專(zhuān)利名稱(chēng)：水下激光定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及海洋及水下工程施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下激光定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，水電站大壩水下孔洞修復(fù)施工作業(yè)過(guò)程中，在流速大、水體渾濁且流態(tài)紊亂的水體中給水中的目標(biāo)進(jìn)行定位時(shí)，其測(cè)得的實(shí)際位置受到水流的影響而無(wú)法精確定位， 給水下施工質(zhì)量帶來(lái)危害。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述問(wèn)題，提供一種用于引導(dǎo)水下運(yùn)動(dòng)物體能夠準(zhǔn)確對(duì)中和就位的水下激光定位系統(tǒng)，用于水電站大壩水下孔洞修復(fù)之水下自動(dòng)定位浮體封堵門(mén)操縱就位。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種水下激光定位系統(tǒng)，主要由激光發(fā)射器、激光接收屏、水下電視攝像頭、激光接收屏監(jiān)視屏、水下電視攝像頭監(jiān)視屏組成，所述激光發(fā)射器安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝處，所述激光接收屏和水下電視攝像頭安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體上，所述激光接收屏監(jiān)視屏、水下電視攝像頭監(jiān)視屏均安裝在水面的船體控制室內(nèi)，所述激光接收屏通過(guò)視頻電纜與安裝在船只上的激光接收屏監(jiān)視屏相連，所述水下電視攝像頭通過(guò)視頻電纜與安裝在船只上的水下電視攝像頭監(jiān)視屏相連。本實(shí)用新型的系統(tǒng)中還采用了以下技術(shù)措施所述激光發(fā)射器由9組激光器件構(gòu)成，所述激光器件橫向5組排列，縱向以橫向中心處激光器件對(duì)稱(chēng)兩邊分別排列2組，橫縱向排列的9組激光器件橫縱向的連線共同構(gòu)成十字形，所述激光發(fā)射器發(fā)出十字激光束，所述的激光發(fā)射器通過(guò)固定螺栓將其固定在激光發(fā)射器固定器上。激光接收屏以及激光接收屏監(jiān)視屏上刻畫(huà)有與激光發(fā)射器構(gòu)成的十字形大小對(duì)應(yīng)的十字圖像，所述十字圖像由橫向線和縱向線以十字交叉方式構(gòu)成。相鄰的激光器件等間距排列，橫縱向排列的9組激光器件交叉部分呈90°直角。所述的激光發(fā)射器通過(guò)固定螺栓固定在激光發(fā)射器固定器上，通過(guò)激光發(fā)射器固定裝置安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝處，所述的激光發(fā)射器的橫向排列的半導(dǎo)體二極管激光器必須保持水平狀態(tài)，與之相應(yīng)的縱向的半導(dǎo)體二極管激光器保持與橫向排列的半導(dǎo)體二極管激光器呈垂直狀態(tài)其中所述的激光發(fā)射器的激光器件選用LASER DIODE公司的2001型二極管激光器，該激光器的主要參數(shù)為波長(zhǎng)630-680nm，輸出功率小于lmW。二極管激光器相鄰兩個(gè)等間距一字排列在激光發(fā)射器的上，橫向一共排列5個(gè)二級(jí)管激光器，以橫向排列的中心部位的激光發(fā)射器為中心，縱向?qū)ΨQ(chēng)分別布置兩組二極管激光器，橫縱向交錯(cuò)位置呈90°。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是(1)由于在現(xiàn)有的激光器件中，半導(dǎo)體二極管激光器不僅具有一般激光器的高單色性、高相干性、高方向性、準(zhǔn)直性等特征，還具有尺寸小、重量輕、低壓驅(qū)動(dòng)、直接調(diào)制等一系列優(yōu)點(diǎn)，而且在水下成像和水下測(cè)距方面得到成功運(yùn)用，本裝置的激光器的有效對(duì)中距離可達(dá)15m，完全滿足一般水下運(yùn)動(dòng)物體的操縱和就位控制作業(yè)要求。( 采用水下電視攝像頭方式簡(jiǎn)便快捷尋找并確定水下目標(biāo)，降低成本和設(shè)置難度，滿足動(dòng)態(tài)定位要求。( 適用于在各種水體中使用，尤其適合于在流速大、水體渾濁、流態(tài)紊亂嚴(yán)重的水體中的動(dòng)態(tài)定位。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需在水面上操縱引導(dǎo)水下運(yùn)動(dòng)物體(如自動(dòng)定位浮體封堵門(mén))的準(zhǔn)確對(duì)中和就位。

