船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统及方法与流程

1.本发明涉及船载物品位姿补偿技术领域，尤其涉及一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统及方法。


背景技术：

2.船载机械臂作业时，由于受到海洋环境所产生的多个自由度的运动，导致船载机械臂末端物品的位姿产生影响，为了减小这种影响，需要对船载机械臂末端物品位姿进行补偿。
3.其中，主动补偿是指通过对机械臂末端执行器位姿的控制，对外部环境的感染进行主动抵消。
4.机械臂关节补偿系统是一种常用的主动补偿系统，通过姿态传感器对船舶位姿进行采集，获取海浪环境下船舶的横摇(roll)、纵摇(pitch)和升沉(heave)三个方向的位姿数据，再控制机械臂进行相应的运动控制，达到主动补偿的效果。
5.然而，由于姿态传感器的成本较高，导致现有的船载机械臂末端物品位姿补偿系统的成本也较高。


技术实现要素：

6.本发明提供一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统及方法，用以解决现有技术中船载机械臂起吊物品位姿补偿系统成本较高的缺陷，实现一种低成本的船载机械臂末端物品位姿补偿系统。
7.本发明提供一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，包括：
8.惯性测量单元，用于获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角；
9.激光测距仪，用于获取所述船舶的升沉测量值；
10.相机，用于获取所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；
11.控制器，用于根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度，所述机械臂的吊绳长度有多根。
12.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
13.根据所述升沉测量值、横摇偏转角、纵摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离和横向距离，确定所述机械臂的实际升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离，所述横向距离为在所述船舶的横轴方向上的距离；
14.根据所述机械臂的实际升沉值，调整所述机械臂的吊绳长度。
15.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
16.根据所述升沉测量值、横摇偏转角和纵摇偏转角，确定所述激光测距仪的实际升
沉值；
17.根据所述横摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；
18.根据所述纵摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值；
19.根据所述激光测距仪的实际升沉值、第一差值和第二差值，确定所述机械臂的实际升沉值。
20.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
21.将所述升沉测量值、所述横摇偏转角的余弦值和所述纵摇偏转角的余弦值相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值；
22.将所述横摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；
23.将所述纵摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值。
24.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
25.将所述激光测距仪的实际升沉值减去所述第一差值后，再加上第二差值，得到所述机械臂的实际升沉值。
26.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
27.根据所述机械臂的实际升沉值和所述机械臂的绞盘的半径，确定所述绞盘的转动圈数；
28.根据所述绞盘的转动圈数，控制电机驱动所述绞盘转动以调整所述绞盘吊装的吊绳长度。
29.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
30.根据所述机械臂的当前关节角度，通过运动学正解得到所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵；
31.根据所述横摇偏转角和纵摇偏转角，得到运动学补偿模型的齐次变换矩阵；
32.根据所述运动学补偿模型的齐次变换矩阵和所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵，得到所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵；
33.根据所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵和机械臂的实际参数，通过运动学求逆解得到所述机械臂补偿后的关节角度；
34.将所述机械臂调整到所述补偿后的关节角度。
35.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，所述控制器具体用于：
36.确定所述货物在起吊前处于平衡位姿下的起吊点参考位置、吊绳在绞盘的汇聚点参考位置和吊绳参考长度；
37.根据所述货物的姿态信息，确定所述货物的当前起吊点位置和吊绳在绞盘的当前汇聚点位置；
38.根据所述起吊点参考位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的参考位置；
39.根据所述当前起吊点位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的当前位置；
