[發明專利]一種船舶吃水自動檢測系統及其方法

有效

• 申請號: 202211399284.7
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN115571290B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 潘森;孫成吉;周濤
• 申請（專利權）人: 傳仁信息科技（南京）有限公司
• 主分類號: B63B39/12
• 分類號: B63B39/12;G06F17/10;G06T7/00
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 張維

1.一種船舶吃水自動檢測系統，其特征在于，包括激光檢測系統(10)、圖像檢測系統(20)和融合分析系統(30)，所述激光檢測系統(10)和圖像檢測系統(20)均與所述融合分析系統(30)連接，所述激光檢測系統(10)包括用于激光斜射測量距離值的激光傳感器(101)、用于檢測所述激光傳感器(101)傾斜角度值的角度傳感器(102)、以及用于轉化所述激光傳感器(101)的模擬信號的A/D轉化電路(103)，所述圖像檢測系統(20)包括用于獲取圖像數據的CCD攝像機(201)、用于壓縮處理所述CCD攝像機(201)圖像數據的圖像數據壓縮模塊(202)、以及用于截取所述圖像數據壓縮模塊(202)中預選區域圖像數據的圖像截取模塊(203)；

所述融合分析系統(30)包括獲取模塊(301)、預處理模塊(302)、分析模塊(303)、通訊模塊(304)和預警模塊(305)，且所述融合分析系統(30)與上位機連接；

所述獲取模塊(301)用于獲取經A/D轉化電路(103)轉化后的數字信號，和經圖像截取模塊(203)截取后的兩個區域圖像信息，兩個區域圖像信息包括第一區域圖像和第二區域圖像；

所述分析模塊(303)基于所述獲取模塊(301)獲取的數據，進行船舶吃水的分析，分析模塊(303)包括：

第一計算單元(3031)，用于基于激光檢測系統(10)的激光斜射至第一區域圖像后的計算，輸出第一吃水距離值；所述第一計算單元(3031)通過式(1)計算得到檢測點至水面的距離值S，并通過式(2)計算得到第一吃水距離值D₁，如下：

其中，S為測量點至水面的距離值，C為激光在空氣中的傳播速度，t為激光傳播來回過程的總時間，cosα為斜射方向與垂直方向夾角的余弦值；

D₁＝L-S????(2)；

其中，L為船體底部至測量點的高度值；

第二計算單元(3032)，用于基于平面投影方法對第二區域圖像的計算，輸出第二吃水距離值；所述第二計算單元(3032)通過獲取預設時間T內的N張監控圖片，計算每張圖片的吃水深度，并通過式(3)計算得到第二吃水距離值D₂，如下：

其中，H_t為當前時刻t船舶的吃水深度，t₀、t_N分別為預設時間T的開始時刻與結束時刻，W_t為權重函數；

第三計算單元(3033)，用于基于皮爾森相關系數計算方法，計算所述第一吃水距離值和第二吃水距離值的相關系數；所述第三計算單元(3033)通過式(4)計算出第一吃水距離值D₁和第二吃水距離值D₂的相關系數r，如下：

其中，X為第一吃水距離值D₁，Y為第二吃水距離值D₂，為第一吃水距離值D₁的均值，為第二吃水距離值D₂的均值；

比對單元(3034)，用于預設所述第一吃水距離值和第二吃水距離值的相關系數的閾值，并根據所述閾值對所述第一吃水距離值和第二吃水距離值的相關系數進行閾值比對，輸出比對結果；

校準單元(3035)，用于對不滿足比對單元(3034)的比對結果時，對所述第一吃水距離值和第二吃水距離值的校準；

所述融合分析系統(30)還包括存儲模塊(306)，用于緩存所述分析模塊(303)的歷史分析計算結果數據，且存儲模塊(306)預設存儲有所述圖像檢測系統(20)監測的樣本圖像數據以及船舶吃水值匹配表，所述樣本圖像數據包括水面與船舶的交接線和船舶側面上比例標記線位置區域的圖像；所述第一吃水距離值和第二吃水距離值進行校準，具體地校準通過比對所述存儲模塊(306)中的樣本圖像數據，關聯相應的樣本圖像數據后，輸出船舶吃水值匹配表中對應的船舶吃水值作為校準結果輸出；或

計算第一吃水距離值和第二吃水距離值與對應均值的差值，選取差值小的第一吃水距離值或第二吃水距離值作為校準結果輸出；或

初始化所述激光檢測系統(10)和圖像檢測系統(20)對于測量點的檢測工作。