[發(fā)明專利]基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型聲吶控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210583363.7
• 申請(qǐng)日: 2022-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN114993219A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周達(dá);唐力;彭望;陳思宇;武致宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南華昆水電水利科學(xué)研究有限公司;中國(guó)電建集團(tuán)市政規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B17/02
• 分類號(hào): G01B17/02;G06T17/05
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 胡璇

本申請(qǐng)公開了一種基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型聲吶控制方法；所述控制方法，包括以下步驟：步驟S21：對(duì)PLC控制模塊配制控制字節(jié)，對(duì)PLC控制模塊進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置；步驟S22：控制聲吶電源；步驟S23：控制聲吶旋轉(zhuǎn)。通過聲吶旋轉(zhuǎn)控制操作，能使得聲吶在河道底部區(qū)域獲取基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型方法所需的河底淤泥厚度監(jiān)測(cè)厚度分析數(shù)據(jù)，在無人值守、控制耗電量的情況下，獲得較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲吶旋轉(zhuǎn)角度的準(zhǔn)確控制，與該方法能較好的適配，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無人環(huán)境下對(duì)河底淤泥進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及河道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型聲吶控制方法。

背景技術(shù)

河道淤泥日益嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響到河道的防洪、排澇、灌溉、供水、通航等各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮。為恢復(fù)河道的正常功能，常需進(jìn)行河道清淤疏浚工程。由于無法探測(cè)到河道內(nèi)淤泥情況，對(duì)河道明渠和暗涵的淤積情況都處于未知狀態(tài)，針對(duì)一定厚度的淤泥，需定期進(jìn)行清淤，保證河道功能的正常發(fā)揮。

為有效測(cè)量河道淤積厚度，現(xiàn)有技術(shù)通常在監(jiān)測(cè)模塊中采用光敏聲吶和密度聲吶相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，此監(jiān)測(cè)模塊結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。采用人工監(jiān)測(cè)淤泥情況的方式，不僅人工消耗巨大，而且可能會(huì)存在漏檢，甚至出現(xiàn)人身安全事故。一旦出現(xiàn)無法及時(shí)清淤的情況，河道防洪排澇的能力會(huì)下降，區(qū)域水環(huán)境將進(jìn)一步惡劣。

現(xiàn)有技術(shù)中缺乏有效、實(shí)時(shí)、可視化的監(jiān)測(cè)方法和手段，提高對(duì)河道淤積情況的檢測(cè)效果和準(zhǔn)確性。

現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對(duì)聲吶對(duì)河底淤泥進(jìn)行全面掃描監(jiān)測(cè)的有效控制方法，現(xiàn)有控制方法，并不能準(zhǔn)確控制驅(qū)動(dòng)聲吶在河道內(nèi)往復(fù)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，所獲取的河道內(nèi)河底淤泥數(shù)據(jù)偏差較大，無法滿足分析監(jiān)測(cè)淤泥需要。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型聲吶控制方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的河底淤泥難以通過聲吶進(jìn)行可靠監(jiān)測(cè)，現(xiàn)有控制方法無法控制聲吶對(duì)淤泥進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)的技術(shù)問題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型聲吶控制方法，所述基于多維度機(jī)械聲吶實(shí)時(shí)繪制水深三維模型的方法，包括以下步驟：

步驟S10：將聲吶固定設(shè)置于河道水面下，聲吶與舵機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，聲吶隨舵機(jī)往下轉(zhuǎn)動(dòng)或來回?cái)[動(dòng)，聲吶轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的位置后可反方向回到最開始的監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

步驟S20：聲吶上方設(shè)有姿態(tài)儀，姿態(tài)儀監(jiān)測(cè)聲吶姿態(tài)，并隨聲吶轉(zhuǎn)動(dòng)獲取聲吶實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角度；

步驟S30：聲吶掃描過河道內(nèi)水面下淤泥各掃描點(diǎn)，根據(jù)聲吶轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，計(jì)算掃描點(diǎn)處淤積厚度、任兩掃描點(diǎn)間距離，根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制水下淤泥的三維模型；

步驟S40：根據(jù)所得三維模型獲取所得水下淤泥截面淤積圖中淤泥的厚度，結(jié)合河道深度判斷淤泥是否需要清理；

包括：PLC控制模塊，探測(cè)驅(qū)動(dòng)模塊、電源桿、風(fēng)力發(fā)電組件、太陽能發(fā)電組件、控制箱、懸吊支架；探測(cè)驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)設(shè)置聲吶探測(cè)裝置和舵機(jī)；探測(cè)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)置于懸吊支架底面上；懸吊支架通過螺栓組件安裝于河道內(nèi)側(cè)壁上；聲吶和舵機(jī)容納設(shè)置于探測(cè)驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)；PLC控制模塊與舵機(jī)電連接；

所述控制方法，包括以下步驟：

步驟S21：對(duì)PLC控制模塊配制控制字節(jié)，對(duì)PLC控制模塊進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置；