40.根据所述平面中心点的参考位置与当前位置之间的差值，以及所述起吊点参考位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的起吊点目标位置；
41.根据所述起吊点目标位置和所述当前汇聚点位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的目标吊绳长度；
42.根据所述吊绳参考长度与所述目标吊绳长度之间的差值，收放所述机械臂的吊绳。
43.本发明还提供一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，包括：
44.获取船舶的横摇偏转角、纵摇偏转角、升沉测量值和所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；
45.根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；
46.根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度。
47.根据本发明提供的一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，所述升沉测量值通过激光测距仪获取，根据所述船舶的升沉测量值，调整所述机械臂的吊绳长度，包括：
48.根据所述升沉测量值、横摇偏转角、纵摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离和横向距离，确定所述机械臂的实际升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离，所述横向距离为在所述船舶的横轴方向上的距离；
49.根据所述机械臂的实际升沉值，调整所述机械臂的吊绳长度。
50.本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统及方法，通过惯性测量单元采集船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角，通过激光测距仪获取船舶的升沉测量值，通过相机获取物品的姿态信息，并通过控制器依据横摇偏转角和纵摇偏转角调整机械臂的关节角度，完成对货物的横摇补偿和纵摇补偿，依据升沉测量值和姿态信息调整吊绳长度，完成对货物的升沉补偿和姿态补偿，进而共同完成对船载机械臂吊装货物的位姿补偿；同时，通过采用价格更为低廉的惯性测量单元和激光测距仪实现对船舶位姿的补偿，大大降低了成本。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
52.图1是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统的结构示意图；
53.图2是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统的控制器运行流程图；
54.图3是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中在仅考虑船舶横摇状态下的高度计算示意图；
55.图4是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中在仅考虑船舶纵摇状
态下的高度计算示意图；
56.图5是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中机械臂坐标系的示意图。
57.图6是本发明提供的船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法的流程图。
具体实施方式
58.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.首先对以下内容进行介绍：
60.常见的船载机械臂末端物品位姿补偿方案包括主动补偿和被动补偿。
61.被动补偿是指通过设计更为精密或目标性的机械结构来减小外部环境干扰的影响。具体来说，被动补偿技术通常采用柔性连杆设计和减震技术等方法，通过减小机械结构的刚度，减缓外部环境对机械臂末端执行器位置和姿态的影响，从而实现对机械臂末端执行器位姿的被动补偿。
62.主动补偿技术则通常采用传感器反馈控制和模型预测控制等方法，根据传感器测量得到的机械臂末端状态信息，以及外部环境的干扰估计，实现对机械臂末端位置和姿态的精确控制。主动补偿技术通常具有较高的控制精度和鲁棒性，可以实现对外部干扰的主动抑制，保证机械臂末端的稳定性和精确性。
63.其中，常用的主动补偿系统包括三自由度或六自由度运动平台补偿系统和机械臂关节补偿系统。
64.平台补偿系统通过将机械臂安装在具有较高自由度的平台上，调整该平台的位姿，达到机械臂末端位姿补偿的效果。
65.机械臂关节补偿系统则是通过运动学解算和偏转位移补偿得到关节角数据，再控制机械臂运动，达到补偿效果。要实现对机械臂末端的补偿，则要通过姿态传感器对船舶位姿的采集和机械臂相应的运动控制实现。
66.就海浪环境下的横摇(roll)，纵摇(pitch)和升沉(heave)三个方向的补偿而言，通常使用姿态传感器获取这三个数据。根据姿态传感器获取的数据，可推出相对于机械臂基座标系的补偿齐次变换矩阵，将其左乘当前机械臂末端相对于基座标系的齐次变换矩阵，得到下一时刻的齐次变换矩阵，再利用机器人运动学逆解，可得出机械臂补偿后的关节度数。
67.目前多数船载机械臂补偿系统使用的是被动补偿，被动补偿技术通常具有较低的成本和复杂度，但是受制于机械结构的设计，其补偿效果较为有限。
68.进一步的，若采用主动补偿，基于多自由度平台补偿的系统则存在多种问题：该平台需要支撑起整个机械臂和末端货物的质量，能耗大，成本高，且体积和重量也比较大，可能会对机械臂的移动和操作造成限制。在实际应用中，需要对平台和机械臂的重量和体积进行充分考虑，以确保系统的可操作性和可靠性。
69.通过机械臂关节补偿则存在如下问题：仅依靠机械臂对升沉方向进行补偿，补偿
量不够导致补偿效果差。对于货物吊装而言，目前的绝大多数补偿系统仅考虑机械臂末端单货物吊绳稳定控制的情景，存在货物姿态不稳定的问题。
