[发明专利]一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统

权利要求书

1.一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，包括雷达测距仪终端和上位机，所述雷达测距仪终端包括云台、惯性传感器、雷达测距传感器、单片机、无线信号模块和驱动装置，所述驱动装置进行供电，所述惯性传感器和雷达测距传感器均固定安装在所述云台上，所述惯性传感器和雷达测距传感器分别传输姿态数据和测距数据到单片机，单片机通过姿态数据反馈指令控制云台的镜头转向装置进行修正调平云台，雷达测距仪终端的数据通过无线信号模块与无线自组织网络上传给上位机，上位机用于接收雷达测距终端的数据并进行数据整合和处理得到吃水结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述雷达传感器终端设置有6个，且分别用于安装在船舶的吃水测量标线的船艏、船中和船尾的相对的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述雷达测距仪终端外侧从安装有防水罩。

4.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述驱动装置为电池。

5.根据权利要求4所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述电池为太阳能电池或可充电电池。

6.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述雷达测距仪终端通过磁铁与船舶连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：吃水测量终端初始化；

S2：系统自检测，检测各板块运作是否存在故障，若存在故障，则进行修复系统或报警；若不存在故障，则进行下一步；

S3：通过惯性传感器测量云台姿态，根据云台姿态数据发送控制指令调平云台，通过雷达液位计到水线面的距离，根据船舶型值表推算船舶吃水；将船舶吃水与云台姿态发送至上位机；

S4：确认上位机是否接收结束指令，如果否结束测量，则回到步骤S3继续测量，如果是结束测量，则结束测量吃水。

8.根据权利要求1所述的一种基于惯性传感技术的高精度船舶吃水实时测量系统，其特征在于，所述惯性传感器包括加速度传感器和角速度传感器以及惯性测量单元和磁传感器姿态参考系统；

惯性传感器在使用时：

旋转Z轴：

旋转前坐标(X₀,Y₀,Z₀)，旋转后坐标(X₁,Y₁,Z₁)

计算矩阵：

其中，

旋转Y轴：

旋转前坐标(X₁,Y₁,Z₁)，旋转后坐标(X₂,Y₂,Z₂)

计算矩阵：

其中，

旋转X轴：

旋转前坐标(X₂,Y₂,Z₂)，旋转后坐标(X₃,Y₃,Z₃)

计算矩阵：

其中，