[发明专利]船模水面位置实时监测实验的光学测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种船模水面位置实时监测实验的光学测试系统及方法，所述光学测试系统包括船模，所述船模的甲板中央安置有一用于调节水平的底座，所述底座上通过固定基座安置有第一激光测距仪至第三激光测距仪，其中，所述第一激光测距仪沿船模纵向，且垂直于船模中横剖面，所述第二激光测距仪沿船模横向，且垂直船模中纵剖面，所述第三激光测距仪分别与第一激光测距仪和第二激光测距仪成夹角为135°；所述第一激光测距仪至第三激光测距仪通过数据传输线分别连通至电源和用于数据采集和处理的计算机；所述固定基座上还安置有水平仪。本发明的系统简单，具有安装快捷、测量方便，精度高、稳定性好、不受外界干扰的优点。

技术领域

本发明属于船舶模型及实船水面实验技术领域，涉及一种船模水面实验，具体涉及实验过程中船模实时坐标位置测量和航行首相角测量的一种光学测试系统及方法。

背景技术

船舶在操纵运动试验中，船模(实船)在航行区域内所处位置的监测对船舶的实时操纵，航迹、航向的改变等有着重大作用。在以往的操纵性试验中，多数采用GPS卫星定位系统对其定位,并能授时，测算船舶航向、航速、风流压差，从而进行导航。

GPS卫星定位系统：整个系统由24颗卫星、船站、岸站组成。虽然GPS技术不断革新，但是仍存在一些缺陷：

1.在室内使用信号弱，因此在水池实验室(非露天)内做实验受到限制；

2.现代城市发展迅猛，GPS中的地图数据库更新滞后，一些地形的变化导致测量误差，因此对室外试验环境要求也较高。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术存在的问题和缺陷，提供一种船模水面位置实时监测实验的光学测试系统及方法。

本发明可测量船模在实验水池中运动的实时位置及航行艏向角。具有体积小，安装方便，简单实用，测量精度高，受外界磁场和温度变化干扰小，能够在室内或室外水池中高精度地进行船模操纵运动试验测试等优点，可实现船模水面试验的系统化。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种船模水面位置实时监测实验的光学测试系统，包括船模1，所述船模1的甲板中央安置有一用于调节水平的底座2，所述底座2上通过固定基座9安置有第一激光测距仪4-1至第三激光测距仪4-3，其中，所述第一激光测距仪4-1沿船模纵向，且垂直于船模中横剖面，所述第二激光测距仪4-2沿船模横向，且垂直船模中纵剖面，所述第三激光测距仪4-3分别与第一激光测距仪4-1和第二激光测距仪4-2成夹角为135°；所述第一激光测距仪4-1至第三激光测距仪4-3通过数据传输线5分别连通至电源6和用于数据采集和处理的计算机7；所述固定基座9通过螺栓8安装在可调底座2上，可调底座2上还安置有水平仪10。

进一步优选，所述底座2为设有4个螺栓孔的方形板状体。

进一步优选，所述底座2与所述船模1的连接采用可调螺栓3连接。

进一步优选，所述第一激光测距仪4-1至第三激光测距仪4-3均是波长为635.2μm的二级安全激光，量程为70m、测量精度为1mm、测量间隔为0.1s的激光测距仪。

进一步优选，所述计算机7内置有基于VisualBasic语言编制的数据处理程序。

进一步优选，所述电源6为12V蓄电池。

一种船模水面位置实时监测实验的光学测试系统的测试方法，包括如下步骤：

步骤1、将安置有船模水面位置实时监测实验的光学测试系统的船模1放置到长为L、宽为B的水池中，调整所述底座2的水平度；

步骤2、开启电源6和计算机7；