[发明专利]一种低能耗环保疏浚施工系统及方法

权利要求书

1.一种低能耗环保疏浚施工系统，其特征在于：包括数据获取模块、数据预处理模块、三维建模模块以及仿真模拟模块；

所述数据获取模块，用于获取目标疏浚区域的地质扫描数据；

所述数据预处理模块，用于对所述地质扫描数据进行数据预处理，并将数据预处理后对应的地质扫描数据作为目标地质数据；

所述三维建模模块，用于根据所述目标地质数据，构建目标疏浚区域的三维水下模型；

所述仿真模拟模块，用于当用于疏浚目标疏浚区域的目标挖泥船进行疏浚时，获取目标挖泥船的当前位置信息，根据所述三维水下模型和目标挖泥船的当前位置信息，仿真分析得到目标挖泥船的目标施工参数，并将所述目标施工参数发送给目标挖泥船；

所述地质扫描数据包括目标疏浚区域的三维点云数据；所述数据预处理模块包括滤波单元和精简单元；

滤波单元，用于对地质扫描数据的三维点云数据进行滤波处理，并将滤波处理后对应的三维点云数据作为待精简数据；

精简单元，用于对待精简数据进行精简处理，并将精简处理后对应的三维点云数据作为目标地质数据；

所述三维建模模块包括：

曲面生成单元，用于对所述目标地质数据进行点云拼接，生成目标疏浚区域的初始曲面模型；

特征提取单元，用于对所述初始曲面模型提取特征曲线；

曲面重构单元，用于根据所述特征曲线进行曲面拟合和曲率调整，得到三维水下模型；

还包括仿真设计模块，用于对所述三维水下模型进行仿真分析，得到用于疏浚目标疏浚区域的网格化施工参数；

其中，所述对所述三维水下模型进行仿真分析包括，将三维水下模型导入仿真设计模块中，将三维水下模型中对应的目标疏浚区域划分为网格状，该网格状是根据目标疏浚区域的水平面积划分网格，以及在纵深方向进行分层，不同网格区域具有相同或不相同的挖泥层数，单个网格面积可以根据目标挖泥船单次挖泥面积确定。

2.根据权利要求1所述的低能耗环保疏浚施工系统，其特征在于：所述当前位置信息包括地理坐标信息和实际水位信息；所述仿真模拟模块包括：

坐标转换单元，用于建立目标疏浚区域的虚拟空间坐标系，将所述地理坐标信息转换成虚拟空间坐标系下的目标三维坐标；

仿真分析单元，用于将所述目标三维坐标和实际水位信息输入到所述三维水下模型，并将所述三维水下模型进行仿真计算，得出目标挖泥船所在网格号以及对应的目标施工参数，所述目标施工参数包括开挖层数、开挖深度以及超挖值。

3.一种低能耗环保疏浚施工方法，其特征在于：所述方法包括：

获取目标疏浚区域的地质扫描数据；所述地质扫描数据包括目标疏浚区域的三维点云数据；

对所述地质扫描数据进行数据预处理，并将数据预处理后对应的地质扫描数据作为目标地质数据；

其中，对所述地质扫描数据进行数据预处理，并将数据预处理后对应的地质扫描数据作为目标地质数据，包括，

对所述三维点云数据进行滤波处理，并将滤波处理后对应的三维点云数据作为待精简数据；

对所述待精简数据进行精简处理，并将精简处理后对应的三维点云数据作为目标地质数据；

根据所述目标地质数据，构建目标疏浚区域的三维水下模型；

其中，根据所述目标地质数据，构建目标疏浚区域的三维水下模型，包括，

对所述目标地质数据进行点云拼接，生成目标疏浚区域的初始曲面模型；

对所述初始曲面模型提取特征曲线；

根据所述特征曲线进行曲面拟合和曲率调整，得到三维水下模型；

构建目标疏浚区域的三维水下模型之后，对所述三维水下模型进行仿真分析，得到用于疏浚目标疏浚区域的网格化施工参数；

其中，所述对所述三维水下模型进行仿真分析包括，将三维水下模型导入仿真软件中，将三维水下模型中对应的目标疏浚区域划分为网格状，该网格状是根据目标疏浚区域的水平面积划分网格，以及在纵深方向进行分层，不同网格区域具有相同或不相同的挖泥层数，单个网格面积可以根据目标挖泥船单次挖泥面积确定；

当用于疏浚目标疏浚区域的目标挖泥船开始疏浚时，获取目标挖泥船的当前位置信息，根据所述三维水下模型和目标挖泥船的当前位置信息，仿真分析得到目标挖泥船的目标施工参数，并将所述目标施工参数发送给目标挖泥船。

4.根据权利要求3所述的低能耗环保疏浚施工方法，其特征在于：所述当前位置信息包括地理坐标信息和实际水位信息；

所述获取目标挖泥船的当前位置信息，根据所述三维水下模型和目标挖泥船的当前位置信息，仿真分析得到目标挖泥船的目标施工参数，包括：

建立目标疏浚区域的虚拟空间坐标系，将所述地理坐标信息转换成虚拟空间坐标系下的目标三维坐标；

将所述目标三维坐标和实际水位信息输入到所述三维水下模型，并将所述三维水下模型进行仿真计算，得出目标挖泥船所在网格号以及对应的目标施工参数，所述目标施工参数包括开挖层数、开挖深度以及超挖值。