船舶吃水自动测量系统及自动测量方法

摘要

本发明涉及一种船舶吃水自动测量系统及自动测量方法，该自动测量系统包括船舶来到监测端、水下探测端、下位采集端、上位处理端、远程监控模块以及报警拍照模块。本发明的船舶吃水自动测量系统，通过将声纳设备置于水底，探头向水面方向发送声波，扫描船底成像，再通过图像处理找最深点、龙骨线，判断船舶姿态，以此多方面保证测量精度，提高超限报警的正确率；可以布置在桥墩、河底、船闸、浮标等处；具有小型化，测量精度高，实时性好，易操作，设备易回收等特点；可以广泛应用于河道的吃水监测。

主权项

一种船舶吃水自动测量系统，其特征在于，包括：船舶来到监测端、水下探测端、下位采集端、上位处理端、远程监控模块以及报警拍照模块；所述船舶来到监测端，由红外线探测器或雷达探测器构成，安装在航道检测区的上游，用于监测是否有船舶将驶入检测区；所述水下探测端包括：扫描声纳，用于扫描水面和水下船体部分，并以固定的声纳数据包格式返回声纳扫描数据；水温/水深传感器，用于测量声纳扫描时的水温及声纳距离水面的深度；水平姿态仪，由三轴加速度传感器或陀螺仪构成，用于检测并调整水下云台基准面的水平度；水下云台，用于安装固定扫描声纳、水温/水深传感器和水平姿态仪；所述下位采集端，用于采集水下探测端发来的各种类型的数据，解析后统一转换成网络数据，以供上位处理端随时通过网络获取水下探测端的数据信息，所述下位采集端包括：声纳串口数据采集转换模块，用于采集声纳串口发来的数据，解析声纳数据包，转换成网络数据包；也用于将网络数据包转换成声纳串口数据包；水温/水深模拟量采集转换模块，用于采集水温/水深模拟量，并转换成Modbus TCP网络数据包；船舶来到开关量输入采集转换模块，用于采集船舶来到监测模块发送来的数字量，并转换成Modbus TCP网络数据包；开关量输出转换模块，用于采集开关控制网络数据包信息，转换成开关控制数字量信息，进而控制声纳设备/报警器电源的开关；所述上位处理端，包括：输入管理模块，用于为了适应不同监测河道的实际情况的要求，对上位处理端进行的基本参数配置；声纳数据解析模块，用于从下位采集端获取声纳网络数据包，转换成声纳数据包，并从声纳数据包中解析出扫描角度，声纳扫描距离，声纳扫描参数声纳扫描信息；声纳工作参数配置模块，用于根据当前航道的数据信息自动调整声纳设备自身的参数配置；降噪滤波模块，用于消除水中干扰物、噪声带来的声纳数据粗差；吃水解算模块，用于对声纳扫描数据进行处理，得出扫描角度的吃水深度；声速矫正模块，用于实时矫正声音在水中的传播速度；枯水检测模块，用于当航道检测区水深低于枯水线深度，断电保护水下设备；显示模块，用于动态显示声纳设备扫描船底的图像与声纳扫描基本参数；电源开关控制模块，用于对声纳数据的处理，得出控制声纳设备、报警器的电源开关的数据包信息，并转换成网络数据包，发送给下位采集端；通信管理模块，用于管理声纳设备与下位采集端之间的通信，上位处理端与下位采集端和远程监控模块之间的通信；证据浏览模块，用于对报警船舶进行证据信息浏览查看；自检模块，用于对声纳设备自身工作状况的检测，上位处理端与下位采集端的通信状态的检测，水温/水深传感器自身工作状态的检测，水下云台基准面水平度的检测；所述远程监控模块，用于接收上位处理端发送的船舶吃水数据包，远程对航道船舶进行吃水监测；所述报警拍照模块，安装在航道检测区下游，用于判断船舶实际吃水深度是否超过警戒线吃水深度，假如超过，进行报警和拍照。