【技术实现步骤摘要】
本公开涉及超声检测，特别涉及一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法及系统。
技术介绍
1、中华人民共和国出入境检验检疫行业标准——《进出口商品重量鉴定规程第2部分：水尺计重》（sn/t 3023.2—2021），规定了水尺计重的要求、程序和方法。在水尺计重中，船舶需要满足“基本状况良好并处于完全自由漂浮状态”要求，通过对艏、艉、舯的左、右两舷六个吃水点进行观测获取船舶的吃水深度，且在风浪环境下还需进行多次观测。
2、目前，常用船舶吃水深度检测方法主要包括人工观测法、图像识别法、压力传感法等。人工观测法简单易行，但存在安全隐患且受人为主观因素影响较大；图像识别法实时性较强，在船舶外侧吃水标记模糊不清时也无法确保结果的准确性；压力传感法原理简单，但稳定性差，且由于需要在船底部事先安装压力传感器，成本较昂贵。上述吃水深度检测方法需要借助船舶的吃水标记进行吃水深度检测，且检测时易受船舶纵倾、横倾以及风浪等的影响，从而降低其计重结果的准确性，为此，需要提出一种灵活性强、低成本、高精度、高效率的吃水深度检测方法。
技术实现思路
1、本公开提供一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法及系统，以解决现有技术中吃水检测方法检测区域受限、成本高、检测精度和效率低、安装和维护困难等问题。
2、第一方面，本公开提供一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述方法包括：
3、根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式；
4、按照所述目标移动方式移
5、基于所述预设位置的吃水深度进行校正、计算，得到实际排水量；
6、基于所述实际排水量计算船舶装载物的重量。
7、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，包括：若所述待测船舶为平底型船舶，则基于所述待测船舶的外观参数确定底部轮廓的长宽比、圆润度；当所述圆润度小于第一阈值且所述长宽比大于第二阈值时，确定目标移动方式为s形移动；否则，确定目标移动方式为z形移动。
8、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，还包括：若所述待测船舶为v型船舶，则基于所述待测船舶的外观参数确定底部宽度、底部长宽比；当所述待测船舶的底部宽度小于第三阈值时，确定目标移动方式为直线形移动；否则，判断所述底部长宽比与第四阈值的关系，当所述底部长宽比大于第四阈值时，确定目标移动方式为s形移动，否则，确定目标移动方式为z形移动。
9、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述按照目标移动方式移动超声波传感器，测量所述待测船舶预设位置的吃水深度，包括：开启超声波传感器，发射预设频率的超声波信号；接收返回的超声波信号，并检测第一时间和第二时间，所述第一时间为经第一目标位置返回的超声波信号的传播时间，所述第二时间为经第二目标位置返回的超声波信号的传播时间；基于所述超声波信号的标定传播速度、所述第一时间和所述第二时间，计算第一距离和第二距离；基于所述第一距离和所述第二距离，计算当前预设位置的吃水深度。
10、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，在接收返回的超声波信号之后，所述方法还包括：基于所述超声波信号的强度特征、波形特征或时间特征中至少一种特征进行障碍物检测，得到障碍物的位置信息；基于所述障碍物的位置信息对所述目标移动方式进行实时路径优化。
11、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述预设频率根据水面波浪特征和水流速度实时调整。
12、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，所述超声波信号的标定传播速度为对超声波信号在水中的标准传播速度进行标定后的速度，具体包括：获取所述待测船舶所在海域的海水参数，所述海水参数至少包括水流速度、水流温度中的至少一项；基于水流速度和/或水流温度对超声波信号在水中的标准传播速度进行标定，得到超声波信号的标定传播速度。
13、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，在根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式之后，所述方法还包括：将所述超声波传感器移动至距离所述待测船舶底部预设深度处，其中，所述预设深度根据超声波传感器的规格参数确定。
14、根据本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，基于所述预设位置的吃水深度进行校正、计算，得到实际排水量，包括：对所述预设位置的吃水深度进行纵倾校正，得到纵倾校正后的吃水深度；对所述纵倾校正后的吃水深度进行拱陷校正，得到所述待测船舶的总平均吃水；基于所述待测船舶的总平均吃水进行查表，得到总平均吃水对应的实际排水量。
15、第二方面，本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重系统，所述系统包括：
16、控制模块，用于根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式；
17、检测模块，用于按照所述目标移动方式移动所述超声波传感器，测量所述待测船舶预设位置的吃水深度；
18、软件模块，用于基于所述预设位置的吃水深度进行校正、计算，得到实际排水量；以及，基于所述实际排水量计算船舶装载物的重量。
19、综上所述，本公开提供的一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法及系统，通过为不同船舶确定最佳移动方式，提高了测量速度，并使超声波传感器的移动路径能更贴合船舶底部轮廓；通过结合水面波浪特征和水流速度，对所述超声波传感器发射的超声波信号频率的实时调整，提高超声波测距准确性；通过水下障碍物检测和实时路径优化，规避了障碍物，提高了检测灵活性；通过水流速度和水流温度对超声波信号的传播速度进行标定，有效提高测距精度；通过检测超声波传感器与船舶底部的距离和与水面的距离，直接计算出船舶的吃水深度，不需要依赖船舶外侧水尺标记；通过采用具备自主移动能力的超声波传感器或将其搭载在具备自主移动能力的辅助设备上，实现超声波传感器在水下的自由移动，同时便于进行后期检修与维护；通过增设屏障、安装挡板、信号预处理等措施有效提高水面波浪较大时超声波测距的精度；通过对待测船舶预设位置吃水深度的测量结果进行分析、纵倾校正、拱陷校正等，提高测量结果的准确性。
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1.一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，包括：
3.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，还包括：
4.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述按照目标移动方式移动超声波传感器，测量所述待测船舶预设位置的吃水深度，包括：
5.如权利要求4所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，在接收返回的超声波信号之后，所述方法还包括：
6.如权利要求4所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述预设频率根据水面波浪特征和水流速度实时调整。
7.如权利要求4所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述超声波信号的标定传播速度为对超声波信号在水中的标准传播速度进行标定后的速度，具体包括：
9.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，基于所述预设位置的吃水深度进行校正、计算，得到实际排水量，包括：
10.一种基于移动式超声波传感器的水尺计重系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，包括：
3.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述根据待测船舶的外观参数确定超声波传感器的目标移动方式，还包括：
4.如权利要求1所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，所述按照目标移动方式移动超声波传感器，测量所述待测船舶预设位置的吃水深度，包括：
5.如权利要求4所述的基于移动式超声波传感器的水尺计重方法，其特征在于，在接收返回的超声波信号之后，所述方法还包括：
6.如...
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