激光靠泊测角系统研究

摘要

船舶在靠岸停泊的过程中，有时会由于海风、水流或者不均匀的首尾收揽力()影响，船舶在靠岸码头的过程中，经常会出现平面转动。尤其对于巨型油轮，()有巨大质量，是无法自行停靠码头的。如果使船舶能够安全靠泊，必须保证平()靠泊，保持船舶首尾线与码头平行。传统的船舶靠泊方式一般采用声纳靠泊，()是声纳探测速度较慢，精度不够准确。本课题提出一种实时测量船舶和码头之()夹角的新方法，即采用激光靠泊方式。装在船舶上的测量系统对码头上的激光()原进行实时跟踪，测量船舶相对于码头的转动角度。
　　 本文提出了基于四象限探测器的激光靠泊测角系统，主要对激光靠泊测角系()的测量原理、测量方法、测量系统的结构进行了研究。整个测量系统包括激光()、跟踪和瞄准三个工作过程。激光靠泊测角系统中采用CCD粗跟踪探测器得()激光光源的具体方位，然后将激光光源导入到精跟踪测量系统中，精跟踪望远()时刻跟踪瞄准激光光斑，然后通过四象限探测器、快速反射镜、A/D转换和()居处理单元对激光光斑中心在四象限探测器像敏面上的位置进行测量。根据光()在四象限探测器光敏面上的位置来计算船舶相对于激光光源的偏转角度。为了()大四象限探测器的动态范围，引入快速反射镜，将光斑维持在四象限探测器中()位置，快速反射镜的偏转角度就是船舶相对于码头的转动角度。
　　 为了研究所设计的激光靠泊测角系统是否稳定，本文建立了测量系统中各个()分的模型，对系统的关键部分进行仿真研究。在此基础之上，基于Matlab/Simulink()系统进行了整体仿真研究，验证了系统的稳定性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2声纳靠泊的研究现状

1.3精跟踪测量常用探测器简介

1.4论文的组织结构

第2章 四象限探测器简介

2.1四象限探测器的工作原理

2.2光斑中心位置的计算方法

2.3四象限探测器测量角度的方法

第3章 激光靠泊测角系统设计

3.1双调整机构测量系统整体框图

3.2双调整机构测量系统详细工作过程

3.3精跟踪测量系统测量原理推导

3.4双调整机构系统控制精度分析

第4章 测量系统关键器件选取

4.1四象限探测器

4.2快速反射镜

4.3 CCD粗跟踪探测器

4.4伺服转台

4.5望远系统

4.6滤光片

第5章 精测量系统建模与仿真研究

5.1四象限探测器检测精度影响分析

5.1.1光斑大小对四象限探测器探测结果的影响

5.1.2光斑变形对四象限探测器探测结果的影响

5.1.3背景光对四象限探测器探测结果的影响

5.2精测量系统各部分数学模型的建立

5.3精测系统仿真模型和仿真结果

结论

参考文献

致谢

研究生履历