CN110185080A - 一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辅助绞吸船取砂施工的方法和装置，所述辅助绞吸船取砂施工的方法能够实时获取铰刀头附近的砂堆形状和砂堆坡度，以及砂堆与铰刀头的相对位置，据此施工人员能够及时判断砂堆是否具有坍塌的可能，并用于在绞吸船取砂施工时及时改变作业顺序，避免“闷车”，从而提高施工效率和施工质量。本发明所提供的一种辅助绞吸船取砂施工的装置结构简单，易于实施，操作方便。

Description

一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置

技术领域

本发明涉及海洋吹填砂施工领域，尤其涉及一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置。

背景技术

目前，随着经济发展的需要，围海造地相关的项目开发因施工效率高，经济效益显著等特点，应用的越来越广泛，也因此带动海洋吹填砂施工技术得到越来越长足的发展。目前，海洋吹填砂施工的过程，通常多采用运砂船运送至指定区域进行卸载，形成堆砂区，再利用布设在堆砂区旁的绞吸船进行挖砂，并通过排泥管线输送至特定位置。其中，所述绞吸船为绞吸式挖泥船的简称，用于吹填工程，适宜与开挖沙质土，多用于内河、湖区和沿海港口地区的施工，是挖泥船中应用最广泛的一种。

由于所述堆砂区由所述运砂船运至指定区域后，直接将泥砂卸载堆积形成，通常情况下所述堆砂区的坡度较大；同时，一般情况下，所述绞吸船只能在所述堆砂区水面以下进行取砂作业，可以预见的是，一旦砂堆的坡度达到一定角度，就会造成砂堆坍塌，坍塌的砂石就会对正在作业的绞吸船的铰刀头造成重击，造成“闷车”，严重影响绞吸船的施工效率。

现有技术中，其中一种是通过获取砂堆形态的方法来辅助绞吸船取砂施工，以避免绞吸船在取砂施工作业过程中的砂堆坍塌。所述获取砂堆形态的方法最为常见的其中一种通过水深测量的方法获取。然而，由于砂堆附近水深较浅，测量风险系数高，不仅受风浪、天气影响较大，而且获取的水深数据均需要事后处理，这就导致无法及时获知水下砂堆的形态，在辅助绞吸船取砂施工作业时有一定的滞后性。因此，如何辅助绞吸船取砂施工，以避免在取砂过程中的砂堆坍塌，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了解决现有技术中绞吸船在取砂施工时因不能及时获取铰刀头附近的砂堆形态的技术问题，本发明的其中一个目的是提供一种辅助绞吸船取砂施工的方法，另一目的是提供一种辅助绞吸船取砂施工的装置。

为实现本发明的第一个目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将声呐探头放入水下，并使得铰刀头位于所述声呐探头的扫描区域内；

步骤S2：所述声呐探头以第一频率发射声波信号，以得到所述扫描区域的回波信号；

步骤S3：依据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，并将所述二维图像以第二频率更新；

步骤S4：根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像，依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工。

可选地，步骤S1中，所述将声呐探头放入水下包括将所述声呐探头放入水面下方[1.0m,2.0m]的深度。

可选地，步骤S1中所述使得铰刀头位于所述声呐探头的测量范围内包括：所述声呐探头位于所述铰刀头前进方向的右侧[4m,11m]，且位于所述铰刀头前方[10m,16m]。

可选地，步骤S2中，所述声呐探头以第一频率发送声波信号，包括所述第一频率≥375kHz。

可选地，步骤S2中，所述声呐探头以第一频率发送声波信号，所述声波信号的参数包括，波束数量为128×128，视场角为50°×50°，以波束间角为0.39°间隔排列。

可选地，步骤S3中，所述第二频率≥20Hz。

可选地，步骤S3还包括通过惯导系统获取所述声呐探头的惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头的位置、姿态和方向。

可选地，步骤S4所述根据以所述第二频率更新的所述二维图像，还包括根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像。

