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申请/专利权人：大连船舶重工集团有限公司

摘要：本发明公开了一种利用无人机检验航行灯光照度的方法，主要步骤包括：参考坐标系定义，输入参数，计算船舶航向角θ，计算得到其余航行灯的GPS坐标，计算理论断光点，计算无人机实时角度γ，给出调整航行灯方法；采用该方法能够解决由于船舶晃动的问题影响无人机定位的问题，将GPS定位技术应用于船舶航行或抛锚状态下的定位，无论船舶如何晃动都可以实时精准的获取航行灯坐标，改变船舶试航大纲对于航行灯抛锚测量的传统方法，节省试航时间，给出断光角度容错范围，可根据断光范围进行灯罩遮光板调整方案，减少重复检测次数、提高工作效率，将无人机技术、船舶试航航行灯测量技术、高精定位技术相融合，填补国内无人机在船舶领域上的空白，降低试航的运行成本。

主权项：1.一种利用无人机检验航行灯光照度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：参考坐标系定义；建立船舶运动坐标系，定义船舶0肋位指向船首为x轴正方向，定义船舶0肋位垂直于x轴指向左舷为y轴正方向；S2:输入参数；船舶航行灯包括前桅灯A1、左舷灯A2、右舷灯A3、雷达桅灯A4、艉灯A5，5个所述航行灯的笛卡尔坐标根据船舶图纸坐标为已确定的常量，航行灯的笛卡尔坐标及经纬度坐标定义如下：名称：前桅灯、对应编号：A1、横坐标：X1、纵坐标：Y1、经度未知：E1、纬度未知：N1；名称：左舷灯、对应编号：A2、横坐标：X2、纵坐标：Y2、经度未知：E2、纬度未知：N2；名称：右舷灯、对应编号：A3、横坐标：X3、纵坐标：Y3、经度未知：E3、纬度未知：N3；名称：雷达桅灯、对应编号：A4、横坐标：X4、纵坐标：Y4、经度未知：E4、纬度未知：N4；名称：艉灯、对应编号：A5、横坐标：X5、纵坐标：Y5、经度未知：E5、纬度未知：N5；S3：计算船舶航向角θ；S3-1:选取任意两个航行灯，定义为An1和An2，n1，n2∈1,2,3,4,5，将GPS模组分别放置于所述两个航行灯位置，GPS坐标分别记录为En1，Nn1，En2，Nn2，An1和An2对应的笛卡尔坐标此前已记录，分别对应Xn1，Yn1，Xn2，Yn2；S3-2:计算两灯连线与船舶系的夹角α,公式如下；α＝MODATAN2Xn2-Xn1,Yn2-Yn1π*180,360式中，MOD表示取模，ATAN2表示反正切；S3-3：计算两灯连线与正北夹角β，公示如下：β＝MODATAN2R*COSRADIANSNn1*RADIANSEn2-En1,R*RADIANSNn2-Nn1π*180,360式中，R表示地球半径，RADIANS表示角度转弧度；S3-4:计算船舶航向角θ,公式如下：θ＝MODβ-α,360S4：计算得到其余航行灯的GPS坐标；此时计算任意航行灯Pn3的GPS坐标，其对应笛卡尔坐标此前已记录，为Xn3,Yn3，n3∈1,2,3,4,5；S4-1：计算所述航行灯Pn3与船舶系的夹角α1；α1＝MODATAN2Xn1-Xn3,Yn1-Yn3π*180,360S4-2：计算所述航行灯Pn3和已测量灯An1连线与正北夹角β1，公式如下：β1＝MODα1+θ,360S4-3：计算Pn3和已测量灯An1的间距dis；dis＝√Xn3-Xn1^2+Yn3-Yn1^2S4-4:计算得到所述航行灯Pn3的经纬度En3,Nn3；En3＝dis*SINRADIANSβ12*PI*R*COSRADIANSNn1*360+En1Nn3＝dis*COSRADIANSβ12πR*360+Nn1S5:计算理论断光点；S5-1:已知所有所述航行灯与对应灯理论断光点连线与船舶系的夹角α2；S5-2:计算所述航行灯-断光点连线与正北的夹角β2，公式如下：β2＝MODα2+θ,360S5-3：计算理论断光点的经度和纬度，公式如下：En4＝d*SINRADIANSβ22*π*R*COSRADIANSNn1*360+En1Nn4＝d*COSRADIANSβ22πR*360+Nn1n4∈1,2,3,4,5式中，d为无人机与当前被测航行灯的距离，通常设置200米；S5-4：将理论断光点的经纬度坐标传送至无人机，无人机飞到理论断光点。由于理论断光点是设计要求及规范规要求规定的断光位置，实际施工因素使航行灯的断光角度并不是理论断光角度，因此无人机飞到理论断光点后，操作人员通过无人机返回到平板电脑的实时视频移动调整无人机的位置，寻找实际断光点；S6：计算无人机实时角度γ；假设无人机正在巡检航行灯An5的过程中，获取到的无人机实时GPS坐标为Et,Nt，n5∈1,2,3,4,5；S6-1：计算无人机与航行灯An5分别在东西及南北方向的距离，公式如下：dis_north_t＝R*RADIANSNt-Nn5dis_east_t＝R*COSRADIANSNn5*RADIANSEt-En5式中，En5、Nn5表示航行灯An5通过所述步骤S4求得的GPS坐标值；S6-2:计算所述航行灯与所述步骤S5-4求得的实际断光点连线与正北夹角βt，公式如下：βt＝MODATAN2dis_east_t,dis_north_tπ*180,360S6-3：计算无人机实时断光角度γ当无人机通过所述步骤S5-4移动到实际断光点时，通过如下公式计算出实时断光角度：γ＝|MODβt-θ,360-180|S7：给出调整航行灯方法；根据所述步骤S6计算出实时断光角度γ对比断光点的正确角度范围调整航行灯遮光板角度，具体参数如下：断光点名称：艉灯1断光点的正确角度范围:242.5-247.5；断光点名称：雷达桅灯1断光点的正确角度范围:242.5-247.5；断光点名称：左舷灯1断光点的正确角度范围:242.5-247.5；断光点名称：前桅灯1断光点的正确角度范围:242.5-247.5；断光点名称：左舷灯2断光点的正确角度范围:1-3；断光点名称：右舷灯1断光点的正确角度范围:112.5-117.5；断光点名称：前桅灯2断光点的正确角度范围:112.5-117.5；断光点名称：右舷灯2断光点的正确角度范围:357-359；断光点名称：雷达桅灯2断光点的正确角度范围:112.5-117.5；断光点名称：艉灯2断光点的正确角度范围:107.5-112.5。

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