CN115571290B - 一种船舶吃水自动检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶吃水自动检测系统及其方法，包括激光检测系统、图像检测系统和融合分析系统，激光检测系统和图像检测系统均与融合分析系统连接，激光检测系统包括激光传感器、角度传感器、以及A/D转化电路，图像检测系统包括CCD摄像机、图像数据压缩模块、以及图像截取模块，融合分析系统包括获取模块、预处理模块、分析模块、通讯模块和预警模块，本发明利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

Description

一种船舶吃水自动检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及船舶检测技术领域，特别是一种船舶吃水自动检测系统及其方法。

背景技术

目前，船舶超吃水航行的检测方法大致分为水下声呐测量法、超声波阵列检测法、图像分析法和激光检测法；其中激光具有方向性好、相干性好的特点，被越来越多的应用于精准的距离测量领域。通过在船舶上安装多点激光检测装置，或是手持激光检测装置进行多处的吃水深度测量，可以实现船舶吃水深度的精准测量。

然而现有的船舶在航行过程中一般都会受到海风和波浪的影响而摇摆，以及船舶在航行过程中会与海水碰撞出水花，如果风浪较大的话，水花也会比较大，这时候船舶的吃水深度就不好测量，容易受到水花等因素的影响。因此，为了得到较为理想的测量效果，现有的激光检测方法往往采用在船舶两侧沿船首、船中、船尾甲板上均匀布置多个测量点，测量船舶左右多个吃水深度数据。最后在控制系统中对数据进行分析处理，求得平均值作为最终的测量结果。以及现有的图像分析法，通过摄像设备对船体外侧的至少六个吃水线进行取像，并进行技术识别和相应计算获取船舶的吃水量。这种传统的激光或图像分析检测吃水方法存在误差大、检测传感设备多和智能化程度一般的缺点，为此我们提出一种利用图像数据分析和激光斜射融合的船舶吃水自动检测系统及其方法。

发明内容

鉴于上述现有的船舶超吃水航行的检测中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供一种船舶吃水自动检测系统及其方法，其利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，与标准的水尺刻度的距离进行比较，进而得到图像数据分析的吃水检测数据，再将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面提出一种船舶吃水自动检测系统，包括激光检测系统、图像检测系统和融合分析系统，所述激光检测系统和图像检测系统均与所述融合分析系统连接，所述激光检测系统包括用于激光斜射测量距离值的激光传感器、用于检测所述激光传感器倾斜角度值的角度传感器、以及用于转化所述激光传感器的模拟信号的A/D转化电路，所述图像检测系统包括用于获取图像数据的CCD摄像机、用于压缩处理所述CCD摄像机图像数据的图像数据压缩模块、以及用于截取所述图像数据压缩模块中预选区域图像数据的图像截取模块；

所述融合分析系统，包括获取模块、预处理模块、分析模块、通讯模块和预警模块，且所述融合分析系统与上位机连接；所述获取模块用于获取经A/D转化电路转化后的数字信号，和经图像截取模块截取后的两个区域图像信息，两个区域图像信息包括第一区域图像和第二区域图像；所述分析模块基于所述获取模块获取的数据，进行船舶吃水的分析，分析模块包括：

第一计算单元，用于基于激光检测系统的激光斜射至第一区域图像后的计算，输出第一吃水距离值；第二计算单元，用于基于平面投影方法对第二区域图像的计算，输出第二吃水距离值；第三计算单元，用于基于皮尔森相关系数计算方法，计算所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数；比对单元，用于预设所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数的阈值，并根据所述阈值对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果；校准单元，用于对不满足比对单元的比对结果时，对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的校准。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述第一计算单元通过式(1)计算得到检测点至水面的距离值S，并通过式(2)计算得到第一吃水距离值D₁，如下：

其中，S为测量点至水面的距离值，C为激光在空气中的传播速度，t为激光传播来回过程的总时间，cosα为斜射方向与垂直方向夹角的余弦值；

D₁＝L-S (2)；

其中，L为船体底部至测量点的高度值；

所述第二计算单元通过获取预设时间T内的N张监控图片，计算每张图片的吃水深度，并通过式(3)计算得到第二吃水距离值D₂，如下：

其中，H_t为当前时刻t船舶的吃水深度，t₀、t_N分别为预设时间T的开始时刻与结束时刻，W_t为权重函数；

所述第三计算单元通过式(4)计算出第一吃水距离值D₁和第二吃水距离值D₂的相关系数r，如下：

其中，X为第一吃水距离值D₁，Y为第二吃水距离值D₂，

为第一吃水距离值D₁的均值，/>

为第二吃水距离值D₂的均值。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述图像截取模块截取第一区域图像，所述第一区域图像包括在连续视频数据中，截取采样区域内生成的图片特征，图片特征的更新率满足阈值的静态水面图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，所述激光检测系统基于激光斜射区域位置完成激光斜射测量工作；