为实施本发明的其中一个目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种辅助绞吸船取砂施工的装置，用于执行如权利要求1-8任一项所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，包括：声呐系统和三维图像处理单元，所述声呐系统安装在绞吸船上，所述三维处理单元与所述声呐系统通信连接，其中，所述声呐系统包括声呐探头和声呐控制单元；

所述声呐探头用于以第一频率发射声波信号，以获取扫描区域的回波信号，并将所述回波信号发送给所述声呐控制单元；

所述声呐控制单元用于根据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，还用于将所述二维图像以第二频率更新给所述三维图像处理单元；

所述三维图像处理单元用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像并将其呈现出来；

依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工；

其中，所述绞吸船的铰刀头位于所述扫描区域内。

可选地，还包括惯导系统，所述惯导系统与所述声呐系统连接，用于获取惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头的位置、姿态和方向；

所述三维图像处理单元还用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像并用于呈现所述三维图像。

本发明的有益效果是：本发明提供的辅助绞吸船取砂施工的方法，能够对绞吸船取砂施工过程实施监控；铰刀头位于声呐探头的扫描区域内，所述声呐探头对所述扫描区域进行扫描；通过声呐探头发射声波信号能够得到扫描区域的回波信号，通过声成像得到扫描区域的二维图像，进而获取扫描区域的三维图像，能够实时获取铰刀头附近的砂堆形态以及所述砂堆形态与所述铰刀头的相对位置，对现场取砂施工具有良好的指导作用。即根据砂堆形态及其与所述铰刀头的相对位置，绞吸船能够及时改变作业顺序，避免砂堆坍塌，提高了施工效率和施工质量。本发明所提供的辅助绞吸船取砂施工的装置，结构简单，易于操作实施，用于执行所述辅助绞吸船取砂施工的方法，理应具有与所述辅助绞吸船取砂施工的方法相同的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种辅助绞吸船取砂施工的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一的一种辅助绞吸船取砂施工的方法的应用场景示意图；

图3为本发明实施例一的一种辅助绞吸船取砂施工的方法的铰刀头附近的等深线图；

图4为图3的砂堆的坡度线示意图；

图5为本发明实施例二的其中一种辅助绞吸船取砂施工的装置的结构示意图；

图6为本发明实施二的另外一种辅助绞吸船取砂施工的装置的结构示意图；

图7为本发明实施例二的再一种辅助绞吸船取砂施工的装置在绞吸船上的布局结构示意图；

图8为图7的在甲板的布局结构示意图；

图9为图7的在驾驶室的布局结构示意图；

其中，附图1-9的附图标记说明如下：

1-绞吸船，11-铰刀头，12-定位桩；13-驾驶室，14-甲板；

21-声呐系统，211-声呐探头，212-声呐控制单元，213-电缆线，214-云台控制器；

22-三维图像处理单元，221-显示器；222-计算机；

23-远程传输设备，231-第一远程传输视频交换机，232-第二远程传输视频交换机，233-高速传输网线，234-键盘；235-鼠标；

24-惯导系统，241-惯导天线；

3-水面，4-砂堆表面，5-扫描区域。

具体实施方式

本发明的核心思想是提供一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置，用于实时获取铰刀头附近的砂堆形态以及其与铰刀头的相对位置，辅助绞吸船取砂施工，即施工人员通过判断砂堆是否具有坍塌的可能，及时调整绞吸船取砂施工的作业顺序，避免取砂施工过程中砂堆坍塌的发生，提供取砂施工效率。

为实现上述思想，本发明提供了一种辅助绞吸船取砂施工的方法，包括以下步骤：

步骤S1：将声呐探头放入水下，并使得铰刀头位于所述声呐探头的扫描区域内；

步骤S2：所述声呐探头以第一频率发射声波信号，以得到所述扫描区域的回波信号；

步骤S3：依据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，并将所述二维图像以第二频率更新；

步骤S4：根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像，依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种辅助绞吸船取砂施工的装置，用于执行上述的辅助绞吸船取砂施工的方法，包括：声呐系统和三维图像处理单元，所述声呐系统安装在绞吸船上，所述三维处理单元与所述声呐系统通信连接，其中，所述声呐系统包括声呐探头和声呐控制单元；