圖1是本實(shí)用新型的激光發(fā)射器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的水下激光定位系統(tǒng)構(gòu)成示意圖框圖。圖3是實(shí)施例中在水下施工中使用時(shí)的定位工作示意圖。圖4是本實(shí)用新型遠(yuǎn)距離對(duì)中效果示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。一種水下激光定位系統(tǒng)，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，主要由激光發(fā)射器1、激光接收屏2、水下電視攝像頭3、激光接收屏監(jiān)視屏2'、水下電視攝像頭監(jiān)視屏3'組成，所述的水下電視攝像頭3安置在水下運(yùn)動(dòng)物體上，水下電視攝像頭監(jiān)視屏3'安裝在水面的船體上，激光發(fā)射器1安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝位置處，通過(guò)激光發(fā)射器固定裝置固定在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝位置，激光接收屏2安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體的重心點(diǎn)處，通過(guò)激光接收屏固定器固定，激光接收屏監(jiān)視屏2'安裝在水面的船體上。所述激光發(fā)射器1 (如圖1所示)由9組激光器件11構(gòu)成，所述激光器件橫向5 組排列，縱向以橫向中心處激光器件對(duì)稱(chēng)兩邊分別排列2組，橫縱向排列的9組激光器件共同構(gòu)成十字形，所述激光發(fā)射器發(fā)出十字形激光束14，在激光接收屏上刻有與激光發(fā)射器構(gòu)成的十字形大小對(duì)應(yīng)的十字圖像，激光接收屏安裝時(shí)應(yīng)該保持其上的十字圖像的橫向線 210呈水平狀態(tài)，相鄰的激光器件等間距排列，橫縱向排列的9組激光器件交叉部分呈90° 直角。所述激光接收屏2和水下電視攝像頭3分別與各自安裝在船只上的激光接收屏監(jiān)視屏2'、水下電視攝像頭監(jiān)視屏3'通過(guò)視頻電纜(圖中未示)相連。所述的激光發(fā)射器1通過(guò)固定螺栓12固定在激光發(fā)射器固定器上，通過(guò)激光發(fā)射器固定器背向安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝位置處，所述的激光發(fā)射器上橫向排列的半導(dǎo)體二極管激光器保持水平狀態(tài)安裝，與之對(duì)應(yīng)的縱向半導(dǎo)體二極管激光器與橫向的半導(dǎo)體二極管激光器呈垂直關(guān)系。所述的激光接收屏2安裝時(shí)必須保持其十字圖像的橫向線保持水平狀態(tài)。所述的激光器件選用LASER DIODE公司的2001型二極管激光器，該激光器的主要參數(shù)為波長(zhǎng)630-680nm，輸出功率小于lmW。水下攝像頭3內(nèi)置有高精度、寬頻帶的電視攝像機(jī)，并配置有特殊照明光源，能適應(yīng)一般江河水中工作。水下攝像頭由地面控制器通過(guò)傳輸電纜供給電源，水下攝像機(jī)攝取的電視圖像信號(hào)經(jīng)由視頻電纜送到地面，通過(guò)接口，在水下電視攝像頭監(jiān)視屏上顯示。本實(shí)用新型的操作過(guò)程是1)根據(jù)用戶的要求選用合適的水下運(yùn)動(dòng)物體起吊裝置；2)根據(jù)用戶要求安裝的水下運(yùn)動(dòng)物體，確定水下運(yùn)動(dòng)物體的重心點(diǎn)，將激光接收屏通過(guò)激光接收屏固定裝置固定在該重心點(diǎn)，同時(shí)將水下攝像頭通過(guò)攝像頭固定器固定在該水下運(yùn)動(dòng)物體上，其位置在激光接收屏同一個(gè)安裝平面附近；3)根據(jù)用戶要求安裝水下運(yùn)動(dòng)物體的待安裝位置提前進(jìn)入水下安裝激光發(fā)射器；4)水下運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)起吊裝置吊入水中，由水下電視攝像頭將水下運(yùn)動(dòng)物體的水下環(huán)境畫(huà)面?zhèn)鬟f給水下電視攝像頭監(jiān)視屏，通過(guò)觀察水下電視攝像頭監(jiān)視屏的畫(huà)面控制水下運(yùn)動(dòng)物體接近待安裝處，同時(shí)觀察由激光接收屏傳輸給其電視接收視屏的畫(huà)面，操縱引導(dǎo)水下運(yùn)動(dòng)物體直至激光發(fā)射器的十字激光束 14落在激光接收屏水上電視接收視屏圖像中十字線的光斑重疊就位(如圖4所示，圖中圓點(diǎn)為激光束落在激光接收屏監(jiān)視屏上的光斑)，通過(guò)上述過(guò)程即可準(zhǔn)確對(duì)中和就位完成安裝。