[發明專利]一種基于多波束仰掃的船舶吃水自動檢測系統與方法

有效

• 申請號: 201710209334.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107010181B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 陳先橋;陳晨;劉威;劉暢;呂靜文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B39/12
• 分類號: B63B39/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

1.一種基于多波束仰掃的船舶吃水自動檢測系統，其特征在于，包括多波束聲納測量模塊、數據傳輸模塊、深度計算模塊和修正模塊；所述的多波束聲納與數據傳輸模塊通過電纜連接，所述多波束聲納固定在水底的支架上，支架的另一端與檢測船相連；

所述多波束聲納測量模塊，用于記錄并保存進入多波束聲納的測量范圍船只的聲納檢測數據；所述檢測數據包括所有測量點與垂直線的夾角α及發射波束與接收波速的間隔時間t；

數據傳輸模塊，用于將接收的聲納檢測數據發送給深度計算模塊；

深度計算模塊，用于當船舶離開多波束聲納的測量范圍時，計算船舶吃水量D＝H-L·cosα；

其中，

V為聲納聲波在水中的傳播速度；

修正模塊，用于采用全局濾波方法對原始測量的深度數據進行修正；

所述修正模塊中修正采用以下公式：

其中：I(x)為原始測量的深度數據，即存在粗差和隨機誤差的干擾；u(x)為潛在無誤差深度數據；u^(x)為復原深度數據，即無誤差深度數據u(x)的估計；自變量x的范圍為0至L；λ為正系數；

顯示模塊，用于對最終船舶吃水量進行顯示，最終船舶吃水量是所有深度修正數據中的最大值。

2.根據權利要求1所述的基于多波束仰掃的船舶吃水自動檢測系統，其特征在于，所述船舶吃水自動檢測系統還包括供電單元，供電單元為水下多波束聲納和系統各模塊提供電源。

3.根據權利要求1所述的基于多波束仰掃的船舶吃水自動檢測系統，其特征在于，所述支架為L型可伸縮支架。

4.一種基于多波束船舶吃水自動檢測方法，包括以下步驟：

(1)測量多波束聲納與水面的距離H；所述多波束聲納固定在水底的支架上，支架的另一端與檢測船相連；

(2)當有船進入多波束聲納的測量范圍，記錄并保存檢測數據；所述檢測數據包括所有測量點與垂直線的夾角α及發射波束與接收波速的間隔時間t；

(3)當船舶離開多波束聲納的測量范圍時，計算船舶吃水D＝H-L·cosα；

其中,

V為聲納聲波在水中的傳播速度，則：

一條波束從發射點到檢測點的距離

船舶吃水D＝H-L·cosα

(4)對原始測量的深度數據進行修正：

其中：I(x)為原始測量的深度數據，即存在粗差和隨機誤差的干擾；u(x)為潛在無誤差深度數據；u＾(x)為復原深度數據，即無誤差深度數據u(x)的估計；自變量x的范圍為0至L；λ為正系數。

5.根據權利要求4所述的基于多波束船舶吃水自動檢測方法，其特征在于，所述支架為L型可伸縮支架。