所述声呐探头用于以第一频率发射声波信号，以获取扫描区域的回波信号，并将所述回波信号发送给所述控制软件；

所述控制软件用于根据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，还用于将所述二维图像以第二频率更新给所述三维图像处理单元；

所述三维图像处理单元用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像并将其呈现出来；

依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工；

其中，所述绞吸船的铰刀头位于所述扫描区域内。

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1-9对本发明提出的一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<实施例一>

本实施例提供了一种辅助绞吸船取砂施工的方法，参见附图1，为本实施例提供的其中一种辅助绞吸船取砂施工的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：将声呐探头放入水下，并使得铰刀头位于所述声呐探头的扫描区域内；

步骤S2：所述声呐探头以第一频率发射声波信号，以得到所述扫描区域的回波信号；

步骤S3：依据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，并将所述二维图像以第二频率更新；

步骤S4：根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像，依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工。

如附图2，为本实施例的一种辅助绞吸船取砂施工的方法的应用场景示意图，在绞吸船1取砂施工时，先将其定位桩12插入水面3下方的河底定位，铰刀头11深入水下取砂；在取砂过程中，用锚缆拉动绞吸船1，以所述定位桩12为中心，左右摆动挖砂，铰刀头11呈扇形前进。

本实施例的绞吸船1还设置有一种辅助绞吸船取砂施工的装置，所述辅助施工的装置包括设置在绞吸船1右前侧固定支架上的声呐系统21，所述声呐系统包括声呐探头211和声呐控制单元212，其中所述声呐探头211用于扫描包括砂堆表面4的扫描区域5，所述声呐控制单元212用于设定强度、深度、距离等门限设置及声呐探头211的扫描区域及其他扫描参数的设定。

其中，在步骤S1中，所述将声呐探头211放入水包括将所述声呐探头211放入水面3的下方[1.0m,2.0m]的深度，较佳地，将所述声呐探头11放入水下1.5m的位置进行固定。

进一步地，步骤S1中所述使得铰刀头11位于所述声呐探头211的测量范围内包括：所述声呐探头211位于所述铰刀头11前进方向的右侧[4m,11m]，且位于所述铰刀头11前方[10m,16m]，较佳地，所述声呐探头211位于所述铰刀头前进方向的右侧7m，且位于所述铰刀头11前侧13m左右，与所述铰刀头成60°角，保证所述铰刀头11在所述声呐探头211的扫描区域5之内。

再进一步，步骤S2中，所述声呐探头以第一频率发送声波信号，包括所述第一频率≥375kHz。较佳地，所述声呐探头以375kHz发送声波信号；波束数量为128×128，视场角为50°×50°，以波束间角为0.39°间隔排列。

更进一步地，步骤S3中所述将所述二维图像以第二频率更新，包括所述第二频率≥20Hz。较佳地，所述第二频率为20Hz。

在其他的实施方式中，步骤S3还包括通过惯导系统获取所述声呐探头的惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头的位置、姿态和方向。较佳地，步骤S4还包括根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像。通过惯导系统进行姿态修正，以消除所述绞吸船在施工时纵横摇摆的影响。特别地，在生成三维图像时，将实时的惯导数据与声呐数据进行解算，获取扫测物体的准确位置，具体地，以二维图像为帧，再通过计算机合成技术将这一系列的帧合成三维图像，所述三维图像能够呈现所述铰刀头11附近的事物形态，比如砂堆形态，所述砂堆形态包括砂堆表面4的状态、砂堆的形状和坡度，甚至可以清晰的看到铰刀头11搅动引起的气泡。

