定在閘墻上；將壓力傳感器固定在不銹鋼消波管內(nèi)，記下壓力傳感器的位置，將消波管豎直向下固定在閘墻上，確保河水在最低水位時(shí)能沒過壓力傳感器，壓力傳感器約在水深4米處，壓力傳感器實(shí)時(shí)測量河面到壓力傳感器的水深，即水面位置到壓力傳感器的位置，從而確定水面的高度位置，通過測量河面的高度，將激光掃描儀及聲納掃描的測量數(shù)據(jù)中河面反射數(shù)據(jù)濾掉，從而提取出船舶的測量數(shù)據(jù)。
[0024]所述過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)還包括CXD相機(jī)，用于拍攝船舶圖像，CXD相機(jī)采用網(wǎng)警相機(jī)，其采集的數(shù)據(jù)可直接傳送到數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，同主控計(jì)算機(jī)上傳的測量數(shù)據(jù)一起被保存、顯示。
[0025]本發(fā)明還提供了一種船舶外形測量的方法，包括
[0026]a、系統(tǒng)開機(jī)，并進(jìn)行初始化；
[0027]b、當(dāng)船舶進(jìn)入測量區(qū)域，接觸到第一個(gè)光電開關(guān)后，主控計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，各測量子系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，CCD相機(jī)對(duì)船舶外形圖像進(jìn)行抓拍；
[0028]C、當(dāng)船舶進(jìn)入斷面測量區(qū)域，激光掃描儀和聲納傳感器分別對(duì)船舶水上、水下斷面進(jìn)行掃描，并將掃描數(shù)據(jù)發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)；
[0029]d、主控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集掃描的船舶斷面數(shù)據(jù)及船舶通過最后光電開關(guān)的位移數(shù)據(jù)，并將測量數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；
[0030]e、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)對(duì)船舶各斷面數(shù)據(jù)及相應(yīng)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并合成為船舶的三維外形顯示在屏幕上，同時(shí)提取關(guān)鍵的長、寬、高數(shù)據(jù)顯示在主要參數(shù)欄。
[0031]當(dāng)過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)測得的船舶外形不準(zhǔn)確時(shí)，將CCD相機(jī)上拍攝的船舶外形圖像結(jié)合測量結(jié)果來得到進(jìn)入測量區(qū)域的船舶外形。
[0032]本發(fā)明的技術(shù)效果為:
[0033]本發(fā)明提供了一種過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)及船舶外形測量方法，通過系統(tǒng)集成對(duì)船舶外形參數(shù)進(jìn)行綜合測量，實(shí)現(xiàn)船舶外形數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集，計(jì)算船舶的長、寬、型深、吃水深度等實(shí)際尺寸，自動(dòng)生成船舶三維模型及總噸、排水量等船舶關(guān)鍵參數(shù)，可根據(jù)測量數(shù)據(jù)結(jié)合聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)準(zhǔn)確計(jì)算出過閘時(shí)應(yīng)收取的過閘費(fèi)用，自動(dòng)生成相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)監(jiān)測超深船舶的通駛，保證通航安全。通過該系統(tǒng)的實(shí)施，降低了船閘工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，監(jiān)測超深船舶，保證通航安全，便于更科學(xué)推進(jìn)船形標(biāo)準(zhǔn)化工程的進(jìn)展，并可將該測量系統(tǒng)應(yīng)用于過閘收費(fèi)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)過閘船舶的自動(dòng)收費(fèi)及閘內(nèi)船舶的合理排布，為數(shù)字化運(yùn)額提供了新的技術(shù)手段。本發(fā)明解決了長期以來依靠人工量測的方式，大大節(jié)省了人力、物力，節(jié)省了船舶測量時(shí)間，大大提高了通航效率，且同船舶過閘收費(fèi)系統(tǒng)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)船舶過閘的自動(dòng)收費(fèi)，為船舶過閘時(shí)管理部門收取船舶過閘費(fèi)提供依據(jù)，提高了船閘管理部門的工作效率以及船舶的過閘效率。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明激光掃描儀測量示意圖。
[0036]圖3為本發(fā)明激光掃描儀測量覆蓋區(qū)域示意圖。
[0037]圖4為本發(fā)明船舶長度測量子系統(tǒng)安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】:
[0039]如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供了一種過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以及與其相連的水上橫截面測量子系統(tǒng)、水下橫截面測量子系統(tǒng)、船舶長度測量子系統(tǒng)和水位測量子系統(tǒng)，所述水上橫截面測量子系統(tǒng)包括:
[0040]第一激光掃描儀3、第二激光掃描儀4，分別安裝在河道兩岸，用于掃描船舶水上部分?jǐn)嗝?，并將掃描到的船舶水上的外形?shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；
