[发明专利]一种船舶吃水自动检测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种船舶吃水自动检测系统及其方法，包括激光检测系统、图像检测系统和融合分析系统，激光检测系统和图像检测系统均与融合分析系统连接，激光检测系统包括激光传感器、角度传感器、以及A/D转化电路，图像检测系统包括CCD摄像机、图像数据压缩模块、以及图像截取模块，融合分析系统包括获取模块、预处理模块、分析模块、通讯模块和预警模块，本发明利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

技术领域

本发明涉及船舶检测技术领域，特别是一种船舶吃水自动检测系统及其方法。

背景技术

目前，船舶超吃水航行的检测方法大致分为水下声呐测量法、超声波阵列检测法、图像分析法和激光检测法；其中激光具有方向性好、相干性好的特点，被越来越多的应用于精准的距离测量领域。通过在船舶上安装多点激光检测装置，或是手持激光检测装置进行多处的吃水深度测量，可以实现船舶吃水深度的精准测量。

然而现有的船舶在航行过程中一般都会受到海风和波浪的影响而摇摆，以及船舶在航行过程中会与海水碰撞出水花，如果风浪较大的话，水花也会比较大，这时候船舶的吃水深度就不好测量，容易受到水花等因素的影响。因此，为了得到较为理想的测量效果，现有的激光检测方法往往采用在船舶两侧沿船首、船中、船尾甲板上均匀布置多个测量点，测量船舶左右多个吃水深度数据。最后在控制系统中对数据进行分析处理，求得平均值作为最终的测量结果。以及现有的图像分析法，通过摄像设备对船体外侧的至少六个吃水线进行取像，并进行技术识别和相应计算获取船舶的吃水量。这种传统的激光或图像分析检测吃水方法存在误差大、检测传感设备多和智能化程度一般的缺点，为此我们提出一种利用图像数据分析和激光斜射融合的船舶吃水自动检测系统及其方法。

发明内容

鉴于上述现有的船舶超吃水航行的检测中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供一种船舶吃水自动检测系统及其方法，其利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，与标准的水尺刻度的距离进行比较，进而得到图像数据分析的吃水检测数据，再将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面提出一种船舶吃水自动检测系统，包括激光检测系统、图像检测系统和融合分析系统，所述激光检测系统和图像检测系统均与所述融合分析系统连接，所述激光检测系统包括用于激光斜射测量距离值的激光传感器、用于检测所述激光传感器倾斜角度值的角度传感器、以及用于转化所述激光传感器的模拟信号的A/D转化电路，所述图像检测系统包括用于获取图像数据的CCD摄像机、用于压缩处理所述CCD摄像机图像数据的图像数据压缩模块、以及用于截取所述图像数据压缩模块中预选区域图像数据的图像截取模块；

所述融合分析系统，包括获取模块、预处理模块、分析模块、通讯模块和预警模块，且所述融合分析系统与上位机连接；所述获取模块用于获取经A/D转化电路转化后的数字信号，和经图像截取模块截取后的两个区域图像信息，两个区域图像信息包括第一区域图像和第二区域图像；所述分析模块基于所述获取模块获取的数据，进行船舶吃水的分析，分析模块包括：

第一计算单元，用于基于激光检测系统的激光斜射至第一区域图像后的计算，输出第一吃水距离值；第二计算单元，用于基于平面投影方法对第二区域图像的计算，输出第二吃水距离值；第三计算单元，用于基于皮尔森相关系数计算方法，计算所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数；比对单元，用于预设所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数的阈值，并根据所述阈值对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果；校准单元，用于对不满足比对单元的比对结果时，对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的校准。