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文檔簡(jiǎn)介
1、我國(guó)內(nèi)河水運(yùn)資源豐富,內(nèi)河航運(yùn)飛速發(fā)展,有力地推動(dòng)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著內(nèi)河航運(yùn)量的不斷增大,內(nèi)河船舶超吃水違規(guī)通航的現(xiàn)象也日益增多,嚴(yán)重影響了內(nèi)河航道的通航安全和通航效率,阻礙了航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。然而,相關(guān)執(zhí)法部門仍只能采取登船檢測(cè)船舶吃水線的方式查處船舶超吃水的違規(guī)現(xiàn)象,既耗費(fèi)時(shí)間又影響了船舶的正常通航。目前尚無(wú)有效的技術(shù)手段進(jìn)行快速的離船式通航船舶吃水測(cè)量。
檢測(cè)船舶的三維吃水不僅能夠獲得船舶的最大吃水值,也可
2、以獲取船舶三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型等大量信息,是檢測(cè)船舶超載以及檢測(cè)船底形變的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。根據(jù)通航船舶三維吃水的檢測(cè)要求,研制了基于單波束超聲波傳感器陣列的通航船舶三維吃水動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng),在保證通航效率的前提下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)并行通航船舶三維吃水的快速離船式動(dòng)態(tài)檢測(cè),并對(duì)超吃水船舶進(jìn)行預(yù)警。目前系統(tǒng)已在長(zhǎng)江三峽船閘投入使用,運(yùn)行狀態(tài)良好。
檢測(cè)系統(tǒng)的超聲波傳感器陣列安裝于檢測(cè)支架上,采用檢測(cè)門同步自動(dòng)升降子系統(tǒng)將檢測(cè)支架同步、平穩(wěn)地放置于水
3、下合適的測(cè)量位置,避免影響船舶正常通航。船舶三維吃水?dāng)?shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)通過(guò)傳感器陣列獲得船舶三維吃水?dāng)?shù)據(jù),進(jìn)行異常數(shù)據(jù)剔除、多船吃水?dāng)?shù)據(jù)分割以及三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型修正處理,將數(shù)據(jù)處理后的吃水?dāng)?shù)據(jù)以三維形式顯示于計(jì)算機(jī)上,并計(jì)算出每艘被測(cè)船舶對(duì)應(yīng)的最大吃水,用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至信息綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行超吃水預(yù)警。
利用通航船舶三維吃水動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng),獲取船舶原始的三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型,其中存在較多的異常數(shù)據(jù)并且混合了多艘被測(cè)船舶的吃水?dāng)?shù)據(jù)
4、。對(duì)于原始的三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型,采用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中值濾波算法剔除“類隨機(jī)噪聲”,采用最小二乘法直線回歸預(yù)測(cè)法剔除“船舶尾流噪聲”。對(duì)于預(yù)處理后的船舶三維吃水?dāng)?shù)據(jù),本文分析了船體不同部位的吃水?dāng)?shù)據(jù)特征,并結(jié)合系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)要求,提出了基于數(shù)據(jù)特提取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)分割算法,對(duì)三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)分割,分離出并行通航船舶各自的三維吃水?dāng)?shù)據(jù)模型,并采用系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù),對(duì)整體算法進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí),本文介紹了基于OpenGL的船舶吃水?dāng)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)三維顯
5、示技術(shù),并采用系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了功能驗(yàn)證。
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的檢測(cè)精度,本文提出采用船舶三維吃水模型匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶底部形變檢測(cè)以及船舶三維吃水模型的修正。本文詳細(xì)介紹了船舶三維吃水模型匹配技術(shù)的重要組成部分,包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)建立、船底形變檢測(cè)算法以及船舶三維吃水模型修正算法,并對(duì)算法進(jìn)行了仿真測(cè)試。
最后給出了系統(tǒng)實(shí)船比對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,確定了系統(tǒng)的比對(duì)精度。結(jié)果表明,系統(tǒng)的比對(duì)精度為±0.048m,優(yōu)于設(shè)計(jì)要
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