70.同时，由于机械臂关节补偿时需要采用价格昂贵的姿态传感器获取船舶的横摇、纵摇和升沉方向的位姿变化，导致基于机械臂关节补偿的船载末端物品位姿补偿系统成本较大，难以推广。
71.下面结合图1-图5描述本发明的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，包括：
72.惯性测量单元，用于获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角；
73.惯性测量单元imu(inertial measurement unit)是测量货物三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，将惯性测量单元安装于船舶甲板，使惯性测量单元与船舶同动，即可通过惯性测量单元获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角。
74.具体参照图1，实验室中，采用六自由度运动平台模拟船舶在海上的运动，六自由度运动平台可以导入实际海况的运动曲线，模拟船舶在不同海况下的横摇、纵摇和升沉运动，实现在实验室环境下对相关理论算法的验证。
75.其中，六自由度运动平台绕其长度方向的水平轴转动的角度即为船舶的横摇偏转角，六自由度运动平台绕其宽度方向的水平轴转动的角度即为船舶的纵摇偏转角。
76.六自由度运动平台的上表面模拟船舶甲板面，机械臂和惯性测量单元安装于六自由度运动平台的上表面，机械臂的末端绕卷有多根吊绳，吊绳远离机械臂的一端固定有吊装的货物。
77.六自由度运动平台模拟实际海况时，吊装于机械臂上的货物随着六自由度运动平台产生横摇、纵摇和升沉方向的位移，且在重力的作用下，货物的姿态与初始状态也产生区别，因此，为了保证船舶吊装货物吊装位置的准确性，需要对货物的横摇、纵摇、升沉和姿态进行补偿。其中，初始状态即船舶的横摇、纵摇度数和升沉幅度接近于0时的状态。
78.惯性测量单元安装时，需要与船载机械臂初始状态平行且朝向相同，通过读取惯性测量单元的测得的三轴姿态角数据，对应获得船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角的角度数值，用于对吊装于机械臂上的货物进行横摇和纵摇方向的补偿。
79.同时，惯性测量单元的价格较mru(motion reference unit，姿态传感器)低。
80.激光测距仪，用于获取所述船舶的升沉测量值；
81.激光测距仪需要安装于船舶或六自由度运动平台的侧边，且保证初始状态下的激光测距仪的测量方向为垂直六自由度运动平台向下。
82.升沉测量值为激光测距仪测得的数值，表示激光测距仪的高度。
83.可选地，参照图1，为了计算的简便且为了减少计算时的误差，本实施例中的激光测距仪安装于六自由度运动平台长度方向侧边的中点位置。
84.此时，激光测距仪与六自由度运动平台同动运动，当六自由度运动平台仅有升沉方向的运动时，激光测距仪测得的升沉测量值即表示六自由度平台运动后，激光测距仪所处的高度。
85.在六自由度运动平台同时还存在横摇和/或纵摇的情况下，也可以基于横摇偏转角和纵摇偏转角，对激光测距仪测得的升沉测量值进行数据转换，计算得到机械臂的实际升沉值，用于对吊装于机械臂上的货物进行升沉方向的补偿。
86.相机，用于获取所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；
87.可选地，相机为高清相机，相机朝向机械臂的末端吊装货物拍摄，以获取船舶上的机械臂吊装货物的姿态图像信息。
88.可选地，本技术中的相机于六自由度运动平台上安装于机械臂远离激光测距仪的一侧，从吊装货物的侧向对吊装货物进行拍摄，以便降低相机拍摄视野被遮挡的可能性。
89.可选地，相机通过支架架设于六自由度运动平台上，便于以俯视的角度更加简单地对不同高度的吊装货物进行拍摄，用于对吊装于机械臂上的货物进行姿态补偿。
90.控制器，用于根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度，所述机械臂的吊绳有多根。
91.可选地，参照图2，控制器包括升沉感知处理模块、相机视觉姿态处理模块、吊绳补偿控制模块、机械臂补偿控制模块和横摇、纵摇感知处理模块。
92.其中，横摇、纵摇感知处理模块通过惯性测量单元获取船舶的偏转角度，也就是横摇偏转角和纵摇偏转角，并将横摇偏转角和纵摇偏转角的数值输出至机械臂补偿控制模块。
93.机械臂补偿控制模块通过获取的横摇偏转角和纵摇偏转角调整机械臂的关节角度，进而调整机械臂末端吊装的货物的角度，使机械臂末端在横摇偏转角的反方向转动横摇偏转角对应的角度，且使机械臂末端在纵摇偏转角的反方向转动纵摇偏转角对应的角度，实现对机械臂末端吊装货物的横摇补偿和纵摇补偿。
94.进一步的，升沉感知模块通过激光测距仪获取升沉测量值，并将其输出至吊绳补偿控制模块；相机视觉姿态处理模块通过相机获取物品的姿态图像，并将其输出至吊绳补偿控制模块。
95.吊绳补偿控制模块通过获取的升沉测量值和姿态图像信息，确定每根吊绳需要调整的长度，并控制每根吊绳进行对应调整，实现对机械臂末端吊装货物的升沉补偿和姿态补偿。
96.本发明通过惯性测量单元采集船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角，通过激光测距仪获取船舶的升沉测量值，通过相机获取物品的姿态信息，并通过控制器依据横摇偏转角和纵摇偏转角调整机械臂的关节角度，完成对货物的横摇补偿和纵摇补偿，依据升沉测量值和姿态信息调整吊绳长度，完成对货物的升沉补偿和姿态补偿，进而共同完成对船载机械臂吊装货物的位姿补偿；同时，通过采用价格更为低廉的惯性测量单元和激光测距仪实现对船舶位姿的补偿，大大降低了成本。
97.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
98.根据所述升沉测量值、横摇偏转角、纵摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离和横向距离，确定所述机械臂的实际升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离，所述横向距离为在所述船舶的横轴方向上的距离；