[0041 ] 所述第一激光掃描儀3和第二激光掃描儀4通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)7與主控計(jì)算機(jī)11連接，第一激光掃描儀3和第二激光掃描儀4的掃描角度至少為90度，第一激光掃描儀3的安裝高度為距水面2-4米，第二激光掃描儀4的安裝高度為距水面6-8米；激光掃描儀儀器內(nèi)的激光發(fā)射器發(fā)送激光，激光經(jīng)障礙物反射后，返回激光掃描儀，根據(jù)記錄的激光往返時(shí)間，計(jì)算出激光掃描儀和反射物之間的幾何距離，并將掃描到的船舶水上的外形數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。
[0042]所述水下橫截面測量子系統(tǒng)采用聲納掃描的測量方式，包括:
[0043]兩組聲納傳感器5，分別安裝于河道兩側(cè)水底，用于發(fā)射和接收聲納信號(hào)；
[0044]聲納控制器6，用于控制聲納傳感器5的發(fā)射和接收，并將采集到的船舶水下外形數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；
[0045]所述聲納傳感器5通過聲納控制器6經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)7與主控計(jì)算機(jī)11連接；聲納傳感器5分兩組，分別安裝在河道兩側(cè)水底，同激光掃描儀在同一平面，聲納傳感器5線纜接入聲納控制器6，由聲納控制器6控制聲納傳感器5的發(fā)射及接收，形成對(duì)船舶水下部分的測量，聲納控制器6經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)7連接至主控計(jì)算機(jī)11網(wǎng)絡(luò)接口 ；聲納傳感器5向船舶發(fā)射某一頻率的聲波信號(hào)，聲波在水中以1500m/s左右的速度傳播，當(dāng)聲波到達(dá)船舶表面時(shí)，部分聲波的能量反射回來，當(dāng)反射聲波到達(dá)聲納傳感器5表面時(shí)，聲納傳感器5將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電波信號(hào)，通過信號(hào)放大和數(shù)據(jù)處理，將信號(hào)變換成船舶到聲納傳感器5的直線距離，然后根據(jù)聲納傳感器5的指向性確定船舶某點(diǎn)的坐標(biāo)，由多個(gè)不同指向的聲納傳感器5可確定船舶的外形輪廓，從而計(jì)算出船舶的水下外形、寬度、吃水深度，聲納控制器6用于控制聲納傳感器5的發(fā)射和接收，并將采集到的船舶水下外形數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；
[0046]所述船舶長度測量子系統(tǒng)包括:
[0047]光電開關(guān)2，安裝于河道兩側(cè)的閘墻上，用于檢測船舶到達(dá)以及離開所在光電開關(guān)2位置時(shí)的時(shí)間；
[0048]PLC控制器9，用于采集光電開關(guān)2和水位測量子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并傳送至數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；
[0049]光電開關(guān)2垂直于河道，距河道水面0.3-0.9米處安裝，并通過PLC控制器9與主控計(jì)算機(jī)11連接，光電開關(guān)2為對(duì)射式光電開關(guān)，包括一個(gè)激光發(fā)射器13和一個(gè)激光接收器14，且光電開關(guān)2的數(shù)量至少為6個(gè)；光電開關(guān)2沿河道安裝在閘墻上，安裝高度一致，距水面0.5米，各光電開關(guān)2間距均分，且安置在掃描斷面之前，在掃描斷面處安裝最后一個(gè)光電開關(guān)2，光電開關(guān)2分別檢測船舶到達(dá)及離開所在光電開關(guān)2位置時(shí)的時(shí)間，由PLC控制器9記錄并通過串口傳送至數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)間，位移關(guān)系解算出船舶通過測量斷面的位移；
[0050]水位測量子系統(tǒng)包括消波裝置、固定在消波裝置內(nèi)部且放置在河底的壓力傳感器1、以及與壓力傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換器8，A/D轉(zhuǎn)換器8通過PLC控制器9與主控計(jì)算機(jī)11連接；所述消波裝置為不銹鋼消波管，消波管豎直向下固定在閘墻上；將壓力傳感器I固定在不銹鋼消波管內(nèi)，記下壓力傳感器I的位置，將消波管豎直向下固定在閘墻上，確保河水在最低水位時(shí)能沒過壓力傳感器I，壓力傳感器I約在水深4米處，壓力傳感器I實(shí)時(shí)測量河面到壓力傳感器I的水深，即水面位置到壓力傳感器I的位置，從而確定水面的高度位置，通過測量河面的高度，將激光掃描儀及聲納掃描的測量數(shù)據(jù)中河面反射數(shù)據(jù)濾掉，從而提取出船舶的測量數(shù)據(jù)；壓力傳感器I測量河水水面的變化，消波裝置用于消除河水波動(dòng)帶來的測量擾動(dòng)，A/D轉(zhuǎn)換器8將壓力傳感器I測量的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)為測量系統(tǒng)可接收的數(shù)字信號(hào)，PLC控制器9將測量信號(hào)采集分析計(jì)算，并通過PLC控制器9的串行通訊口傳遞給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，壓力傳感器I的測量精度可達(dá)毫米級(jí)，可保證系統(tǒng)要求的測量要求；
[0051]數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括主控計(jì)算機(jī)11以及與主控計(jì)算機(jī)11相連的數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)12;各測量傳感器的安裝位置及角度，要由精密測量儀器精確測量，相關(guān)參數(shù)輸入主控計(jì)算機(jī)11，主控計(jì)算機(jī)11實(shí)時(shí)采集測量數(shù)據(jù)，并將掃描的船舶斷面數(shù)據(jù)及船舶通過最后光電開關(guān)2的位移數(shù)據(jù)打包發(fā)送到數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)12 ;數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)12將船舶各斷面數(shù)據(jù)及相應(yīng)位移數(shù)據(jù)分析并合成為船舶三維外形，并顯示在屏幕上，并提取關(guān)鍵的長、寬、高數(shù)據(jù)顯示在主要參數(shù)欄；
[0052]所述過閘船舶自動(dòng)化測量系統(tǒng)還包括CCD相機(jī)10，用于拍攝船舶圖像，可對(duì)船舶外形圖像進(jìn)行抓拍；CCD相機(jī)1