统，将大大解决LNG船岸装卸过程中可视化程度不足、安全监控能力弱、智能化自动对接、信息数据杂散等难题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种适用于船用装卸臂的码头3D智能管控平台。

实现本发明目的的技术解决方案为：适用于船用装卸臂的码头3D智能管控平台，所述3D智能管控平台包括三维可视化管理子系统、视觉识别定位子系统、自动对接子系统以及安全运维预测子系统；

所述三维可视化管理子系统，用于实时显示装卸臂作业环境画面及数据信息，还用于显示装卸臂作业环境三维模型，并实现三维模型与实际装卸臂作业环境的联动。

所述视觉识别定位子系统，用于定位船上目标法兰的位姿信息，还用于在装卸臂运动过程中检测障碍物，并将位姿信息和障碍物信息传送至自动对接子系统；

所述自动对接子系统，用于解析所述船上目标法兰的位姿信息、障碍物信息，获取船用装卸臂实现装卸臂对接法兰与船上目标法兰对接的运动轨迹和各关节所需运动的角度值，并将运动轨迹和角度值信息传送至装卸臂的运动控制机构；