一种水下拖曳作业宽度自动监测系统

摘要

本发明提供了一种水下拖曳作业宽度自动监测系统由2个部分组成，分别是操控台和光电测量装置。操控台安装在监控室，为人工操控及显示设备，由通用计算机系统构成，用于操作人员遥控操纵光电测量装置和作业宽度自动计算。光电测量装置安装在无人遥控艇桅杆高处、测量方向上无遮挡的位置，由第一壳体、可见光摄像机、红外摄像机、激光测距仪、转动平台构成，能够实现对水面指示浮体的实时拍摄、目标轨迹监视。操控台与光电测量装置之间的通信由无线电台实现。本系统可在电磁干扰或灯光管制的情况下完成全天候测量，具有抗干扰能力强，被动探测和数据精确度高的特点。

主权项

一种水下拖曳作业宽度自动监测系统，用于在监控室内利用水上的无人遥控艇进行水面指示浮体的监测，其特征在于，该系统包括操控台和光电测量装置，其中操控台位于监控室内，光电测量装置位于无人遥控艇的桅杆上，操控台和光电测量装置之间通过无线电台进行通信；所述操控台为通用计算机；所述光电测量装置包括第一壳体(1)、可见光摄像机(2)、红外摄像机(3)、激光测距仪(4)、视频控制器(5)、转动平台(6)以及连接轴(7)；所述第一壳体(1)为一个封密的长方体空壳，在第一壳体(1)的一个侧面、沿其长度方向的中轴上分布有3个透光视窗，将所述可见光摄像机(2)、红外摄像机(3)和激光测距仪(4)置于第一壳体(1)内部，并分别位于所述3个透光视窗对应位置处，视频控制器(5)置于第一壳体(1)内部；所述连接轴(7)一端固连在第一壳体(1)上，另一端固连在转动平台(6)的第二壳体(12)上，连接轴(7)的轴线处于3个透光视窗所在直线的延长线上，且与转动平台的平面垂直；所述视频控制器(5)分别与可见光摄像机(2)、红外摄像机(3)以及激光测距仪(4)相连，同时视频控制器(5)与无人遥控艇端的无线电台保持电气连接，视频控制器接收可见光摄像机(2)、红外摄像机(3)发送的视频信号，接收激光测距仪(4)发送的距离信号，将上述信号转换为网络格式；利用无人遥控艇端的无线电台将网络格式的视频图像和距离信息发送给操控台；所述转动平台(6)固定安装在无人遥控艇端的桅杆上，所述转动平台(6)由第二壳体(12)、联轴器(8)、直流电机(9)、转动控制器(10)以及角度传感器(11)组成；所述第二壳体为长方体空壳(12)，联轴器(8)、直流电机(9)、转动控制器(10)以及角度传感器(11)均位于第二壳体(12)内部；所述联轴器(8)用于连接直流电机(9)的输出轴与所述连接轴(7)；所述直流电机(9)在转动控制器的控制下实现角度调节；所述转动控制器(10)与无人遥控艇端 的无线电台连接，接收来自操控台的转动指令，驱动直流电机(9)旋转；所述角度传感器(11)用于在直流电机(9)旋转过程中实时地测量光电测量装置当前角度，并将角度测量值发送给转动控制器(10)，转动控制器(10)再将该角度值通过无线电台发送到操控台；所述操控台通过监控室端的无线电台发出转动命令，控制转动平台转动连接轴，从而带动第一壳体(1)旋转，实现对可见光摄像机(2)和红外摄像机(3)照射范围的调整，对水面上指示浮体的进行搜索；操控台通过监控室端的无线电台接收视频图像，当在该视频图像中搜索到一个指示浮体时，操控台通过监控室端的无线电台发出停止命令，转动平台停止，角度传感器输出当前的角度测量值α，同时激光测距仪测量无人遥控艇距离当前指示浮体的距离b，α与b均发送至操控台；操控台继续通过监控室端的无线电台发出转动命令，并接收视频图像，当在该视频图像中搜索到另外一个指示浮体时，操控台通过监控室端的无线电台发出停止命令，转动平台停止，角度传感器输出当前的角度测量值β，同时激光测距仪测量无人遥控艇距离当前指示浮体的距离c，β与c均发送至操控台；操控台依据两指示浮体的两组数据α与b、β与c计算获得两指示浮体之间的宽度a：a²＝b²+c²‑2bccos(β‑α)。