本發明涉及遠洋打撈船錨，具體為一種海洋打撈船錨的方法。

背景技術：

1、在船舶遠洋航行的過程中，大風浪天氣、錨位選擇不當、錨地水流突增、拋錨方案不合理、機械設備意外故障等情況都會造成船錨脫落，在海洋打撈船錨的過程中，船錨脫落往往發生在復雜的水下環境中，例如風浪較大、水流速度突變或地形復雜的區域，現有技術中有通過定位裝置配合打撈鉤以及纜繩進行打撈的。

2、在船錨定位方面，現有技術大多依賴單一的水下聲吶或水下攝像系統，簡單水域中具有一定效果，但在水質渾濁、金屬干擾或水下地形復雜的條件下表現出明顯的局限性，聲吶技術雖然在渾濁水域中表現較好，但其對于復雜地形的回波干擾較為敏感，容易導致虛假目標識別；而水下攝像技術則依賴于較好的光線和清澈的水質環境，在渾濁水域中圖像識別能力顯著下降，由于單一傳感器的局限性，現有技術難以在多變的海洋環境中實現精準的目標定位，從而導致定位誤差較大，增加了打撈的難度和時間成本。

3、在多船協同作業方面，現有技術通常缺乏高效的任務分配與路徑優化機制，打撈作業通常需要多艘船只協同完成，然而，現有的多船作業大多依賴人工指揮或簡單的固定分工方式，難以根據實時任務需求和環境變化動態調整任務分配，這種低效的協作方式容易導致多船作業沖突、資源浪費和效率低下。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種海洋打撈船錨的方法，解決了在船錨定位方面，現有技術大多依賴單一的水下聲吶或水下攝像系統，簡單水域中具有一定效果，但在水質渾濁、金屬干擾或水下地形復雜的條件下表現出明顯的局限性的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種海洋打撈船錨的方法，包括以下步驟：

3、根據船錨脫落區域的歷史記錄與環境數據，劃定船錨初步搜索范圍；

4、利用多模式復合定位技術獲取船錨的精確位置，該多模式復合定位技術包括基于聲吶探測、磁力傳感和水下圖像識別的定位過程；

5、通過多船協同優化調度系統，根據船只功能與實時位置分配打撈任務；

6、根據優化路徑控制打撈船只及打撈工具，執行船錨打撈作業；

7、基于實時環境數據調整打撈路徑與作業參數，直至完成打撈。

8、優選的，所述多模式復合定位技術包括以下步驟：

9、通過聲吶設備掃描船錨脫落區域，獲取區域內的水下地形數據和目標反射信號；

10、利用磁力傳感器感應目標金屬船錨的磁場特征，進一步確認目標位置；

11、通過水下攝像設備采集圖像數據，并利用圖像識別技術分析船錨的形狀和特征；

12、融合聲吶數據、磁力數據和圖像識別結果，輸出船錨的精確三維坐標。

13、優選的，所述聲吶設備通過多波束聲吶對目標區域進行全覆蓋掃描，并結合回波強度分析目標信號特征，過濾非金屬反射目標。

14、優選的，所述磁力傳感器通過感應船錨金屬材質產生的磁場變化，對目標進行多點采樣，結合區域磁場基準模型消除環境磁場干擾，從而精確判斷船錨的金屬目標位置。

15、優選的，所述水下圖像識別技術包括：

16、通過水下攝像設備獲取實時圖像；

17、采用卷積神經網絡模型分析船錨的形狀特征，識別目標船錨的具體位置；

18、在水體渾濁條件下，通過對比分析多幀圖像數據提升識別精度。

19、優選的，所述方法包括以下步驟：

20、利用多船協同優化調度系統，根據船舶的功能參數、實時位置和船錨的打撈需求分配任務；根據任務分配，確定各船舶的作業任務及運動路徑；

21、通過船舶間的實時通信系統共享定位數據、環境信息和作業狀態，根據實時環境條件動態調整任務優先級和協作方式；

22、基于優化路徑控制各船舶完成打撈作業，并根據實時反饋對路徑和作業參數進行動態更新。

23、優選的，所述多船協同優化調度系統通過多目標優化算法構建任務調度模型，以作業時間最短、能耗最低、作業穩定性最優為目標，輸出最優任務分配方案和路徑規劃。

24、優選的，所述船舶間的實時通信系統包括5g通信模塊或衛星通信模塊，用于傳輸定位數據、環境信息和作業狀態，確保船舶協同的一致性。

25、優選的，所述優化路徑規劃基于hamilton最優控制理論進行計算，利用實時環境數據動態調整船只的運動路徑，滿足動力學約束與穩定性限制。

26、優選的，所述船舶協同優化調度系統結合歷史作業數據與實時環境數據，采用混合遺傳算法與梯度下降法對任務調度模型進行迭代優化，從而生成多船協作的全局最優路徑方案。

