【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水運工程領域，涉及砂船艙容測量技術，具體是基于激光掃描的砂船艙容測量方法及系統。
技術介紹
1、砂料一般通過水上運輸的方式送達施工現場，由于砂料是重貨，比重大、容積小，運砂船方量計量準確與否十分重要，傳統的人工方量測量方式，成本高、精度低、誤差大、效率低；通過采用三維激光掃描技術，在精度、效率、安全性等各方面優勢均很明顯。
2、現有技術通常采用三維激光掃描技術進行砂船艙容量測量，使用三維激光掃描儀對空艙和滿艙進行掃描，形成船艙點云數據，通過確定基準平面進行計算，可以得出船艙內部和滿艙堆體的體積，這種方法適用于船艙內部不規則的情況，能夠提供高精度的測量結果；但是現有技術無法為不同的砂料類型分配合適的點云數據剔除方式以及轉換時的裝載系數，導致數據采集精準性與容量測量輸出結果的精確性均不能夠得到保障。
3、針對上述技術問題，本申請提出一種解決方案。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供基于激光掃描的砂船艙容測量方法及系統，用于解決現有技術無法為不同的砂料類型分配合適的點云數據剔除方式以及轉換時的裝載系數的問題；
2、本專利技術需要解決的技術問題為：如何提供一種可以為不同的砂料類型分配合適的點云數據剔除方式以及轉換時的裝載系數的基于激光掃描的砂船艙容測量方法及系統。
3、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
4、基于激光掃描的砂船艙容測量系統，包括數據采集模塊、數據檢查模塊、數據處理模塊以及數據庫，所述數
5、所述數據采集模塊用于對砂船艙進行容量數據采集并得到滿艙數據與空艙數據，在滿艙數據與空艙數據采集完成后分別生成滿艙檢查信號與空艙檢查信號并發送至數據檢查模塊；
6、所述數據檢查模塊用于對滿艙數據與空艙數據進行有效性檢查：根據砂料類型從數據庫中調取對應的優先方式對滿艙數據與空艙數據中的不合格數據進行剔除；對剔除的不合格數據進行重新測量之后生成滿艙應用數據與空艙應用數據；將滿艙應用數據與空艙應用數據發送至數據處理模塊；
7、所述數據處理模塊用于通過lidar360軟件對滿艙應用數據與空艙應用數據進行處理得到測量體積數據，根據砂料類型從數據庫中調取對應的優先系數，將測量體積數據與優先系數的乘積標記為容量輸出數據，將容量輸出數據發送至管理人員的手機終端。
8、進一步地，滿艙數據的采集過程包括：對運砂船的運送砂料類型進行標記，待運砂船進場拋錨停穩后，測量人員在船舶船艙的船頭、船尾的左側與右側放置定位球，并對定位球的位置進行標記，待定位球放置好后，三維激光掃描儀開始采集數據，測量人員站立在船艙外邊緣的船舷處，圍繞船艙一周進行滿艙數據的采集。
9、進一步地，空艙數據的采集過程包括：滿艙測量完畢后，生成滿艙檢查信號并將滿艙檢查信號發送至數據檢查模塊，在確保點云數據齊全、準確后，現場工程管理人員通知砂船進行砂料卸載，砂料卸載完畢后進行空艙測量并得到空艙數據，空艙測量的方法與滿艙一致且定位球放置位置與滿艙測量時相同，保持起算面的統一；然后生成空艙檢查信號并將空艙檢查信號發送至數據檢查模塊。
10、進一步地，還包括剔除測試模塊、轉換測試模塊，所述剔除測試模塊、轉換測試模塊均與數據庫通信連接；
11、所述剔除測試模塊用于對砂料類型對應的優先方式進行測試分析：生成l1個測試數據組，測試數據組中包含砂料類型、測量體積數據與校驗體積數據，測量體積數據進行不合格數據剔除的剔除方式為隨機選取，剔除方式包括無效值剔除、統計方法剔除以及半徑濾波方法剔除，將測試數據組中的測量體積數據與校驗體積數據差值的絕對值標記為測試數據組的偏差分析值；根據偏差分析值獲取砂料類型的無效偏差系數、統計偏差系數以及半徑偏差系數；將無效偏差系數、統計偏差系數以及半徑偏差系數中的最小數值對應的數據組與剔除方式分別標記為砂料類型的優先數據組與優先方式；將所有砂料類型的優先方式發送至數據庫中進行存儲。
12、進一步地，校驗體積數據的獲取過程包括：在滿艙時對運砂船進行稱重得到滿載重量值，在空艙時對運砂船進行稱重得到空載重量值，將滿載重量值與空載重量值的差值標記為運載重量值，將運載重量值與砂料類型的密度的比值標記為校驗體積數據。