99.参照图3，仅考虑船舶的横摇时，图3中的实线表示了船舶的初始状态，虚线则表示船舶发生横摇时的状态，黑点表示机械臂的位置。
100.激光测距仪安装于点a位置，此时，激光测距仪测得的升沉测量值在仅考虑横摇情况下的分量为hr，惯性测量单元测得船舶的横摇偏转角为θr。
101.机械臂到激光测距仪的纵向距离d1为激光测距仪与机械臂底端的连线沿六自由
度运动平台长边(也就是船舶纵轴方向)方向的分量。
102.根据升沉测量值、横摇偏转角和机械臂到激光测距仪的纵向距离，通过三角函数即可计算得到机械臂在船舶横摇时的升沉值。
103.其中，机械臂在船舶横摇时的升沉值表示机械臂在仅考虑船舶横摇时的高度。
104.参照图4，仅考虑船舶纵摇时，图4中的实线表示船舶的初始状态，虚线则表示船舶发生纵摇时的状态，黑点表示机械臂的位置。
105.激光测距仪安装于点b的位置，此时，激光测距仪测得的升沉测量值为h
p
，惯性测量单元测得船舶的纵摇偏转角为θ
p
。
106.机械臂到激光测距仪的横向距离d2为激光测距仪与机械臂底端的连线沿六自由度运动平台短边(也就是船舶横轴方向)方向的分量。
107.根据升沉测量值、纵摇偏转角和机械臂到激光测距仪的横向距离，通过三角函数即可计算得到机械臂在船舶纵摇时的升沉值。
108.其中，机械臂在船舶纵摇时的升沉值表示机械臂在仅考虑船舶纵摇时的高度。
109.将船舶发生的运动分解为船舶在横摇方向和纵摇方向，对每个方向的运动导致的升沉值分别计算，然后将这三个方向的升沉值整合，即可得到机械臂的实际升沉值。
110.其中，机械臂的实际升沉值表示在船舶发生运动后机械臂的实际高度。
111.根据所述机械臂的实际高度变化值，调整所述机械臂的吊绳长度。
112.根据机械臂的实际升沉值，计算每根吊绳需要调整的长度，使得每根吊绳长度调整后，货物回到位于初始状态时的高度。
113.可选地，计算机械臂的实际升沉值和初始状态下激光测距仪的测量值的差值，即为需要吊绳需要调整的长度。
114.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
115.根据所述升沉测量值、横摇偏转角和纵摇偏转角，确定所述激光测距仪的实际升沉值；
116.激光测距仪的实际升沉值表示激光测距仪在船舶运动后的高度。
117.在综合考虑横摇和纵摇对船舶的影响的情况下，控制器基于惯性测量单元获取的横摇偏转角和纵摇偏转角，确定激光测距仪的实际升沉值。
118.根据所述横摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；
119.第一差值表示在仅考虑横摇的情况下，机械臂高度的实际变化量，也就是横摇情况下激光测距仪的实际升沉值与机械臂的实际升沉值之间的差值。
120.其中，激光测距仪的实际升沉值由激光测距仪的升沉测量值在横摇状态下的分量hr和横摇偏转角确定。
121.根据所述纵摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值；
122.第二差值表示在仅考虑纵摇的情况下，机械臂高度的实际变化量，也就是纵摇情况下激光测距仪的实际升沉值与机械臂的实际升沉值之间的差值。
123.其中，激光测距仪的实际升沉值由激光测距仪的升沉测量值在纵摇状态下的分量h
p
和纵摇偏转角确定。
124.根据所述激光测距仪的实际升沉值、第一差值和第二差值，确定所述机械臂的实际升沉值。
125.激光测距仪的实际升沉值即船舶运动后机械臂的实际高度，第一差值表示船舶的横摇运动对机械臂高度的影响，第二差值表示船舶的纵摇运动对机械臂高度的影响。
126.综合激光测距仪的实际升沉值、第一差值和第二差值即可计算得出机械臂的实际升沉值。
127.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
128.将所述升沉测量值、所述横摇偏转角的余弦值和所述纵摇偏转角的余弦值相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值；
129.综合考虑横摇、纵摇对船舶影响的情况下，激光测距仪的实际升沉值为cosθrcosθ
p
h。
130.其中，h为激光测距仪的升沉测量值；船舶安装有机械臂的一端下降时，横摇偏转角和纵摇偏转角的角度为正；船舶装安装有机械臂的一端上升时，横摇偏转角和纵摇偏转角的角度为负。
131.将所述横摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；
132.如图3所示，仅考虑横摇情况下，第一差值为横摇偏转角的正弦值sinθr和机械臂到激光测距仪的纵向距离相乘d1的乘积，记录为：sinθrd1。
133.将所述纵摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值。
134.如图4所示，仅考虑纵摇的情况下，第二差值为纵摇偏转角的正弦值sinθ
p
和激光测距仪的横向距离d2的乘积，记录为：sinθ
p
d2。
135.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
136.将所述激光测距仪的实际升沉值减去所述第一差值后，再加上第二差值，得到所述机械臂的实际升沉值。
137.在综合考虑船舶横摇和纵摇的情况下，激光测距仪的实际升沉值表示机械臂此时的高度，第一差值表示船舶横摇对机械臂高度的影响，第二差值表示船舶纵摇对机械臂高度的影响。
138.具体地，参照图3，仅考虑横摇的情况下，机械臂高度较激光测距仪的实际升沉值下降了第一差值对应的距离。
139.参照图4，仅考虑纵摇的情况下，机械臂高度较激光测距仪的实际升沉值上升了第二差值对应的距离。
140.因此，控制器计算得到机械臂的实际升沉值h＝cosθrcosθ
p
h-sinθrd1+sinθ
p
d2，用以确定吊绳需要调整的长度。
141.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
142.根据所述机械臂的实际高度变化值和所述机械臂的绞盘的半径，确定所述绞盘的转动圈数；
143.可选地，参照图1，机械臂的末端设置有绞盒，绞盒上设置有绞盘和电机，吊绳通过绞盘和电机固定于绞盒，每根吊绳和绞盘一一对应。
