[发明专利]一种打桩船定位控制方法及系统有效
申请号: | 201910188584.2 | 申请日: | 2019-03-13 |
公开(公告)号: | CN110083151B | 公开(公告)日: | 2020-05-19 |
发明(设计)人: | 王鑫;尚勇志;张铁;章庆生;余国斌;崔亚昆;唐文献;郭胜 | 申请(专利权)人: | 上海雄程海洋工程股份有限公司 |
主分类号: | G05D1/02 | 分类号: | G05D1/02;B63B35/00 |
代理公司: | 南京天华专利代理有限责任公司 32218 | 代理人: | 夏平 |
地址: | 200135 上海市浦东新*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | 本发明公开了一种打桩船的定位及运动控制方法,通过船体上两个GPS信号接收器在平面内建立随船坐标系;根据接收的坐标信息,得到随船坐标系原点在绝对坐标系内的坐标;根据基桩轴心在船体上的位置,得到基桩轴心在随船坐标系下的坐标;使用扫描仪得到基桩轮廓后,计算出基桩实际位置,并得到基桩轴心偏移误差;打桩船就位后,确定船体上各个锚分布点在绝对坐标系中的位置坐标;定位船体中心坐标,当船在该点时,在随船坐标系中,得到各个连接点在绝对坐标系下的坐标;根据船体就位姿态,得到打桩船就位时随船坐标系原点位置;进而得出各方向运动速度;从而计算出在相应时刻各个锚机的收缆速度,来控制各个锚机收缆速率实现打桩船运动。 | ||
搜索关键词: | 一种 打桩船 定位 控制 方法 系统 | ||
【主权项】:
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(XO,YO);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(δx,δy);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~Pn)在绝对坐标系XOY中的位置坐标,分别为
i=1,2,...,n;步骤七、定位船体中心O坐标,当船在O(XO,YO)点时,各个锚与船体连接点(Q1~Qn)在绝对坐标系XOY下的坐标为
i=1,2,...,n;步骤八、在随船坐标系X'O'Y'中,根据各个连接点Q1~Qn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'(XT',YT'),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,vX为绝对坐标系下船体沿X方向的运动速度,vY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'~Qn')绝对坐标系下的坐标为
i=1,2,...,n,则在t时刻,Qi'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Li(i=1,2,...,n)为:
步骤十三、在t时刻,各个锚机的收缆速度Vi(i=1,2,...,n)为:
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。
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