[发明专利]一种用于动水槽水下三维成像的定标系统及构建方法

说明书

本发明涉及一种用于动水槽水下三维成像的定标系统，本定标系统包括激光网络装置，用于动水槽中激光网络的定标，激光网络和其空间位置皆具有可调性；还包括激光调平对准装置，其用于对激光单元所产生的光束进行水平与垂直的调平与对准。激光网络装置利用激光在水中的投射性高、衰减性小、扰动性小、光学测量精度高等特点，解决动水中测量的标定问题，大大提高了实验数据的精确性与可靠性。本发明还涉及用于动水槽水下三维成像的定标系统的构建方法，包括5个步骤。该构建方法便于实施，满足了动水槽实验的条件，适宜于在本行业推广和利用。

技术领域

本发明涉及一种用于动水槽水下三维成像的定标系统及构建方法，属于水下检测装置技术领域。

背景技术

随着海洋科技的迅猛发展，在海洋工程、渔业生产、水文、水力机械及运动科学等方面，都有越来越多的流体力学问题需要研究和解决。动水槽大多为循环水槽，是使水流动，把模型置于流动的水中测量的一种水动力试验设备，在循环水槽中，水借助于动力系统以一定的速度作循环流动，在工作段可作长时间的测试，这样便于进行速度和压力的测量。但是由于轨道以及流动水负载与压力的限制，只能将成像系统放置在槽体的底面或侧面的观察窗，该种成像方式较为局限，不能进行水中成像、水中测距、水中标度等实验，更不能在水中实现立体成像与三维网络。若在动水槽实验中，具备三维成像系统进行测距、成像与标度等功能，将大大提高实验数据的精确性与可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于动水槽的水下定标成像系统，能够进行水下成像与定标。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于动水槽水下三维成像的定标系统，包括激光网络装置和激光调平对准装置，所述激光网络装置与动水槽的行车固接，用于动水槽中激光网络的定标，激光网络和其空间位置皆具有可调性；所述激光调平对准装置用于对激光网络装置中激光单元所产生的光束进行水平与垂直的调平与对准。

进一步，所述激光网络装置包括处于同一平面内正交的水平直线导轨和垂直直线导轨、数个滑动安装在两直线导轨上的激光单元和安装在直线导轨两端的锁紧垫脚,其中一根导轨与动水槽的行车固定。所述激光网络装置的两正交导轨形成一平面网络，可随行车移动，实现激光网络装置空间位置的调整。

进一步，所述激光单元包括滑块、激光发射器、固定壳体、数个调平弹簧和数个调平螺栓，所述滑块的底部开设与直线导轨相配合的滑槽，所述调平弹簧依次排列安装在滑块的顶端，所述固定壳体安装在调平弹簧的顶部，所述调平螺栓的位置与调平弹簧相对，调平螺栓的一端固接在固定壳体的顶端，另一端穿过固定壳体和调平弹簧并连接在滑块上，所述激光发射器安装在固定壳体上。

进一步，所述直线导轨与动水槽通过锁紧垫脚相连接，所述直线导轨的底部安装有限位螺栓，用于激光单元在直线导轨上的定位，激光单元可以根据限位螺栓孔间的距离调整其单位距离，实现激光网络的可调性。

进一步，所述调平螺栓与调平弹簧的数量均为4个。

进一步，所述激光网络装置中位于水平向的直线导轨的两端均设置有水平仪，用于两个正交直线导轨安装位置的校准。

进一步，所述激光调平对准装置为铅垂线校准。校准时垂直导轨的激光单元打在铅垂线上并在线上产形成一条发光直线，调整使水平导轨的激光单元与垂直导轨激光单元的光路交点在一条直线上。

本发明还公开了上述定标系统的构建方法，包括以下步骤：

S1、根据不同动水槽的使用环境以及试验场地的要求，在定制好的直线导轨101上依次排列安装数个激光单元；

S2、在直线导轨的两端安装锁紧垫脚；

S3、通过锁紧垫脚将直线导轨与动水槽连接起来；

S4、在直线导轨的底部安装限位螺栓，对激光单元进行固定和定位。