CN108502109B - 一种船舶货物计重方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种船舶货物计重方法及系统，所述系统包括：便携式测控模块、无人船航行控制模块、无人船船载图像采集模块、无人船船载港水密度测量模块和液舱液位及液体密度测量模块；其中，所述便携式测控模块分别与所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块连接，用于对所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块进行控制。通过无人船实现船舶六面水尺视频图像的自动采集，避免了人工观测存在的安全问题，降低了劳动强度，提高了水尺视频图像采集的质量和效率。

Description

一种船舶货物计重方法及系统
技术领域
本发明实施例涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶货物计重方法及系统。
背景技术
在船舶载重量的测量中，应用最为广泛的是船舶的水尺计重。水尺计重是对承运的船舶进行观测船舶吃水，测定船舶装、卸货物前后的平均吃水数据对应的实际排水量和船用物料重量，来计算船舶载重量的方法。
现有技术是通过人工观测法计算船舶装载货物的重量。具体操作为：人工观测并记录船舶装、卸货前后水位线对应的六面水尺数据、船舶各液舱液位以及船舶附近港水密度，然后将上述数据手工输入到计算机内电子表格中，进而计算出船舶装载的货物的重量。
然而，现有技术中，船舶货物计重的方案不够精准，缺少一套完整对船舶货物计重的系统。
发明内容
本发明实施例提供了一种船舶货物计重方法及系统，可以实现在对船舶货物进行精准计重。
第一方面，本发明实施例提供了一种船舶货物计重系统，包括：
便携式测控模块、无人船航行控制模块、无人船船载图像采集模块、无人船船载港水密度测量模块和液舱液位及液体密度测量模块；
其中，所述便携式测控模块分别与所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块连接，用于对所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块进行控制。
在一个可能的实施方式中，所述便携式测控模块，包括：
主控器、人机界面、供电单元、数据存储单元、无线通信单元。
在一个可能的实施方式中，所述无人船航行控制模块，包括：
电源、推进装置、定位单元、惯性导航单元、激光测距单元和无线通信单元。
在一个可能的实施方式中，所述无人船船载图像采集模块，包括：
摄像单元、稳定器、补光单元和图像处理器。
在一个可能的实施方式中，所述无人船船载港水密度测量模块，包括：
支撑架、驱动电机、卷线单元、密度传感器、温度传感器、水样采集器和控制电路。
在一个可能的实施方式中，所述液舱液位及液体密度测量模块，包括：
液位传感器、信号处理模块、微控制器、人机界面、通信单元和电源单元。
第二方面，本发明实施例提供一种船舶货物计重方法，包括：
通过便携式测控模块设置待测船舶起始观测点的地理坐标和船舶相关参数；
将无人船向所述待测船舶移动，以使所述无人船与所述待测船舶相距设定距离；
通过所述无人船绕所述待测船舶航行，船船载图像采集模块获取所述待测船舶的船体画面；
通过图像处理器识别所述船体画面，并所述船体画面中是否出现所述待测船舶的水尺视频图像；
若所述船体画面中出现所述水尺视频图像时，停止所述无人船绕所述待测船舶的航行，采集一定时长的水尺视频图像；
将所述水尺视频图像通过无线通信单元发送给便携式测控模块；
在水尺视频图像采集过程中，所述无人船通过卫星定位坐标实时判断与所述待测船舶的相对位置，当判断位于所述待测船舶外侧中部水尺位置时，控制港水密度测量模块测量所述待测船舶吃水深度一半位置的港水密度和温度，并将测量数据通过无线通信单元传输至所述便携式测控模块，水样采集器采集一定量的被测港水并收集至无人船上的专用容器内；
当所述待测船舶六面水尺全部采集完毕后，所述无人船按系统规划路径航行到指定位置；
通过液舱液位及液体密度测量模块测量所述待测船舶的各液舱液位及液体密度，并将测量数据通过无线通信单元传输至便携式测控模块；
便携式测控模块将六面水尺视频图像导入图像识别软件进行水尺数据的分析，并结合港水密度、各液舱液位和液体密度以及被测船舶相关数据进行计算，确定所述待测船舶装载货物的重量。
本发明实施例提供的一种船舶货物计重方法及系统，通过无人船实现船舶六面水尺视频图像的自动采集，并通过软件对水尺视频图像进行处理和分析，自动查找水位线并计算船舶吃水值，避免了人工观测存在的人为因素干扰及安全问题，降低了劳动强度，提高了水尺视频图像采集的质量和效率；通过无人船携带和投放测量仪器实现了港水密度和温度的就地实时测量，避免了人为因素的干扰，缩短了测量时间，提高了测量的规范性和准确度，并实现港水水样的自动采集，便于后续追溯；通过设计专用的液舱液位及液体密度测量装置，实现了液舱装载量的自动测量，提高了测量的准确度；实现水尺视频图像、港水密度、液舱液位及密度等数据自动记录并传输至上位机，消除了人为因素干扰。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种船舶货物计重系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种船舶货物计重方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种船舶货物计重系统的结构示意图，如图1所示，该系统具体包括：
便携式测控模块11、无人船航行控制模块12、无人船船载图像采集模块13、无人船船载港水密度测量模块14和液舱液位及液体密度测量模块15；
其中，所述便携式测控模块11分别与所述无人船航行控制模块12、所述无人船船载图像采集模块13、所述无人船船载港水密度测量模块14和所述液舱液位及液体密度测量模块15连接，用于对所述无人船航行控制模块12、所述无人船船载图像采集模块13、所述无人船船载港水密度测量模块14和所述液舱液位及液体密度测量模15进行控制。