13、進一步地，砂料類型的無效偏差系數、統計偏差系數以及半徑偏差系數的獲取過程包括：將同一砂料類型對應的測試數據組標記為砂料類型的匹配數據組，將砂料類型對應采用無效值剔除、統計方法剔除以及半徑濾波方法剔除進行不合格數據剔除的匹配數據組分別標記為無效數據組、統計數據組以及半徑數據組；對砂料類型對應所有無效數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到無效偏差系數，對砂料類型對應所有統計數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到統計偏差系數，對砂料類型對應所有半徑數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到半徑偏差系數。
14、進一步地，所述轉換測試模塊用于對砂料類型對應的優先系數進行測試分析：從裝載系數的取值范圍中隨機選取若干個數值并標記為裝載測試值，將優先數據組中的測量體積數據與裝載測試值的乘積標記為轉換體積數據，將轉換體積數據與校驗體積數據差值的絕對值標記為轉換分析值，對同一裝載測試值對應所有優先數據組的轉換分析值進行求和取平均值得到轉換平均數據zp，對同一裝載測試值對應所有優先數據組的轉換分析值進行轉換穩定數據zw；對轉換平均數據zp與轉換穩定數據zw進行數值計算得到轉換評估系數zh；將轉換評估系數zh數值最小的裝載測試值標記為砂料類型的優先系數；將所有砂料類型的優先系數發送至數據庫中進行存儲。
15、基于激光掃描的砂船艙容測量方法，包括以下步驟：
16、步驟一：對砂船艙進行容量數據采集并得到滿艙數據與空艙數據；
17、步驟二：對滿艙數據與空艙數據進行有效性檢查并生成滿艙應用數據與空艙應用數據；
18、步驟三：通過lidar360軟件對滿艙應用數據與空艙應用數據進行處理得到測量體積數據，根據砂料類型從數據庫中調取對應的優先系數，將測量體積數據與優先系數的乘積標記為容量輸出數據。
19、本專利技術具備下述有益效果：
20、1、通過引入三維激光掃描儀作為數字化檢驗設備，對砂料的進場方量進行快速檢驗，得出客觀、精確的量方結果，避免收砂過程中由于人為主觀因素引起的爭議，可快速確認船載砂量；
21、2、通過剔除測試模塊可以對砂料類型對應的優先方式進行測試分析，對l1組測試數據組進行偏差分析值統計與處理得到優先數據組與優先方式，采用優先方式進行滿艙數據與空艙數據進行不合格數據剔除時可以提高數據篩查精確性，保證采集數據的有效性；
22、3、通過轉換測試模塊可以對砂料類型對應的優先系數進行測試分析，將轉換體積數據與校驗體積數據進行比對之后生成裝載測試值的轉換評估系數，根據轉換評估系數對優先系數進行篩選，進而在處理砂料本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據檢查模塊、數據處理模塊以及數據庫，所述數據采集模塊、數據檢查模塊、數據處理模塊以及數據庫依次通信連接，且數據檢查模塊還與數據庫通信連接；
2.根據權利要求1所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，滿艙數據的采集過程包括：對運砂船的運送砂料類型進行標記，待運砂船進場拋錨停穩后，測量人員在船舶船艙的船頭、船尾的左側與右側放置定位球，并對定位球的位置進行標記，待定位球放置好后，三維激光掃描儀開始采集數據，測量人員站立在船艙外邊緣的船舷處，圍繞船艙一周進行滿艙數據的采集。
3.根據權利要求2所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，空艙數據的采集過程包括：滿艙測量完畢后，生成滿艙檢查信號并將滿艙檢查信號發送至數據檢查模塊，在確保點云數據齊全、準確后，現場工程管理人員通知砂船進行砂料卸載，砂料卸載完畢后進行空艙測量并得到空艙數據，空艙測量的方法與滿艙一致且定位球放置位置與滿艙測量時相同，保持起算面的統一；然后生成空艙檢查信號并將空艙檢查信號發送至數據檢查模塊。
4.根
