[发明专利]船舶航向角检测方法、装置及船舶靠泊报警系统

权利要求书

1.一种船舶航向角检测方法，其特征在于，包括：

接收扫描设备输出的扫描数据；所述扫描数据为船舶靠近码头侧的船壁经所述扫描设备沿船长方向进行扫描得到；其中，所述扫描设备设于码头沿线上泊位的中间位置；

基于所述扫描数据，得到扫描点集在第一坐标系上的坐标数据；对所述坐标数据进行数据拟合，得到第一模型；其中，所述第一坐标系为以所述扫描设备为原点、以平行于所述扫描设备的镜头的直线为横轴、以及以垂直于所述扫描设备的镜头的直线为纵轴的直角坐标系；

将所述第一模型转换为基于第二坐标系的第二模型；所述第二坐标系为以所述码头所在平面上任意一点为原点、以所述码头所在平面上沿所述码头的长度方向为横轴、以及以所述码头所在平面上沿所述码头的宽度方向为纵轴的直角坐标系；

根据所述第二模型得到并输出所述船舶的航向角；

所述基于所述扫描数据，得到扫描点集在第一坐标系上的坐标数据；对所述坐标数据进行数据拟合，得到第一模型的步骤，包括：

将极坐标数据转换为基于所述第一坐标系的直角坐标数据；

采用最小二乘法对所述直角坐标数据进行数据拟合，得到所述第一模型；其中，所述扫描数据为所述扫描点集在第三坐标系上的极坐标数据；所述第三坐标系为以所述扫描设备为极点、以与所述扫描设备的镜头平行的射线为极轴的极坐标系；所述第一坐标系的横轴、所述第二坐标系的横轴以及所述第三坐标系的横轴均与码头沿线平行。

2.根据权利要求1所述的船舶航向角检测方法，其特征在于，所述将所述第一模型转换为基于第二坐标系的第二模型的步骤，包括：

根据所述第一坐标系和所述第二坐标系，得到所述第一坐标系转换为所述第二坐标系的转换关系；

采用所述转换关系处理所述第一模型，得到所述第二模型。

3.根据权利要求1所述的船舶航向角检测方法，其特征在于，所述根据所述第二模型得到并输出所述船舶的航向角的步骤，包括：

将所述第二模型与所述第二坐标系的横轴之间的夹角确定为所述船舶的航向角，并输出。

4.一种船舶航向角检测装置，其特征在于，包括：

数据接收装置，用于接收扫描设备输出的扫描数据；所述扫描数据为船舶靠近码头侧的船壁经所述扫描设备沿船长方向进行扫描得到；其中，所述扫描设备设于码头沿线上泊位的中间位置；

第一模型获取装置，用于基于所述扫描数据，得到扫描点集在第一坐标系上的坐标数据；对所述坐标数据进行数据拟合，得到第一模型；其中，所述第一坐标系为以所述扫描设备为原点、以平行于所述扫描设备的镜头的直线为横轴、以及以垂直于所述扫描设备的镜头的直线为纵轴的直角坐标系；

第二模型获取装置，用于将所述第一模型转换为基于第二坐标系的第二模型；所述第二坐标系为以所述码头所在平面上任意一点为原点、以所述码头所在平面上沿所述码头的长度方向为横轴、以及以所述码头所在平面上沿所述码头的宽度方向为纵轴的直角坐标系；

数据输出装置，用于根据所述第二模型得到并输出所述船舶的航向角；

所述第一模型获取装置还用于将极坐标数据转换为基于所述第一坐标系的直角坐标数据；采用最小二乘法对所述直角坐标数据进行数据拟合，得到所述第一模型；其中，所述扫描数据为所述扫描点集在第三坐标系上的极坐标数据；所述第三坐标系为以所述扫描设备为极点、以与所述扫描设备的镜头平行的射线为极轴的极坐标系；所述第一坐标系的横轴、所述第二坐标系的横轴以及所述第三坐标系的横轴均与码头沿线平行。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二模型获取装置还用于根据所述第一坐标系和所述第二坐标系，得到所述第一坐标系转换为所述第二坐标系的转换关系；采用所述转换关系处理所述第一模型，得到所述第二模型。

6.一种船舶靠泊报警系统，其特征在于，包括：服务器以及均与所述服务器相连接的扫描设备、装船机；所述扫描设备用于扫描船舶靠近码头侧的船壁；所述扫描设备的扫描方向沿船长方向；

所述服务器用于执行如权利要求1至3任一项所述的船舶航向角检测方法的步骤；所述装船机用于接收所述服务器输出的航向角，并在确认所述航向角大于报警阈值的情况下进行报警提示。