Ship’s horizontal plane determination by means of three laser range sensors in pilot navigation and docking system

• Autorzy: Zalewski P.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczenie położenia umownej wodnicy statku za pomocą trzech dalmierzy laserowych w pilotowym systemie nawigacyjno-dokującym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern ship’s navigation support systems relay mainly on GNSS technology, as prime source of position. The advantages of such solution are obvious and undeniable. On the other hand in critical situations the dependency of the one system presents a great deal of risk. Taking above into consideration the idea of building GNSS independent Pilot Navigation and Docking System (PNDS) was put into practice. PNDS utilizes the range measurements between laser head and ship’s side to determine the ship’s horizontal plane presented on the screen. The study comprises the case in which three networked rangefinders were deployed on the berth side in a line. Such location of sensors causes uncertainty in determining of ship’s outline contour and speed in relation to assigned coordinate reference system. The final algorithm presented in the article, taking into account all underdetermined conditions, has been tested in PNDS system constructed in Maritime University in Szczecin.

PL

Współczesne systemy wspomagania nawigacji opierają się głównie na technologii GNSS, jako podstawowym i często jedynym źródle informacji pozycyjnej. Zalety tego rozwiązania są ewidentne, jednakże w sytuacjach krytycznych pod względem bezpieczeństwa zależność od jednego systemu powoduje znaczny wzrost ryzyka. Nawigacyjny System Pilotowo-Dokujący (PNDS) został zaprojektowany z wykorzystaniem alternatywnej metody wyznaczenia położenia kadłuba podchodzącej do nabrzeża jednostki. Zastosowano w nim pomiary odległości pomiędzy głowicami laserowymi a burtą statku w celu wyliczenia położenia umownej obwiedni (konturu) kadłuba. Badania objęły przypadek trzech dalmierzy laserowych ustawionych w linii prostej na nabrzeżu. Takie usytuowanie czujników powoduje niepewność wyznaczenia położenia kadłuba i prędkości w przyjętym układzie współrzędnych. Zaprezentowany w artykule algorytm, biorąc pod uwagę przypadki niedookreślone, został przetestowany w systemie PNDS zbudowanym w Akademii Morskiej w Szczecinie.

Słowa kluczowe

EN

spline approximation; curve fitting; state vector estimation; range measurement; laser sensor; docking system; pilot system

PL

aproksymacja krzywymi sklejanymi; dopasowanie krzywych; estymacja wektora stanu; laserowy pomiar odległości; system dokujący; system pilotowy

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2012
• Tom: No. 4 (24)
• Strony: 161--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zalewski P.

• Maritime University of Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Chapra Steven C.: “Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers and Scientists”, 2nd Ed., McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2006.
• [2] Kincaid D., Cheney W.: “Numerical Analysis. Mathematics of Scientific Computing”, Wadsworth Group, 3rd Ed., 2002; (in Polish by WNT, Warszawa 2006).
• [3] Steinemann P. et. al.: “Determining the Outline Contour of Vehicles in 3D-LIDAR-Measurements”, 2011 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV) Baden-Baden, Germany, June 5-9, 2011.