CN109253830A - 一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法 - Google Patents

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李欣
李懿蛟
王鹏
田新亮
吴骁
朱朋
彭涛
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0052—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to impact

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Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，涉及导管架和船舶碰撞力的测量技术领域，包括以下步骤：安装高速高清摄像仪，采集一系列连续时刻导管架与船舶护舷设备碰撞时护舷设备形变的图像；图像输入到图像识别设备，输出碰撞前后护舷设备的挤压形变量；形变量输入到数据处理设备，输出船舶横向加速度；通过基于加速度和形变量两个特征值的计算方法，得出导管架和船舶的碰撞力大小。该方法采用图像识别技术，省去了应力测量设备安装以及直接的应力测量，提供了一种易操作和低成本的测量方法。

Description

一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法
技术领域
本发明涉及导管架和船舶碰撞力的测量技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力的测量方法。
背景技术
由于海洋环境恶劣，船舶与海洋工程结构物时常发生碰撞。在浮托安装过程中，拖船驶入导管架内，实现上部平台与导管架的准确对接。在此过程中，拖船与导管架两侧间隙只有几厘米，在风浪的作用下很容易产生碰撞。因此在海上浮托安装作业中，需要准确评估碰撞力大小，从而确保碰撞载荷在导管架可承受载荷范围内。而目前业内尚无相关测量技术实现浮托安装作业中导管架碰撞载荷高效准确的测量，所以需要一种新型测量方法实现对碰撞载荷的准确预估，进而对下一步浮托安装作业中的拖船姿态做出调整。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力的测量方法，实现对碰撞力的方便快速准确测量。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是在海上浮托安装过程中发生导管架和船体的碰撞时，快速准确的给出较为合理碰撞力的预估值。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，包括以下步骤：
步骤1、安装高速高清摄像仪，采集一系列连续时刻导管架与船舶护舷设备碰撞时护舷设备形变的图像；
步骤2、图像输入到图像识别设备，输出碰撞前后护舷设备的挤压形变量；
步骤3、形变量输入到数据处理设备，输出船舶横向加速度；
步骤4、通过基于加速度和形变量两个特征值的计算方法，得出导管架和船舶的碰撞力大小。
进一步地，所述高速高清摄像仪预先安装在船舶的护舷设备上方且不会接触上方平台和导管架的合适安全位置。
进一步地，所述摄像仪摄像位置在导管架与船舶将会碰撞的护舷设备的区域。
进一步地，所述高速高清摄像仪、图像识别设备和数据处理设备在驳船进船之前启动。
进一步地，所述图像是即时传输到图像识别设备。
进一步地，所述图像识别设备和数据处理设备具有分析图像、处理数据的功能。
进一步地，所述挤压变形量是根据发生形变的护舷设备与未发生形变前的护舷设备的图像进行比较测量计算得到的。
进一步地，所述加速度是根据每一时刻的形变量计算得到的。
进一步地，所述碰撞力是通过形变量特征值和加速度特征值计算得到的。
进一步地，所述计算方法采用已知的护舷变形函数F(x)。
本发明的有益效果是，本方法在浮托安装过程中，船舶在受风浪影响下，与导管架发生碰撞时，通过图像识别技术分析拍摄的高清图像，推算出护舷设备产生的变形。在数据处理器的处理下，快速准确的给出一段时间内较为合理的导管架与船舶的碰撞力。该方法突破了需要预先安装应力感应设备这种复杂，难以操作的应力计算方法，给出了一种适合在海上作业情况下，方便简易且又即时的碰撞力计算方法。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的使用流程图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图1所示，所述测量方法包括如下步骤：
步骤1：预先在船舶的护舷设备上方合适安全位置安装高速高清摄像仪，不会接触到上方平台和导管架，摄像位置在导管架与船舶将会碰撞的护舷设备的区域，保证摄像仪的安全工作环境。
步骤2：在驳船进船之前，启动摄像仪、图像识别设备和数据处理设备，为下一步捕捉图像、分析图像、处理数据做好准备。
步骤3：在驳船进入导管架之间，在风浪的联合作用下，船舶很容易和导管架碰撞，高速高清摄像仪捕捉到一系列连续时刻的导管架与船舶的护舷设备碰撞时护舷设备形变的图像。
步骤4：摄像仪将捕捉到的图像即时传输到图像识别设备，将发生形变的护舷设备与未发生形变前的护舷设备的图像进行比较，识别出每一时刻的形变量。
步骤5：将已得到的每一时刻的形变量传递给数据处理设备。
步骤6：根据每一时刻的形变量，求得每一时刻船舶在横向上的加速度。
步骤7：根据已导入数据处理设备的有关于加速度和形变量的碰撞力求解办法，得出每一时刻的导管架与船舶的碰撞力预估值。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、安装高速高清摄像仪，采集一系列连续时刻导管架与船舶护舷设备碰撞时护舷设备形变的图像；
步骤2、图像输入到图像识别设备，输出碰撞前后护舷设备的挤压形变量；
步骤3、形变量输入到数据处理设备，输出船舶横向加速度；
步骤4、通过基于加速度和形变量两个特征值的计算方法，得出导管架和船舶的碰撞力大小。
2.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述高速高清摄像仪预先安装在船舶的护舷设备上方且不会接触上方平台和导管架的合适安全位置。
3.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述摄像仪摄像位置在导管架与船舶将会碰撞的护舷设备的区域。
4.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述高速高清摄像仪、图像识别设备和数据处理设备在驳船进船之前启动。
5.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述图像是即时传输到图像识别设备。
6.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述图像识别设备和数据处理设备具有分析图像、处理数据的功能。
7.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述挤压变形量是根据发生形变的护舷设备与未发生形变前的护舷设备的图像进行比较测量计算得到的。
8.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述加速度是根据每一时刻的形变量计算得到的。
9.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述碰撞力是通过形变量特征值和加速度特征值计算得到的。
10.如权利要求1所述的基于图像识别的导管架和船舶碰撞力测量方法，其特征在于，所述计算方法采用已知的护舷变形函数F(x)。
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