144.根据机械臂的实际升沉值确定每根吊绳需要调整的长度，再根据每根吊绳对应的绞盘的半径确定将吊绳调整所需至长度时，绞盘需要转动的圈数。
145.根据所述绞盘的转动圈数，控制电机驱动所述绞盘转动以调整所述绞盘吊装的吊绳长度。
146.可选地，电机的转动参数不同，电机驱使绞盘转动所需圈数的时间或电机输出轴需要转动的圈数不同，根据绞盘的转动圈数和电机的转动参数确定控制器实际需要控制电机运转的参数，即实际需要调整的升沉补偿数据，使吊绳能调整至其所需的长度。
147.将吊绳调整至其所需的长度后，即可实现对货物的升沉补偿。
148.本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
149.根据所述机械臂的当前关节角度，通过运动学正解得到所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵；
150.机械臂采用智能机械手臂。
151.可选地，参照图1，本技术中的机械臂包括三个折臂，机械臂从底座向上的三个关节运动与折臂式回转起重臂在结构上基本一致，因此在计算机械臂的位姿补偿时，只考虑机械臂前三个关节轴的运动。
152.首先，依据初始状态下机械臂的实际参数，得出机械臂的d-h参数表，并建立机械臂的坐标系，其中，d-h参数表如下表所示，建立的坐标系如图5所示：
153.表1机械臂d-h参数表
[0154][0155][0156]
其中，以机械臂的每一个关节轴和机械臂最后一个折臂的末端为原点建立机械臂坐标系，每个坐标系的x轴、y轴和z轴方向如图5所示，具体地，第一个坐标系以机械臂底座的中心点为坐标系原点，以六自由度运动平台的宽边方向为x轴方向，以六自由度运动平台的长边方向为y轴方向，以垂直于六自由度运动平台的方向为z轴方向。
[0157]
上表中，结合参照图1，i表示每个坐标系的原点，i1、i2和i3分别表示机械臂第一关节、机械臂第二关节和机械臂第三关节对应的原点，i4表示最后一个折臂的末端对应的原点。
[0158]
θ表示相邻坐标系x轴间的夹角；d表示相邻两坐标系的两个x轴间的距离；a表示相邻两个坐标系的两个z轴间的距离；α表示相邻两个坐标系的z轴间的夹角。
[0159]
根据机械臂前三个关节的角度，通过运动学正解得到机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵，具体如下：
[0160]
设为坐标系m到坐标系n的平移和旋转齐次坐标变换矩阵。表示n相对于关
节m的平移矢量集(x、y、z)。表示机械臂在关节角为θi时(i为1,2,3,4)，末端姿态的旋转变换，得出n相对于m的齐次变换矩阵
[0161][0162]
在此基础上，机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵为
[0163][0164]
根据所述横摇偏转角和纵摇偏转角，得到运动学补偿模型的齐次变换矩阵；
[0165]
控制器读取惯性测量单元采集的横摇偏转角和纵摇偏转角数据，得到运动学补偿模型的齐次变换矩阵如下所示：
[0166][0167]
其中α表示横摇偏转角纵摇偏转角θ矢量的集合；r
t
α为船舶模拟平台t时刻干扰姿态为θ时的旋转变换。用c和s分别表示cos和sin的缩写，则t-1时刻船舶基坐标系{b
t-1
}相对于t时刻船舶基坐标系{b
t
}的齐次变换矩阵为
[0168]
其中，船舶基坐标系为机械臂第一关节所在的坐标系。
[0169]
根据所述运动学补偿模型的齐次变换矩阵和所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵，得到所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵；
[0170]
将运动学补偿模型的齐次变换矩阵左乘机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵，即可得到机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵t：
[0171][0172]
根据所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵和机械臂的实际参数，通过运动学求逆解得到所述机械臂补偿后的关节角度；
[0173]
t矩阵中包含下一时刻补偿后的机械臂末端的坐标信息，因此，通过t矩阵和通过机械臂的实际参数获得的d-h参数表，对新坐标点进行运动学求逆解，即可求得机械臂前三个关节角的补偿修正后的角度，用于对货物进行横摇补偿和纵摇补偿。
[0174]
将所述机械臂调整到所述补偿后的关节角度。
[0175]
控制器控制机械臂的三个关节调整，直至三个关节均处于补偿后的关节角度，实现对货物的横摇补偿和纵摇补偿。
[0176]
本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统中，所述控制器具体用于：
[0177]
确定所述货物在起吊前处于平衡位姿下的起吊点参考位置、吊绳在绞盘的汇聚点参考位置和吊绳参考长度；
[0178]
具体地，在横摇偏转角和纵摇偏转角接近于零的初始状态时获取当前的状态，并保存为初始状态，作为后面运动的参照。
[0179]
启动高清相机，获取机械臂末端货物静止时的姿态，并保存为货物的初始状态，作为后续货物发生运动后的参照。
[0180]
再于水平方向围绕吊装货物拍摄一圈视频，并在视频中抽取若干张图片帧，得到若干张图片作为参考图片。
[0181]
可选地，在拍摄的视频中均匀抽取若干图片帧，使得货物的每个方向均有对应的参考图片。
[0182]
可选地，基于货物的参考图片，使用三维重建软件重建机械臂末端、吊绳与货物的三维模型。
[0183]
在一种可行的实施方式中，三维重建软件可为colmap，在获取参考图片后，通过colmap工具对视频恢复相机姿态，将colmap重建的点云进行裁剪，并规定重建货物模型的x轴正方向、y轴正方向和z轴正方向，将方向向量存入对应的文档中。
[0184]
进一步的，使用公共数据集和基于应用场景构建的实际数据集训练的模型，对货物进行预测，并输出货物在相机坐标系中的6d位姿，最后根据吊装货物的实际参数推算出四个起吊点的三维坐标，并根据起吊点的坐标和吊绳长度推算出四个吊绳在绞盘汇集点的坐标，用以计算每根吊绳需要调整的长度。