可选地，所述便携式测控模块11，包括：
主控器111、人机界面112、供电单元113、数据存储单元114、无线通信单元115。
可选地，所述无人船航行控制模块12，包括：
电源121、推进装置122、定位单元123、惯性导航单元124、激光测距单元125和无线通信单元126。
可选地，所述无人船船载图像采集模块13，包括：
摄像单元131、稳定器132、补光单元133和图像处理器134。
可选地，所述无人船船载港水密度测量模块14，包括：
支撑架141、驱动电机142、卷线单元143、密度传感器144、温度传感器145、水样采集器146和控制电路147。
可选地，所述液舱液位及液体密度测量模块15，包括：
液位传感器151、信号处理模块152、微控制器153、人机界面154、通信单元155和电源单元156。
图2为本发明实施例提供一种船舶货物计重方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
S201、通过便携式测控模块设置待测船舶起始观测点的地理坐标和船舶相关参数。
S202、将无人船向所述待测船舶移动，以使所述无人船与所述待测船舶相距设定距离。
S203、通过所述无人船绕所述待测船舶航行，船船载图像采集模块获取所述待测船舶的船体画面。
S204、通过图像处理器识别所述船体画面，并所述船体画面中是否出现所述待测船舶的水尺视频图像。
S205、若所述船体画面中出现所述水尺视频图像时，停止所述无人船绕所述待测船舶的航行，采集一定时长的水尺视频图像。
S206、将所述水尺视频图像通过无线通信单元发送给便携式测控模块。
S207、在水尺视频图像采集过程中，所述无人船通过卫星定位坐标实时判断与所述待测船舶的相对位置，当判断位于所述待测船舶外侧中部水尺位置时，控制港水密度测量模块测量所述待测船舶吃水深度一半位置的港水密度和温度，并将测量数据通过无线通信单元传输至所述便携式测控模块，水样采集器采集部分被测港水并收集至无人船上的专用容器内。
S208、当所述待测船舶六面水尺全部采集完毕后，所述无人船按系统规划路径航行到指定位置。
S209、通过液舱液位及液体密度测量模块测量所述待测船舶的各液舱液位及液体密度，并将测量数据通过无线通信单元传输至便携式测控模块。
S210、便携式测控模块将六面水尺视频图像导入图像识别软件进行水尺数据的分析，并结合港水密度、各液舱液位和液体密度以及被测船舶相关数据进行计算，确定所述待测船舶装载货物的重量。
本发明实施例提供的一种船舶货物计重方法及系统，通过无人船实现船舶六面水尺视频图像的自动采集，避免了人工观测存在的安全问题，降低了劳动强度，提高了水尺视频图像采集的质量和效率；通过无人船携带和投放测量仪器实现了港水密度和温度的就地实时测量，避免了人为因素的干扰，缩短了测量时间，提高了测量的规范性和准确度，并实现港水水样的自动采集，便于后续追溯；通过设计专用的液舱液位及液体密度测量装置，实现了液舱装载量的自动测量，提高了测量的准确度；实现水尺视频图像、港水密度、液舱液位及密度等数据自动记录并传输至上位机，减少了人为因素干扰；通过软件对水尺视频图像进行处理和分析，自动查找水位线并计算船舶水尺数据。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种船舶货物计重系统，其特征在于，包括：
便携式测控模块、无人船航行控制模块、无人船船载图像采集模块、无人船船载港水密度测量模块和液舱液位及液体密度测量模块；
其中，所述便携式测控模块分别与所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块连接，用于对所述无人船航行控制模块、所述无人船船载图像采集模块、所述无人船船载港水密度测量模块和所述液舱液位及液体密度测量模块进行控制；
其中，所述便携式测控模块，包括：
主控器、人机界面、供电单元、数据存储单元和无线通信单元；
所述无人船航行控制模块，包括：
电源、推进装置、定位单元、惯性导航单元、激光测距单元和无线通信单元；
所述无人船船载图像采集模块，包括：
摄像单元、稳定器、补光单元和图像处理器；
所述无人船船载港水密度测量模块，包括：
支撑架、驱动电机、卷线单元、密度传感器、温度传感器、水样采集器和控制电路；
所述液舱液位及液体密度测量模块，包括：
液位传感器、信号处理模块、微控制器、人机界面、通信单元和电源单元。
2.一种船舶货物计重方法，其特征在于，包括：
通过便携式测控模块设置待测船舶起始观测点的地理坐标和船舶相关参数；
将无人船向所述待测船舶移动，以使所述无人船与所述待测船舶相距设定距离；
通过所述无人船绕所述待测船舶航行，无人船船载图像采集模块获取所述待测船舶的船体画面；
通过图像处理器识别所述船体画面，所述船体画面中是否出现所述待测船舶的水尺视频图像；
若所述船体画面中出现所述水尺视频图像时，停止所述无人船绕所述待测船舶的航行，采集一定时长的水尺视频图像；
将所述水尺视频图像通过无线通信单元发送给便携式测控模块；
在水尺视频图像采集过程中，所述无人船通过卫星定位坐标实时判断与所述待测船舶的相对位置，当判断位于所述待测船舶外侧中部水尺位置时，控制港水密度测量模块测量所述待测船舶吃水深度一半位置的港水密度和温度，并将测量数据通过无线通信单元传输至所述便携式测控模块，水样采集器采集一定量的被测港水并收集至无人船上的专用容器内；
当所述待测船舶六面水尺全部采集完毕后，所述无人船按系统规划路径航行到指定位置；
通过液舱液位及液体密度测量模块测量所述待测船舶的各液舱液位及液体密度，并将测量数据通过无线通信单元传输至便携式测控模块；
便携式测控模块将六面水尺视频图像导入图像识别软件进行水尺数据的分析，并结合港水密度、各液舱液位和液体密度以及待测船舶相关数据进行计算，确定所述待测船舶装载货物的重量。
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