[发明专利]一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法及装置

权利要求书

1.一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法，其特征在于，

S1：建立激光接收单元的二维坐标系和船模(6)相对于大地的大地坐标系；

S2：测量激光接收单元的二维坐标系坐标原点与船模(6)吃水线之间的距离为H₀；

S3：使船模(6)沿预设航线在航道模型(5)内航行，激光发射单元发射激光依次扫过激光接收单元上的一组像元，激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后得到这一组像元到激光接收单元的二维坐标系坐标原点的竖直距离L；

S4：激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后，得到在某一时刻激光接收单元上的坐标读数对应的绝对高程Z，以及激光接收单元所处位置的航道模型(5)设计底高程Z_航道底；

S5：上位机接收激光接收单元的二维坐标系坐标原点与船模(6)吃水线之间的距离H₀、激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后得到这一组像元到激光接收单元的二维坐标系坐标原点的竖直距离L、激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后得到的在某一时刻激光接收单元上的坐标读数对应的绝对高程Z和在上述时刻激光接收单元所处位置的航道模型设计底高程Z_航道底的数据信息并对船模下沉量进行计算。

2.根据权利要求1所述的一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法，其特征在于，船模下沉量的计算公式为H_下沉= H_航深-（Z-H_0*COSα - L _*COSα- Z_航道底），其中α为船模(6)在航行过程中在航道模型(5)内的倾角，H_下沉为船模的下沉量。

3.根据权利要求1所述的一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法，其特征在于，所述激光发射单元包括激光发射器A(1)和激光发射器B(2)，所述激光发射器A(1)和所述激光发射器B(2)分别固定于不同高度并且激光发射器A(1)与激光发射器B(2)发出的面激光不交叉。

4.根据权利要求2所述的一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法，其特征在于，所述船模(6)在航道模型(5)内的倾角α的计算公式为α=arccos(Z₁- Z₂)/( L_A-L_B)，其中L_A和L_B分别为激光发射器A(1)和激光发射器B(2)发出激光信号后，激光接收单元所显示的激光信号与激光接收单元的二维坐标系坐标原点之间的距离，Z₁和Z₂分别为激光发射器A(1)和激光发射器B(2)相对大地坐标系的高度值。

5.一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量装置，其特征在于，应用权利要求1-4任意一项所述的一种无接触自动跟踪式船模航行下沉量测量方法，包括船模(6)，所述船模(6)外部设置有吃水线；

航道模型(5)，所述船模(6)沿航道模型(5)航行；

视觉定位设备，用于确定船模(6)的位置，所述视觉定位设备固定于航道模型(5)上方；

激光发射单元，用于发射激光信号，所述激光发射单元至少包括两个激光发射器并且分别固定于所述航道模型(5)的不同位置和不同高度，两个激光发射器发出的面激光不交叉；

激光接收单元，固定于船模(6)上，用于接收激光信号并且将测量得到激光接收单元上的各像元的竖直距离L发送给上位机；

上位机，用于接收激光接收单元的二维坐标系坐标原点与船模(6)吃水线之间的距离H₀、激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后得到这一组像元到激光接收单元的二维坐标系坐标原点的竖直距离L、激光接收单元接收到激光发射单元的激光信号后得到的在某一时刻激光接收单元上的坐标读数对应的绝对高程Z和在上述时刻激光接收单元所处位置的航道模型(5)设计底高程Z_航道底的数据信息并对船模下沉量H_下沉进行计算。