[0185]
其中，吊装货物的实际参数包括货物的长度、宽度和高度；基于应用场景构建的实际数据集训练的模型即为通过三维重建软件建立的模型；相机坐标系的坐标轴即为重建货物模型的x轴、y轴和z轴；起吊点为吊绳与货物的连接点。
[0186]
可选地，公共数据集可为genmop和linemod和shapenet等。
[0187]
记录根据重建模型推算出的起吊前货物在初始状态下的四个起吊点的坐标p
i0
＝(x
i0
,y
i0
,z
i0
)，t(i＝1,2,3,4)，也就是起吊点的参考位置；四个吊绳在绞盘汇集点的坐标a0＝(x
a0
,y
a0
,z
a0
)，t(i＝1,2,3,4)，也就是吊绳在绞盘汇聚点的参考位置；以及四根吊绳的参考长度li(i＝1,2,3,4)。
[0188]
根据所述货物的姿态信息，确定所述货物的当前起吊点位置和吊绳在绞盘的当前汇聚点位置；
[0189]
货物的姿态信息即任意t时刻，船舶产生横摇、纵摇和/或升沉后，使得机械臂末端吊装货物的姿态保持平衡的货物的姿态。
[0190]
根据货物的姿态信息确定此时四个起吊点的坐标分别为p
it
＝(x
it
,y
it
,z
it
)，t(i＝1,2,3,4)；四个起吊绳在绞盘上汇集点的坐标为a
t
＝(x
at
,y
at
,z
at
)，t(i＝1,2,3,4)。
[0191]
同时确定此时每根吊绳的长度为l
it
(i＝1,2,3,4)。
[0192]
根据所述起吊点参考位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的参考位置；
[0193]
根据起吊点的参考位置，确定初始状态下货物的起吊点所在平面中心点的参考位置坐标o0为：
[0194][0195]
根据所述当前起吊点位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的当前位置；
[0196]
根据当前起吊点的位置，确定任意t时刻货物的起吊点所在的平面中心点的当前位置坐标o1为：
[0197][0198]
根据所述平面中心点的参考位置与当前位置之间的差值，以及所述起吊点参考位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的起吊点目标位置；
[0199]
平面中心点的参考位置与当前位置之间的差值表示货物位置的偏移量。
[0200]
任意t时刻，当机械臂末端吊装货物保持平衡时，各起吊点到平面中心的距离与初始位置下各起吊点到平面中心的距离相等，此时货物的姿态与初始状态下姿态相同。
[0201]
在此基础上，确定在任意t时刻使货物保持平衡位姿的各个起吊点的目标位置，也就是各起吊点的坐标为：
[0202]
p
it
′
＝p
i0-o0+o1[0203]
将任意t时刻货物的起吊点坐标调整到各起吊点的目标位置时，即可在完成货物的高度调整时，同时使货物的姿态调整至与初始状态时货物的姿态相同，完成货物的姿态补偿。
[0204]
根据所述起吊点目标位置和所述当前汇聚点位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的目标吊绳长度；
[0205]
平衡位姿即货物处于平衡状态时候的位姿，也就是货物处于平衡状态时所处的姿态。
[0206]
根据起吊点目标位置的坐标和当前吊绳的汇聚点的坐标，最终确定将货物调整至平衡位姿时的每根吊绳的长度，即目标吊绳长度l
it
(i＝1,2,3,4)：
[0207][0208]
根据所述吊绳参考长度与所述目标吊绳长度之间的差值，收放所述机械臂的吊绳。
[0209]
控制器根据每根吊绳参考长度与目标吊绳长度之间的差值，控制电机对机械臂上每根吊绳进行收放，使吊绳收放后货物处于平衡位姿状态，实现对货物的姿态补偿。
[0210]
本实施例对控制器控制吊绳对货物进行姿态补偿和对货物进行升沉补偿的顺序不做限制。
[0211]
在一种可行的实施方式中，控制器先控制机械臂实现对货物的横摇补偿和纵摇补偿，再根据机械臂的实际升沉值控制吊绳的收放，完成对货物的升沉补偿，在此基础上，计算货物的当前起吊点位置时使用的t时刻即货物完成横摇补偿、纵摇补偿和升沉补偿后的时刻，也就是在升沉补偿后继续通过调整吊绳长度完成对货物的姿态补偿。
[0212]
在另一种可行的实时方式中，控制器先控制机械臂实现对货物的横摇补偿和纵摇补偿，然后对货物进行姿态补偿，此时，计算货物的当前起吊点位置时使用的t时刻即货物完成横摇补偿和纵摇补偿后的时刻。控制器先控制吊绳调整货物的姿态，根据机械臂的实际升沉值控制吊绳的收放，完成对货物的升沉补偿。
[0213]
在另一种可行地方实施方式中，控制器先控制机械臂实现对货物的横摇补偿和纵摇补偿，同时对货物进行姿态补偿和升沉补偿，此时，计算货物的当前起吊点位置时使用的t时刻即货物完成横摇补偿和纵摇补偿后的时刻。可选地，在确定起吊点目标位置和当前汇
聚点位置后，通过坐标转换结合机械臂的实际升沉值确定目标吊绳长度，控制器控制吊绳调整，同时实现对货物的姿态补偿和升沉补偿。
[0214]
本发明还提供一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，下文描述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法与上文描述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统可相互对应参照。
[0215]
下面参照图6介绍本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，包括：
[0216]
步骤601，获取船舶的横摇偏转角、纵摇偏转角、升沉测量值和所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；
[0217]
惯性测量单元imu(inertial measurement unit)是测量货物三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，将惯性测量单元安装于船舶甲板，使惯性测量单元与船舶同动，即可通过惯性测量单元获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角。
