[发明专利]船舶姿态显示装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶安全航行技术领域，尤其是涉及一种可以实时显示船舶姿态以确保船舶安全的船舶姿态显示装置及控制方法。

背景技术

近年来，由于我国改革开放的不断深入和对外经济交流的加强，船舶运输业作为国际贸易货物流通的主要渠道，得到了迅猛的发展。由于船舶运输业对大型船舰的需求，伴随着造船技术的不断进步，船舶大型化已经成为船舶发展的趋势。

大型船舶载重大、吃水深、尺度长、冲程大、惯性大，受海风、海浪等因素干扰较大，其干扰反应较小型船舶来的更为强烈。受海风、海浪等环境因素干扰，大型船舶的操纵性能下降，航行姿态发生变化，稳定性变差，不可避免地产生摇摆，尤其在恶劣的海况条件下，对船舶的海上作业造成很大的安全隐患。

大量的海损事故显示，大型船舶在波浪水域航行，船舶摇摆是发生事故的主要原因。

最近几年，我国发生多起大型船舶在大风浪中船沉人亡的恶性事故。发生沉船事故不仅使国家财产遭受到损失，而且，造成大量人员伤亡；另一方面，大型船舶在海面上受到大风浪影响产生各种摇荡运动，会对船上设备的使用、适居性、适航性及安全性等带来不利影响。

 为了保证大型船舶的航行安全，了解当前船舶的姿态，目前国内常用一种倾斜仪设备来显示船舶横摇姿态，而纵摇姿态则没有专门显示设备。

倾斜仪结构简单，精度较低，特别是在恶劣海况下作业时，倾斜仪无法为用户提供精准的摇摆信息，难以用于人员作业指导，甚至会让航海人员产生误判。

因此，目前迫切需要一款能够对船舶当前姿态进行快速、全面、准确的测量的姿态测量装置。

中国专利授权公开号CN202511787U，授权公开日2012年10月31日公开了一种船舶水平姿态仪，包括单片机、液晶显示器、按键、通信电平转换模块、重力加速度传感器、蜂鸣器和稳压电源模块，单片机引脚上的信号线分别与液晶显示器、按键、通信电平转换模块、重力加速度传感器、蜂鸣器相连接；稳压电源模块通过导线与单片机、液晶显示器、通信电平转换模块、重力加速度传感器、蜂鸣器相连接，并对其供电。该实用新型只用加速度传感器采集数据，具有采集的数据参数单一，显示的船舶水平姿态精度低、可靠性差的缺点。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的倾斜仪精度低，特别是在恶劣海况下作业时，倾斜仪无法为用户提供精准的摇摆信息，难以用于人员作业指导，甚至会让航海人员产生误判的不足，提供了一种可以实时显示船舶姿态以确保船舶安全的船舶姿态显示装置及控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种船舶姿态显示装置，包括数据采集终端和与数据采集终端电连接的显示终端，所述数据采集终端包括第一微处理器和分别与第一微处理器相连接的卫星定位仪、三轴地磁传感器、三轴陀螺仪和三轴加速度传感器；所述接收终端包括计算机和与计算机电连接的显示屏。

本发明的船舶姿态显示装置不仅要测量船舶横摇姿态，还要对当前船舶的纵摇、航向等船舶姿态数据进行测量，并能根据测得的姿态数据将船舶姿态直观显示出来，为船舶姿态的控制操作提供参考，保证船舶航行的安全性。

作为优选，所述数据采集终端和显示终端采用有线方式电连接。

作为优选，所述数据采集终端和显示终端采用无线方式电连接。

作为优选，三轴地磁传感器设于船体的甲板中部。

一种船舶姿态显示装置的控制方法，包括如下步骤：

（5-1）根据船舶体积，预先在计算机中构建多个三维船舶图像，每一张三维船舶图像中的船舶姿态对应一组由纵摇角及横摇角构成的查询参数；并将三维船舶图像及其所对应的查询参数存储至计算机的硬盘内；

（5-2）数据采集终端和显示终端开始工作； 

（5-3）卫星定位仪获得当前位置的定位数据信息，并将定位数据信息传输到第一微处理器内，第一微处理器将接收到的定位数据信息存储至数据采集终端的第一微处理器的第一寄存器中；

（5-4）第一微处理器接收到定位数据信息后，第一微处理器开始处理三轴地磁传感器、三轴陀螺仪和三轴加速度传感器检测的地磁场强度、角速度和线加速度的数据，得到船体的航向角、纵摇角及横摇角数据；

（5-5）第一微处理器进行真北航向角的计算，第一微处理器将船体的真北航向角、纵摇角及横摇角数据传输至显示终端，数据传输结束后，数据采集终端重新开始新一次数据采集；

（5-6）计算机根据接收到的纵摇角及横摇角数据在硬盘中查询三维船舶图像，并将三维船舶图像显示在显示屏上；