[發明專利]一種快速測量船舶高度的裝置、船舶超高預警系統及方法

在審

• 申請號: 202111029046.2
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113465521A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 袁志濤;劉克中;辛旭日;吳曉烈;曾旭明;李春伸;陳默子;鄭凱;楊星
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;B63B39/12;G08G3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

1.一種快速測量船舶高度的裝置，其特征在于，包括控制單元、AIS基站單元、水位測量單元及相對設置在航道兩側的激光對射單元；

所述AIS基站單元，用于獲取船舶信息并在船舶進入預設監測區時發送指令給激光對射單元和水位測量單元，同時發送船舶實時吃水給控制單元；

所述激光對射單元，用于在接收到指令后啟動激光對射并將因船舶遮擋激光對射通道產生的中斷信號發送至控制單元；所述激光對射單元包括激光發射模塊和激光接收模塊；所述激光發射模塊包括激光發射器，所述激光發射器通過光纖與光分束器相連，所述光分束器將激光均勻的分成多束發射激光并經由發射板發出，所述發射板上設有多個激光發射單元，多個所述激光發射單元沿豎直方向均勻布設；所述激光接收模塊包括接收板，所述接收板上設有多個激光接收單元，多個所述激光接收單元沿豎直方向均勻布設且與多個激光發射單元相對應；

所述水位測量單元，用于在接收到指令后發送測量區域的實時水位信息至控制單元；

所述控制單元，分別與激光對射單元和水位測量單元相連，用于根據中斷信號獲取被遮擋激光對射通道的數量和高度值，得到船舶最高點高度與地平面的高度差，結合所述高度差與測量區域的實時水位信息、船舶實時吃水，計算得到船舶實際高度。

2.根據權利要求1所述一種快速測量船舶高度的裝置，其特征在于，所述激光發射模塊具有第一激光測量桿，所述第一激光測量桿朝向激光接收單元的一側設置有發射板，所述發射板上設置多個激光發射位，每個激光發射位上配置一個發射孔，每個發射孔配置一個激光發射單元；所述激光接收模塊具有第二激光測量桿，所述第二激光測量桿朝向激光發射單元的一側設置有接收板，所述接收板上設置多個激光接收位，每個激光接收位上配置一個接收孔，每個接收孔配置一個激光接收單元；所述發射孔與接收孔一一對應并形成多個激光對射通道。

3.根據權利要求2所述一種快速測量船舶高度的裝置，其特征在于，所述控制單元預存有每個激光對射通道對應的高度值以及相鄰兩個激光對射通道之間的間隔距離，當接收到多個被遮擋激光對射通道的中斷信號時，對多個所述激光對射通道對應的高度值進行比較，以最大高度值與二分之一的間隔距離之和作為實際測量值。

4.根據權利要求1所述一種快速測量船舶高度的裝置，其特征在于，所述預設監測區為自激光對射裝置向兩側航道方向各延伸一定距離所形成的區域。

5.根據權利要求1所述一種快速測量船舶高度的裝置，其特征在于，船舶實際高度的計算公式為：

式中，——船舶實際高度；

——船舶實際吃水；

——1985國家高程基準面與深度基準面/潮高基準面的高度差；

——測量區域實時水位；

——地平面與1985國家高程基準面的高度差；

——船舶最高點高度與地平面的高度差。

6.船舶超高預警系統，其特征在于，包括船舶高度測量裝置和船舶超高預警平臺，所述船舶高度測量裝置包括控制單元、AIS基站單元、水位測量單元及相對設置在航道兩側的激光對射單元；所述激光對射單元用于獲取船舶最高點的高度數據并發送給控制單元；所述水位測量單元用于獲取測量區域的實時水位數據并發送給控制單元；所述AIS基站單元用于獲取船舶實時吃水并發送至控制單元；所述控制單元用于根據測量的船舶最高點高度數據、實時水位數據及船舶實時吃水計算得到船舶實際高度并上傳至船舶超高預警平臺；所述AIS基站單元還用于獲取船舶信息并上傳至船舶超高預警平臺，以及觸發激光對射單元和水位測量單元工作；所述船舶超高預警平臺用于將船舶高度數據融合到船舶AIS信息中，形成附有船舶高度的AIS信息庫并進行存儲，當船舶航行到達限高水域時，通過調用所述附有船舶高度的AIS信息主動對船舶進行超高預警判斷，以確定船舶是否能夠通過該限高水域的橋區/架空線區。