27、本發明提供了一種海洋打撈船錨的方法。具備以下有益效果：

28、1、本發明采用多模式復合定位技術，通過聲吶探測、磁力傳感和水下圖像識別的聯合應用，達到了在復雜水下環境中快速、精準定位船錨的技術效果。相較于現有技術中僅依靠單一聲吶或圖像識別進行定位的方法，容易受到水質渾濁、金屬干擾或水流變化等限制的不足。

29、2、本發明采用多船協同優化調度技術，通過對多艘功能不同的船只進行動態任務分配和路徑規劃，達到了提升多船協同作業效率和減少資源浪費的技術效果。相較于現有技術中單船作業效率低、多船作業缺乏統一協調，易導致作業沖突或資源浪費的不足，本發明基于多目標優化算法對作業時間、能耗和穩定性進行綜合優化，合理分配船只任務和路徑，確保多船協作的高效性和一致性。

30、3、本發明采用實時反饋與動態調整機制，通過實時采集環境數據和作業狀態數據并動態調整作業路徑和參數，達到了在復雜多變的海洋環境中保障作業安全性和穩定性的技術效果。相較于現有技術中路徑規劃固定、無法適應風浪和水流突變情況下靈活調整的不足，本發明通過引入動態路徑優化算法和實時抓取力調整機制，有效解決了船只偏離路徑和抓取失敗的問題，大幅提升了系統對環境變化的適應能力。

31、4、本發明采用hamilton最優控制理論結合遺傳算法的路徑優化方法，達到了降低能耗與縮短作業時間的技術效果。相較于現有技術中路徑規劃和能耗優化分離、效率較低的技術方案，本發明通過統一的多目標優化模型，將作業時間、能耗和穩定性綜合考慮，優化船只的運動路徑和作業策略。

技術特征：

1.一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述多模式復合定位技術包括以下步驟：

3.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述聲吶設備通過多波束聲吶對目標區域進行全覆蓋掃描，并結合回波強度分析目標信號特征，過濾非金屬反射目標。

4.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述磁力傳感器通過感應船錨金屬材質產生的磁場變化，對目標進行多點采樣，結合區域磁場基準模型消除環境磁場干擾，從而精確判斷船錨的金屬目標位置。

5.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述水下圖像識別技術包括：

6.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

7.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述多船協同優化調度系統通過多目標優化算法構建任務調度模型，以作業時間最短、能耗最低、作業穩定性最優為目標，輸出最優任務分配方案和路徑規劃。

8.根據權利要求6所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述船舶間的實時通信系統包括5g通信模塊或衛星通信模塊，用于傳輸定位數據、環境信息和作業狀態，確保船舶協同的一致性。

9.根據權利要求1所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述優化路徑規劃基于hamilton最優控制理論進行計算，利用實時環境數據動態調整船只的運動路徑，滿足動力學約束與穩定性限制。

10.根據權利要求6所述的一種海洋打撈船錨的方法，其特征在于，所述船舶協同優化調度系統結合歷史作業數據與實時環境數據，采用混合遺傳算法與梯度下降法對任務調度模型進行迭代優化，從而生成多船協作的全局最優路徑方案。

技術總結
本發明涉及遠洋打撈船錨技術領域，公開了一種海洋打撈船錨的方法，包括以下步驟：根據船錨脫落區域的歷史記錄與環境數據，劃定船錨初步搜索范圍；利用多模式復合定位技術獲取船錨的精確位置，該多模式復合定位技術包括基于聲吶探測、磁力傳感和水下圖像識別的定位過程；通過多船協同優化調度系統，根據船只功能與實時位置分配打撈任務，根據優化路徑控制打撈船只及打撈工具，執行船錨打撈作業；基于實時環境數據調整打撈路徑與作業參數，直至完成打撈。采用多模式復合定位技術，通過聲吶探測、磁力傳感和水下圖像識別的聯合應用，達到了在復雜水下環境中快速、精準定位船錨的技術效果。

技術研發人員：劉洪嘉,吳建志,王丹
受保護的技術使用者：唐山中驗海事技術咨詢服務有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28