进一步地，为了得到较为清晰的水下砂堆形态及解决图像传输问题，在执行步骤S1之前，先将所述声呐探头设置固定的角度，保证监视到所述铰刀头及其周围的砂堆形态；二，保证所述声呐探头在水下观测时的稳定性，采用将固定支架焊接在绞吸船右前侧位置。另外，采用1屏的图像采集模式，保证远程传输的有效性。

如附图3和附图4所示，分别为本实施例在发射频率为375Khz的频率，视场角为50°x50°的设置下，通过测量船航行过程中采集的，其中一种应用场景的铰刀头附近的等深线图和坡度线示意图，均为对铰刀头11附近的砂堆形态实时监测的结果，进一步地，还可以通过远程传输设备将图像传输至驾驶台，及时反馈信息。

<实施例二>

本实施例提供了一种辅助绞吸船取砂施工的装置，如附图5所示，所述辅助绞吸船取砂施工的装置包括：声呐系统21和三维图像处理单元22，所述声呐系统21安装在绞吸船上，所述三维处理单元22与所述声呐系统21通信连接，其中，所述声呐系统21用于获取所述扫描区域的二维图像，还用于将所述二维图像以第二频率更新给所述三维图像处理单元22；所述三维图像处理单元22用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像并将其呈现出来；依据所述三维图像，辅助绞吸船砂施工；其中，所述绞吸船的铰刀头位于所述扫描区域内。

本实施例的声呐系统21包括声呐探头211和声呐控制单212元，所述声呐探头211用于以第一频率发送声波信号，以获取扫描区域的回波信号，并将所述回波信号发送给所述声呐控制单元212；所述声呐控制单元212用于根据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，还用于将所述二维图像以第二频率更新给所述三维图像处理单元22。在本实施例中，所述三维图像处理单元22包括显示器221和计算机222，所述显示器221用于呈现速搜计算机合成的三维图像。

如附图6所示，为本发明的另外一种实施方式，在该实施方式中，辅助绞吸船取砂施工的装置还包括惯导系统24，所述惯导系统24分别与所述声呐系统21和所述三维图像处理单元22连接，用于获取惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头211的位置、姿态和方向；所述三维图像处理单元22还用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像并用于呈现所述三维图像。

其中，所述惯导系统24包括惯导天线241，所述惯导天线241用于提高所述惯导系统24的导航性能，所述惯导系统24是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系，根据加速度计输出运载体在导航坐标系中的速度和位置。在本实施例中，通过惯导系统24进行姿态修正，以消除绞吸船在施工时纵横摇摆的影响。

为了便于理解，在具体介绍本实施例提供的一种辅助绞吸船取砂施工的装置的各组成部件的连接关系之前，先简要介绍一下本实施例选用声呐系统的理论依据。

发明人经研究发现，其他探测手段的作用距离都很短，比如光在水中的穿透能力非常有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；再比如电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，根据资料记载，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段；由此可见，在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。进一步地，声呐是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。因此，声呐系统是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

声呐系统一般由换能器基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。所述换能器基阵由换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列行，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分。电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统。辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声呐导流罩等。

其中，所述换能器是声呐中的重要器件，它是声能与其它形式的能如机械能、电能、磁能等相互转换的装置。所述换能器其中一个功能是在水下发射声波，称为“发射换能器”，相当于空气中的扬声器；另外一个功能是在水下接收声波，称为“接收换能器”，相当于空气中的传声器(俗称“听筒”)。在实际使用时，所述换能器通常同时用于发射和接收声波。

主动声呐技术能够用来探测水下目标，指声呐主动发射声波“照射”目标，而后接收水中目标反射的回波时间，以及回波参数进而用于测定目标的参数，并测定其距离、方位、航速、航向等运动要素。即主动声呐发射某种形式的声信号.利用信号在水下传播途中障碍物或目标反射的回波来进行探测。由于目标信息保存在回波之中，所以可根据接收到的回波信号来判断目标的存在，并测量或估计目标的距离、方位、速度等参量。具体地，通过回波信号与发射信号间的时延推知目标的距离，由回波波前法线方向可推知目标的方向，而由回波信号与发射信号之间的频移可推知目标的径向速度。此外，由回波的幅度、相位及变化规律，可以识别出目标的外形、大小、性质和运动状态。

