一种护面块体可视化测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种护面块体可视化测量系统及方法，涉及护面块体测量技术领域，包括用于测量水下区域的声呐测量机构、用于测量水上区域的无人机及数据处理单元；声呐测量机构，声呐测量机构用于沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图；无人机用于沿防波堤方向拍摄最低潮时水上坡面的护面块体测量验收图；数据处理单元用于结合水下坡面的护面块体测量验收图及水下坡面的护面块体测量验收图获取水位变动区测量验收图；有效解决了护面块体各区段的测量方法，为类似施工提供参考，克服了水下成像难或需要潜水员协助的缺点，从而降低对海况的要求，并在效率的提高、成本控制、安全控制、时效性控制等方面效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种护面块体可视化测量系统及方法
本专利技术涉及护面块体测量
，尤其涉及一种护面块体可视化测量系统及方法。
技术介绍
ACCROPODETMⅡ人工护面块体结构是法国CLI公司专利产品，经过多年的对形体结构优化、块体连锁安装研究和优化，相同的抗浪能力条件下可以节约较多的混凝土投入，结构上具有较好的经济性，因而在世界范围得到广泛的应用。ACCROPODETMⅡ人工护面块块水下连锁安装需要按照CLI公司的相关要求执行，并且有可视的图片验收记录。安装后的验收测量要求能够使用影像的形式检测块体本身的姿态和块体之间的连锁状态。当前世界上比较主流的水下部分测量是声呐扫描，在水质清晰的情况下也可以用水下相机拍照完成。水上部分可以通过光学照相机拍照验收。某新集装箱码头扩建工程所处几内亚湾，该区域潮差小，波浪周期较大，大潮期波高较大。在护面块体验收测量的水位变动区因为波浪破碎及海中微生物干扰，声波及光学成像均较为困难，又因潮差小，利用潮差的机会和范围有限，测量难度较大。目前护面块体比较常用的校核量测方法有声呐扫描测量、光学相机图像采集等。根据块体所在环境的不同，量测一般分为水下区、水位变动区和水上区。主要存在四大缺点：一是成本耗费高，多数项目工程，水下护面块体通过安装感应器等电信号测量护面块体的姿态，需要在护面块体安装前安装感应元件，耗费成本高，且感应器存在破损失灵的风险；二是测量结果存在较大误差，性能不可靠，水下电信号存在较大误差，不能很好反应护面块体之间的连锁状态，只能粗略确认姿态；三是风险较高，使用潜水员水下拍摄防波堤外侧护面块体，受到外侧涌浪影响较大，易发生潜水员碰撞块体的安全事故；四是工作效率低，受海中漂浮物的影响水下成像模糊，需镜头靠近护面块体，方能确认，且光学摄像机距离块体越近，视角越小，观测护面块体姿态效率非常低。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
的问题提供一种护面块体可视化测量系统及方法，有效解决了护面块体各区段的测量方法，为类似施工提供参考，克服了水下成像难或需要潜水员协助的缺点，从而降低对海况的要求，并在效率的提高、成本控制、安全控制、时效性控制等方面效果显著。为了实现上述目的，本专利技术提出一种护面块体可视化测量系统，包括：用于测量水下区域的声呐测量机构、用于测量水上区域的无人机及数据处理单元；所述的声呐测量机构，包括定位装置和声呐仪，声呐仪安装于定位装置，声呐测量机构用于沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；所述的无人机用于沿防波堤方向拍摄最低潮时水上坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；所述的数据处理单元用于获取水下坡面的护面块体图像及对应位置的水下坡面的护面块体图像，并结合水下坡面的护面块体测量验收图及对应位置的水下坡面的护面块体测量验收图获取该位置的水位变动区测量验收图。优选地，所述的声呐仪采用Echoscope声呐仪，所述的数据处理单元设置有Echoscope系统软件。优选地，所述的定位装置具体为陆上定位装置，通过卫星信号进行定位。优选地，所述的陆上定位装置位于防波堤陆地上并沿防波堤方向定点移动，所述的陆上定位装置设置有机械臂，机械臂的前端固定安装有声呐仪的探头，机械臂带动探头进入水中进行定点测量。优选地，所述的机械臂带动探头进入水中进行定点测量，具体为：机械臂带动探头进入水中定点位置，探头旋转最大面积的扫描水下坡面的护面块体。优选地，所述的机械臂，各节小臂均设置有传感器，采集机械臂姿态数据并发送至数据处理单元。本专利技术还提出一种采用护面块体可视化测量系统进行的测量方法，包括如下步骤：S10、沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图；S20、沿防波堤方向航拍最低潮时水上坡面的护面块体测量验收图；S30、结合水下坡面的护面块体测量验收图及对应位置的水下坡面的护面块体测量验收图获取该位置的水位变动区测量验收图；S40、通过图像数据叠合的方式获取防波堤全断面的验收图。优选地，步骤S10所述的沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图，具体为：S101、将定位装置移动至防波堤的测量点处；S102、在最高潮时将声呐仪的探头放入水中旋转扫描坡面的护面块体；S103、将定位装置沿防波堤方向移动至下一测量点重复步骤S102。优选地，S103步骤之后还包括：S104、处理校核扫描图像中的气泡，获得清晰的测量验收图。优选地，所述的处理校核扫描图像中的气泡，具体通过Echoscope系统软件进行处理校核。本专利技术提出一种护面块体可视化测量系统及方法，具有以下技术优点：(1)提供护面块体全区段测量方案，本专利技术采用陆上装置配载Echoscope声呐仪的测量技术，结合水上无人机拍照验收的方法，实现了覆盖水上、水下、水位变动区的全断面可视化量测，为护面块体的安装质量提供了可靠的确保手段；可为类似项目提供有效方案；(2)对海况环境适应程度高，采用潜水员水下观察或水下摄像机拍照测量护面块体需等待良好海况方可进行，而采用本专利技术技术对海况适用性得到极大提高；(3)节约成本，不需要安装感应元件或其他船机机械设备及潜水员的配合，直接利用安装设备即可进行测量验收，大大节约成本；(4)安全性高，不涉及潜水员水下作业，彻底将水下作业转换为陆上作业，大大降低安全风险；(5)可靠性高，水下测量结果直观的显示了护面块体的姿态及连锁状态，保证了护面块体的安装质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例中护面块体可视化测量系统结构框图；图2为本专利技术第二实施例中长臂挖掘机位置示意图；图3为本专利技术第三实施例中长臂挖掘机器件安装示意图；图4为本专利技术第四实施例中护面块体可视化测量方法流程图；图5为本专利技术一种实施例中高潮测量示意图；图6为本专利技术一种实施例中低潮测量示意图；图7为本专利技术第五实施例中护面块体可视化测量方法流程图；图8为本专利技术第六实施例中护面块体可视化测量方法流程图；标号说明：①-第一AS450角度传感器；②-第二AS450角度传感器；③-第三AS450角度传感器；④-第四AS450角度传感器；⑤-航向传感器；⑥-卫星接收器；⑦-SNRX20电台；⑧-SNM940网关；⑨-电池；⑩-计算机；-电缆；-Echoscope探头；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种护面块体可视化测量系统，其特征在于，包括：用于测量水下区域的声呐测量机构、用于测量水上区域的无人机及数据处理单元；/n所述的声呐测量机构，包括定位装置和声呐仪，声呐仪安装于定位装置，声呐测量机构用于沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；/n所述的无人机用于沿防波堤方向拍摄最低潮时水上坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；/n所述的数据处理单元用于获取水下坡面的护面块体图像及对应位置的水下坡面的护面块体图像，并结合水下坡面的护面块体测量验收图及对应位置的水下坡面的护面块体测量验收图获取该位置的水位变动区测量验收图。/n