試驗(yàn)表明，測(cè)試激光靶對(duì)封堵試驗(yàn)門(mén)的有效對(duì)中距離可達(dá)15m，完全滿足一般水下運(yùn)動(dòng)物體的操縱和就位控制作業(yè)要求。為了便于理解，結(jié)合附圖與實(shí)施例已對(duì)本實(shí)用新型做了敘述，可以理解本實(shí)用新型有很多其他實(shí)施例，但本實(shí)用新型不限于這些圖與實(shí)施例，本實(shí)用新型包括本實(shí)用新型精神與范圍內(nèi)的所有權(quán)利要求范圍內(nèi)的修正案。
權(quán)利要求1.一種水下激光定位系統(tǒng)，主要由激光發(fā)射器(1)、激光接收屏O)、水下電視攝像頭 (3)、激光接收屏監(jiān)視屏O')、水下電視攝像頭監(jiān)視屏(3')組成，其特征是所述激光發(fā)射器(1)安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝處，所述激光接收屏(2)和水下電視攝像頭(3)安裝在水下運(yùn)動(dòng)物體上，所述激光接收屏監(jiān)視屏O')、水下電視攝像頭監(jiān)視屏(3')均安裝在水面的船體控制室內(nèi)，所述激光接收屏( 通過(guò)視頻電纜與安裝在船只上的激光接收屏監(jiān)視屏議)相連，所述水下電視攝像頭C3)通過(guò)視頻電纜與安裝在船只上的水下電視攝像頭監(jiān)視屏(3')相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下激光定位系統(tǒng)，其特征為所述激光發(fā)射器(1)由9 組激光器件(11)構(gòu)成，所述激光器件橫向5組排列，縱向以橫向中心處激光器件對(duì)稱(chēng)兩邊分別排列2組，橫縱向排列的9組激光器件橫縱向的連線共同構(gòu)成十字形，所述激光發(fā)射器發(fā)出十字激光束(14)，所述的激光發(fā)射器(1)通過(guò)固定螺栓(1 將其固定在激光發(fā)射器固定器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下激光定位系統(tǒng)，其特征為激光接收屏O)以及激光接收屏監(jiān)視屏議)上刻畫(huà)有與激光發(fā)射器(1)構(gòu)成的十字形大小對(duì)應(yīng)的十字圖像，所述十字圖像由橫向線(210)和縱向線011)以十字交叉方式構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下激光定位系統(tǒng)，其特征為相鄰的激光器件(11)等間距排列，橫縱向排列的9組激光器件交叉部分呈90°直角。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水下激光定位系統(tǒng)，主要由激光發(fā)射器、激光接收屏、水下電視攝像頭、水下電視攝像頭監(jiān)視屏、激光接收屏監(jiān)視屏組成，其特征是在水下運(yùn)動(dòng)物體待安裝位置處設(shè)置激光發(fā)射器(1)，在水下運(yùn)動(dòng)物體上安裝激光接收屏(2)和水下電視攝像頭(3)，其中激光發(fā)射器由9組激光器件(11)構(gòu)成，所述激光器件(11)橫向5組排列，縱向以橫向中心處激光器件對(duì)稱(chēng)兩邊分別排列2組，橫縱向排列的激光器件9組共同構(gòu)成十字形，在激光接收屏(2)以及激光接收屏監(jiān)視屏(2′)上顯示有與激光發(fā)射器構(gòu)成的十字形大小對(duì)應(yīng)的十字圖像。該實(shí)用新型能在15m范圍對(duì)水下運(yùn)動(dòng)物體的定位，大大提高了水下運(yùn)動(dòng)物體與待安裝處對(duì)位的精度。
文檔編號(hào)G01C15/00GK202048915SQ20112003876
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者張國(guó)光, 董建順, 陳清安 申請(qǐng)人:上海交大?？?集團(tuán))有限公司