接下来，具体说明本实施例提供的一种辅助绞吸船取砂施工的装置，在绞吸船上具体布局的其中一种实施方式。如图7所示，为本实施例的一种辅助绞吸船取砂施工的装置的绞吸船布局结构示意图，本实例的绞吸船1包括驾驶室13、甲板14以及铰刀头11。为了更便于辅助绞吸船取砂施工，将所述辅助绞吸船取砂施工的装置认为远程端和本地端，其中，所述远程端设置在绞吸船1的甲板14的杂物仓中，用于所述三维图像的获取；所述本地端设置在所述绞吸船1的驾驶室13内，用于呈现所述三维图像，所述远程端和所述本地端通过远程传输设备23的高速传输网线通信连接。

在本实施例中，所述远程传输设备23用于将所述远程端的所述三维图像传递到本地端。所述远程传输设备23包括第一远程传输视频交换机231、第二远程传输视频交换机232、高速传输网线233，其中，第一远程传输视频交换机231和第二远程视频交换机232通过所述高速网线233连接。显然地，通过高速传输网线233在所述远程端和所述本地端进行三维图像的传输并非本发明的限制，在其他实施方式中，也可以通过无线传输方式将所述三维图像从所述远程端传输到所述本地端。

如图8所示，为本实施例提供的一种辅助绞吸船取砂施工的装置的所述本地端在驾驶室的布局结构示意图，从图8中可以看出，所述本地端通过所述高速传输网线233与所述第二远程传输视频交换机232连接的第一远程传输视频交换机231，与所述第一远程传输视频交换机231连接的显示器221，以及与所述第一远程视频交换机231连接的键盘234和鼠标235。其中，所述第一远程传输视频交换机231用于接收所述第二远程传输视频交换机232通过所述高速传输网线233传输的所述三维图像，所述键盘234和所述鼠标235用于控制所述第一远程视频传输交换机231，所述显示器221用于显示所述三维图像，使得在所述驾驶室中就可以清楚得了解所述绞刀头11附近的砂堆形态，及时调整作业顺序，避免“闷车”，为现安全施工提供可视化的直观指导，提高工作效率和施工质量。

如图9所示，为本实施例提供的一种辅助绞吸船取砂施工的装置的所述远程端在甲板的布局结构示意图，从图9中可以看出，所述远程端包括声呐系统21，所述声呐系统21包括声呐探头211、声呐控制单元212、云台控制器214以及连接声呐探头211和声呐控制单元212的电缆线213；所述远程端还包括计算机222、与所述计算机222连接的第二远程传输视频交换机232；所述声呐控制单元212与所述计算机222通讯连接。特别地，在本实施例中，所述远程端安装在绞吸船1右前侧压水仓的前仓壁中部，较佳地，在所述绞吸船1右前侧压水仓的前仓壁中部焊接固定支架，所述远程端安装在所述固定支架上。

在辅助绞吸船取砂施工时，接通通讯电缆至计算机222，打开源，通过所述声呐控制单元212对所述云台控制器214发生指令，进行换能器方向的调整，所述声呐控制单元212通过调整所述声呐探头的相关参数，来获取清晰影像。

所述第二远程传输视频交换机232与所述计算机222连接，用于将所计算机获取的所述三维图像通过所述高速传输网线233传输到所述本地端。

本实施例的所述辅助绞吸船取砂施工的装置还包括惯导系统24，所述惯导系统24的惯导天线241与所述声呐控制单元212连接，所述惯导系统24输出的位置、姿态及艏向数据通过串口线输出所述声呐控制单元212，所述声呐控制单元212将惯导数据、声呐原始数据进行处理。