【技术特征摘要】
1.一种护面块体可视化测量系统，其特征在于，包括：用于测量水下区域的声呐测量机构、用于测量水上区域的无人机及数据处理单元；
所述的声呐测量机构，包括定位装置和声呐仪，声呐仪安装于定位装置，声呐测量机构用于沿防波堤方向定点扫描最高潮时水下坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；
所述的无人机用于沿防波堤方向拍摄最低潮时水上坡面的护面块体测量验收图，并将图像发送至数据处理单元；
所述的数据处理单元用于获取水下坡面的护面块体图像及对应位置的水下坡面的护面块体图像，并结合水下坡面的护面块体测量验收图及对应位置的水下坡面的护面块体测量验收图获取该位置的水位变动区测量验收图。


2.根据权利要求1所述的护面块体可视化测量系统，其特征在于，所述的声呐仪采用Echoscope声呐仪，所述的数据处理单元设置有Echoscope系统软件。


3.根据权利要求1所述的护面块体可视化测量系统，其特征在于，所述的定位装置具体为陆上定位装置，通过卫星信号进行定位。


4.根据权利要求3所述的护面块体可视化测量系统，其特征在于，所述的陆上定位装置位于防波堤陆地上并沿防波堤方向定点移动，所述的陆上定位装置设置有机械臂，机械臂的前端固定安装有声呐仪的探头，机械臂带动探头进入水中进行定点测量。


5.根据权利要求4所述的护面块体可视化测量系统，其特征在于，所述的机械臂带动探头进入水中进行定点测量，具体为：机械臂带动探头进入水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汨梨，杨涛，邓夕贵，李杨春，汪楚亮，康琛源，肖维，杨建冲，彭上志，欧毓浩，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，中国港湾工程有限责任公司，中交四航局第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44