[0218]
通过惯性测量单元获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角。
[0219]
通过激光测距仪获取船舶的升沉测量值。
[0220]
具体地，激光测距仪需要安装于船舶或六自由度运动平台的侧边，且保证初始状态下的激光测距仪的测量方向为垂直六自由度运动平台向下。
[0221]
升沉测量值为激光测距仪测得的数值，表示激光测距仪的高度。
[0222]
通过相机拍摄获取船舶上机械臂吊装货物的姿态信息。
[0223]
可选地，相机为高清相机，相机朝向机械臂的末端拍摄，以获取船舶上的机械臂吊装货物的姿态图像信息。
[0224]
可选地，相机通过支架架设于六自由度运动平台上，便于以俯视的角度更加简单地对不同高度的吊装货物进行拍摄，用于对吊装于机械臂上的货物进行姿态补偿。
[0225]
步骤602，根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；
[0226]
控制器包括升沉感知处理模块、相机视觉姿态处理模块、吊绳补偿控制模块、机械臂补偿控制模块和横摇、纵摇感知处理模块。
[0227]
其中，横摇、纵摇感知处理模块通过惯性测量单元获取船舶的偏转角度，也就是横摇偏转角和纵摇偏转角，并将横摇偏转角和纵摇偏转角的数值输出至机械臂补偿控制模块。
[0228]
机械臂补偿控制模块通过获取的横摇偏转角和纵摇偏转角调整机械臂的关节角度，进而调整机械臂末端吊装的货物的角度，使机械臂末端在横摇偏转角的反方向转动横摇偏转角对应的角度，且使机械臂末端在纵摇偏转角的反方向转动纵摇偏转角对应的角度，实现对机械臂末端吊装货物的横摇补偿和纵摇补偿。
[0229]
进一步的，升沉感知模块通过激光测距仪获取升沉测量值，并将其输出至吊绳补偿控制模块；相机视觉姿态处理模块通过相机获取物品的姿态图像，并将其输出至吊绳补偿控制模块。
[0230]
步骤603，根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度。
[0231]
控制器的吊绳补偿控制模块通过获取的升沉测量值和姿态图像信息，确定每根吊绳需要调整的长度，并控制每根吊绳进行对应调整，实现对机械臂末端吊装货物的升沉补偿和姿态补偿。
[0232]
本发明通过惯性测量单元采集船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角，通过激光测距仪获取船舶的升沉测量值，通过相机获取物品的姿态信息，并通过控制器依据横摇偏转角和纵摇偏转角调整机械臂的关节角度，完成对货物的横摇补偿和纵摇补偿，依据升沉测量值和姿态信息调整吊绳长度，完成对货物的升沉补偿和姿态补偿，进而共同完成对船载机械臂吊装货物的位姿补偿；同时，通过采用价格更为低廉的惯性测量单元和激光测距仪实现对船舶位姿的补偿，大大降低了成本。
[0233]
本发明船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法中，所述升沉测量值通过激光测距仪获取，根据所述船舶的升沉测量值，调整所述机械臂的吊绳长度，包括：
[0234]
根据所述升沉测量值、横摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离，确定所述机械臂在所述船舶横摇时的升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离；
[0235]
参照图3，仅考虑船舶的横摇时，图3中的实线表示了船舶的初始状态，虚线则表示船舶发生横摇时的状态，黑点表示机械臂的位置。
[0236]
激光测距仪安装于点a位置，此时，激光测距仪测得的升沉测量值在仅考虑横摇情况下的分量为hr，惯性测量单元测得船舶的横摇偏转角为θr。
[0237]
机械臂到激光测距仪的纵向距离d1为激光测距仪与机械臂底端的连线沿六自由度运动平台长边(也就是船舶纵轴方向)方向的分量。
[0238]
根据升沉测量值、横摇偏转角和机械臂到激光测距仪的纵向距离，通过三角函数即可计算得到机械臂在船舶横摇时的升沉值。
[0239]
其中，机械臂在船舶横摇时的升沉值表示机械臂在仅考虑船舶横摇时的高度。
[0240]
参照图4，仅考虑船舶纵摇时，图4中的实线表示船舶的初始状态，虚线则表示船舶发生纵摇时的状态，黑点表示机械臂的位置。
[0241]
激光测距仪安装于点b的位置，此时，激光测距仪测得的升沉测量值为h
p
，惯性测量单元测得船舶的纵摇偏转角为θ
p
。
[0242]
机械臂到激光测距仪的横向距离d2为激光测距仪与机械臂底端的连线沿六自由度运动平台短边(也就是船舶横轴方向)方向的分量。
[0243]
根据升沉测量值、纵摇偏转角和机械臂到激光测距仪的横向距离，通过三角函数即可计算得到机械臂在船舶纵摇时的升沉值。
[0244]
其中，机械臂在船舶纵摇时的升沉值表示机械臂在仅考虑船舶纵摇时的高度。
[0245]
将船舶发生的运动分解为船舶在横摇方向和纵摇方向，对每个方向的运动导致的升沉值分别计算，然后将这三个方向的升沉值整合，即可得到机械臂的实际升沉值。
[0246]
其中，机械臂的实际升沉值表示在船舶发生运动后机械臂的实际高度。
[0247]
根据所述机械臂的实际升沉值，调整所述机械臂的吊绳长度。
[0248]
根据机械臂的实际升沉值，计算每根吊绳需要调整的长度，使得每根吊绳长度调整后，货物回到位于初始状态时的高度。
[0249]
可选地，计算机械臂的实际升沉值和初始状态下激光测距仪的测量值的差值，即为需要吊绳需要调整的长度。