较佳地，本实施例的所述远程端设置在甲板14的杂物仓内，无需改变所述绞吸船当前的结构和布局。

需要特别指出的是，本实施例中的所述三维图像处理单元22包括本地端的显示器221及所述远程端的计算机222。

特别地，本实施例中将所述辅助绞吸船取砂施工的装置分别设置在驾驶室和甲板仅是实现方式之一，并不是本发明的限制，在其他的实施方式中，也可以将所述辅助绞吸船取砂施工的装置统一放置在甲板或绞吸船的其他合适位置。

另外，在本实施例中，所述声呐系统21采用的是Echoscope实时3D声呐。所述Echoscope实时3D声呐的主要技术指标为：频率：可使用控制软件在375kHz和610kHz之间切换，波束数量为128×128，最大探测距离：375kHz频率时120m，610kHz频率时80m，最小探测距离：1m；距离分辨率：3cm；更新速率可达12Hz；视场角：50°×50°，50°×25°，25°×25°(可使用软件进行切换)；波束间角：0.39°或0.19°(取决于视场角)实际的探测距离取决于探测目标的尺寸、反射率和应用场景需要的精细程度。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

综上，上述实施例对本发明提供的一种辅助绞吸船取砂施工的方法及装置的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将声呐探头放入水下，并使得铰刀头位于所述声呐探头的扫描区域内；

步骤S2：所述声呐探头以第一频率发射声波信号，以得到所述扫描区域的回波信号；

步骤S3：依据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，并将所述二维图像以第二频率更新；

步骤S4：根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像，依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工。

2.根据权利要求1所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S1中，所述将声呐探头放入水下包括将所述声呐探头放入水面下方[1.0m,2.0m]的深度。

3.根据权利要求1所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S1中所述使得铰刀头位于所述声呐探头的测量范围内包括：所述声呐探头位于所述铰刀头前进方向的右侧[4m,11m]，且位于所述铰刀头前方[10m,16m]。

4.根据权利要求1所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S2中，所述声呐探头以第一频率发送声波信号，包括所述第一频率≥375kHz。

5.根据权利要求4所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S2中，所述声呐探头以第一频率发送声波信号，所述声波信号的参数包括，波束数量为128×128，视场角为50°×50°，以波束间角为0.39°间隔排列。

6.根据权利要求1所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S3中，所述第二频率≥20Hz。

7.根据权利要求1所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S3还包括通过惯导系统获取所述声呐探头的惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头的位置、姿态和方向。

8.根据权利要求7所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，其特征在于，步骤S4所述根据以所述第二频率更新的所述二维图像，还包括根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像。

9.一种辅助绞吸船取砂施工的装置，其特征在于，用于执行如权利要求1-8任一项所述的辅助绞吸船取砂施工的方法，包括：声呐系统和三维图像处理单元，所述声呐系统安装在绞吸船上，所述三维处理单元与所述声呐系统通信连接，其中，所述声呐系统包括声呐探头和声呐控制单元；

所述声呐探头用于以第一频率发射声波信号，以获取扫描区域的回波信号，并将所述回波信号发送给所述声呐控制单元；

所述声呐控制单元用于根据所述回波信号进行声成像得到所述扫描区域的二维图像，还用于将所述二维图像以第二频率更新给所述三维图像处理单元；

所述三维图像处理单元用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像，得到所述扫描区域的三维图像并将其呈现出来；

依据所述三维图像，辅助绞吸船取砂施工；

其中，所述绞吸船的铰刀头位于所述扫描区域内。

10.根据权利要求9所述的辅助绞吸船取砂施工的装置，其特征在于，还包括惯导系统，所述惯导系统与所述声呐系统连接，用于获取惯导数据，所述惯导数据包括所述声呐探头的位置、姿态和方向；

所述三维图像处理单元还用于根据以所述第二频率更新的所述二维图像及所述惯导数据，得到所述扫描区域的三维图像并用于呈现所述三维图像。