5.根據權利要求4所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，校驗體積數據的獲取過程包括：在滿艙時對運砂船進行稱重得到滿載重量值，在空艙時對運砂船進行稱重得到空載重量值，將滿載重量值與空載重量值的差值標記為運載重量值，將運載重量值與砂料類型的密度的比值標記為校驗體積數據。
6.根據權利要求5所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，砂料類型的無效偏差系數、統計偏差系數以及半徑偏差系數的獲取過程包括：將同一砂料類型對應的測試數據組標記為砂料類型的匹配數據組，將砂料類型對應采用無效值剔除、統計方法剔除以及半徑濾波方法剔除進行不合格數據剔除的匹配數據組分別標記為無效數據組、統計數據組以及半徑數據組；對砂料類型對應所有無效數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到無效偏差系數，對砂料類型對應所有統計數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到統計偏差系數，對砂料類型對應所有半徑數據組的偏差分析值進行求和取平均值得到半徑偏差系數。
7.根據權利要求6所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，所述轉換測試模塊用于對砂料類型對應的優先系數進行測試分析：從裝載系數的取值范圍中隨機選取若干個數值并標記為裝載測試值，將優先數據組中的測量體積數據與裝載測試值的乘積標記為轉換體積數據，將轉換體積數據與校驗體積數據差值的絕對值標記為轉換分析值，對同一裝載測試值對應所有優先數據組的轉換分析值進行求和取平均值得到轉換平均數據ZP，對同一裝載測試值對應所有優先數據組的轉換分析值進行轉換穩定數據ZW；對轉換平均數據ZP與轉換穩定數據ZW進行數值計算得到轉換評估系數ZH；將轉換評估系數ZH數值最小的裝載測試值標記為砂料類型的優先系數；將所有砂料類型的優先系數發送至數據庫中進行存儲。
8.基于激光掃描的砂船艙容測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據檢查模塊、數據處理模塊以及數據庫，所述數據采集模塊、數據檢查模塊、數據處理模塊以及數據庫依次通信連接，且數據檢查模塊還與數據庫通信連接；
2.根據權利要求1所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，滿艙數據的采集過程包括：對運砂船的運送砂料類型進行標記，待運砂船進場拋錨停穩后，測量人員在船舶船艙的船頭、船尾的左側與右側放置定位球，并對定位球的位置進行標記，待定位球放置好后，三維激光掃描儀開始采集數據，測量人員站立在船艙外邊緣的船舷處，圍繞船艙一周進行滿艙數據的采集。
3.根據權利要求2所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，空艙數據的采集過程包括：滿艙測量完畢后，生成滿艙檢查信號并將滿艙檢查信號發送至數據檢查模塊，在確保點云數據齊全、準確后，現場工程管理人員通知砂船進行砂料卸載，砂料卸載完畢后進行空艙測量并得到空艙數據，空艙測量的方法與滿艙一致且定位球放置位置與滿艙測量時相同，保持起算面的統一；然后生成空艙檢查信號并將空艙檢查信號發送至數據檢查模塊。
4.根據權利要求3所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，還包括剔除測試模塊、轉換測試模塊，所述剔除測試模塊、轉換測試模塊均與數據庫通信連接；
5.根據權利要求4所述的基于激光掃描的砂船艙容測量系統，其特征在于，校驗體積數據的獲取過程包括：在滿艙時對運砂船進行稱重得到滿載重量值，在空艙時對運砂船進行稱重得到空載重量值，將滿載重量值與空載重量值的差值標記為運...
【專利技術屬性】
技術研發人員：彭雙林，鄭洪文，黃順深，冀登輝，樊軍，陳松波，文濤，楊梟，黎健斌，劉百仲，曹忠良，
申請(專利權)人：中交廣州航道局有限公司，
類型：發明
國別省市：
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