[0250]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，包括：惯性测量单元，用于获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角；激光测距仪，用于获取所述船舶的升沉测量值；相机，用于获取所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；控制器，用于根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度，所述机械臂的吊绳有多根。2.根据权利要求1所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：根据所述升沉测量值、横摇偏转角、纵摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离和横向距离，确定所述机械臂的实际升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离，所述横向距离为在所述船舶的横轴方向上的距离；根据所述机械臂的实际升沉值，调整所述机械臂的吊绳长度。3.根据权利要求2所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：根据所述升沉测量值、横摇偏转角和纵摇偏转角，确定所述激光测距仪的实际升沉值；根据所述横摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；根据所述纵摇偏转角和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离，确定所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值；根据所述激光测距仪的实际升沉值、第一差值和第二差值，确定所述机械臂的实际升沉值。4.根据权利要求3所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：将所述升沉测量值、所述横摇偏转角的余弦值和所述纵摇偏转角的余弦值相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值；将所述横摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第一差值；将所述纵摇偏转角的正弦值和所述机械臂到所述激光测距仪的横向距离相乘，得到所述激光测距仪的实际升沉值与所述机械臂的实际升沉值之间的第二差值。5.根据权利要求3所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：将所述激光测距仪的实际升沉值减去所述第一差值后，再加上第二差值，得到所述机械臂的实际升沉值。6.根据权利要求2所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：根据所述机械臂的实际升沉值和所述机械臂的绞盘的半径，确定所述绞盘的转动圈数；根据所述绞盘的转动圈数，控制电机驱动所述绞盘转动以调整所述绞盘吊装的吊绳长
度。7.根据权利要求1-3任一所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：根据所述机械臂的当前关节角度，通过运动学正解得到所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵；根据所述横摇偏转角和纵摇偏转角，得到运动学补偿模型的齐次变换矩阵；根据所述运动学补偿模型的齐次变换矩阵和所述机械臂的末端位姿的齐次变换矩阵，得到所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵；根据所述机械臂的末端位姿补偿的齐次变换矩阵和机械臂的实际参数，通过运动学求逆解得到所述机械臂补偿后的关节角度；将所述机械臂调整到所述补偿后的关节角度。8.根据权利要求1-3任一所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统，其特征在于，所述控制器具体用于：确定所述货物在起吊前处于平衡位姿下的起吊点参考位置、吊绳在绞盘的汇聚点参考位置和吊绳参考长度；根据所述货物的姿态信息，确定所述货物的当前起吊点位置和吊绳在绞盘的当前汇聚点位置；根据所述起吊点参考位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的参考位置；根据所述当前起吊点位置，确定所述货物的起吊点所在平面中心点的当前位置；根据所述平面中心点的参考位置与当前位置之间的差值，以及所述起吊点参考位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的起吊点目标位置；根据所述起吊点目标位置和所述当前汇聚点位置，确定使所述货物处于平衡位姿时的目标吊绳长度；根据所述吊绳参考长度与所述目标吊绳长度之间的差值，收放所述机械臂的吊绳。9.一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，其特征在于，包括：获取船舶的横摇偏转角、纵摇偏转角、升沉测量值和所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度。10.根据权利要求9所述的船载机械臂吊装货物的位姿补偿方法，其特征在于，所述升沉测量值通过激光测距仪获取，根据所述船舶的升沉测量值，调整所述机械臂的吊绳长度，包括：根据所述升沉测量值、横摇偏转角、纵摇偏转角，以及所述机械臂到所述激光测距仪的纵向距离和横向距离，确定所述机械臂的实际升沉值，所述纵向距离为在所述船舶的纵轴方向上的距离，所述横向距离为在所述船舶的横轴方向上的距离；根据所述机械臂的实际升沉值，调整所述机械臂的吊绳长度。

技术总结
本发明提供一种船载机械臂吊装货物的位姿补偿系统及方法，其系统包括：惯性测量单元，用于获取船舶的横摇偏转角和纵摇偏转角；激光测距仪，用于获取所述船舶的升沉测量值；相机，用于获取所述船舶上的机械臂吊装货物的姿态信息；控制器，用于根据所述横摇偏转角和所述纵摇偏转角，调整所述机械臂的关节角度；根据所述船舶的升沉测量值和所述货物的姿态信息，调整所述机械臂的吊绳长度，所述机械臂的末端吊绳有多根。本发明通过采用价格更为低廉的惯性测量单元、激光测距仪和相机共同实现对船舶位姿的补偿，大大降低了成本。大大降低了成本。大大降低了成本。


技术研发人员：林云汉 艾世超 邓成宇 王晓海 汪丁泉 彭孝文 田野 张梦杰 陈姚节
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/10/5