所述图像截取模块截取第二区域图像，第二区域图像包括在连续视频数据中，截取水面与船舶的交接线，和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述第一吃水距离值D₁的均值

和第二吃水距离值D₂的均值/>

均采用去除最大值和最小值后的均值处理；

所述激光检测系统和图像检测系统对于测量点的检测次数，设为至少10次，采集周期间隔时间为1-20秒。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述预处理模块包括用于去除所述获取模块异常值的异常值剔除单元，所述异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据；

所述通讯模块包括CAN通讯接口，且通讯模块通过CAN通讯接口与上位机连接，所述上位机与声光报警器连接。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述融合分析系统还包括存储模块，用于缓存所述分析模块的历史分析计算结果数据，且存储模块预设存储有所述图像检测系统监测的样本图像数据以及船舶吃水值匹配表，所述样本图像数据包括水面与船舶的交接线和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像。

作为本发明的一种优选方案，其中：对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对所述存储模块中的样本图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；或

计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或初始化所述激光检测系统和图像检测系统对于测量点的检测工作。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述激光检测系统中的激光传感器和角度传感器，以及图像检测系统中的CCD摄像机均安装在同一支架上，支架水平安装在测量点位置，且支架采用电动控制，与上位机连接。

另一方面提出一种船舶吃水自动检测方法，包括：

步骤一，数据获取，通过图像检测系统中的CCD摄像机获取图像数据，通过图像截取模块对于获取图像中的第一区域图像和第二区域图像进行截取，同时通过图像数据压缩模块将CCD摄像机图像数据进行压缩后传输至融合分析系统中；

步骤二，激光斜射自调节，激光检测系统根据第一区域图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，电动调节激光传感器的激光斜射角度，直至将激光传感器的激光斜射点射入激光斜射区域，并进行多次激光斜射测量工作，通过A/D转化电路将激光传感器的模拟信号传输至融合分析系统中；

步骤三，融合分析，通过获取模块获取经A/D转化电路转化后的数字信号，以及第二区域图像信息时，还包括对数据的预处理，通过预处理模块去除获取模块异常值的异常值剔除单元，异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据；通过分析模块中的第一计算单元计算并输出第一吃水距离值，第二计算单元计算并输出第二吃水距离值，并通过第三计算单元计算所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数后，通过比对单元根据阈值对第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果，用于对不满足比对单元的比对结果，通过校准单元对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准后输出融合分析结果，以及通过预警模块进行预警；

校准单元(3035)对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对存储模块中样本的图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；或

计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或初始化激光检测系统和图像检测系统对于测量点的检测工作。

本发明的有益效果：本发明利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，与标准的水尺刻度的距离进行比较，进而得到图像数据分析的吃水检测数据，再将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例中船舶吃水自动检测系统的模块化结构示意图；

图2为本发明实施例中分析模块的模块化结构示意图；

图3为本发明实施例中船舶吃水自动检测系统的应用场景示意图。

图中标号：10、激光检测系统；101、激光传感器；102、角度传感器；103、A/D转化电路；20、图像检测系统；201、CCD摄像机；202、图像数据压缩模块；203、图像截取模块；30、融合分析系统；301、获取模块；302、预处理模块；303、分析模块；3031、第一计算单元；3032、第二计算单元；3033、第三计算单元；3034、比对单元；3035、校准单元；304、通讯模块；305、预警模块；306、存储模块；50、支架。

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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于在船舶超吃水航行的检测中，传统的激光或图像分析检测吃水方法存在误差大、检测传感设备多和智能化程度一般的缺点。基于此，本发明提出了一种船舶吃水自动检测系统及其方法，利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，与标准的水尺刻度的距离进行比较，进而得到图像数据分析的吃水检测数据，再将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

下面通过实施例并结合附图对本方案做进一步具体说明。

参照图1、图2和图3，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种船舶吃水自动检测系统及其方法，船舶吃水自动检测系统包括激光检测系统10、图像检测系统20和融合分析系统30，激光检测系统10和图像检测系统20均与融合分析系统30连接，激光检测系统10包括用于激光斜射测量距离值的激光传感器101、用于检测激光传感器101倾斜角度值的角度传感器102、以及用于转化激光传感器101的模拟信号的A/D转化电路103，图像检测系统20包括用于获取图像数据的CCD摄像机201、用于压缩处理CCD摄像机201图像数据的图像数据压缩模块202、以及用于截取图像数据压缩模块202中预选区域图像数据的图像截取模块203；

本实施例进一步说明地，该图像截取模块203截取第一区域图像，第一区域图像包括在连续视频数据中，截取采样区域内生成的图片特征，图片特征的更新率满足阈值的静态水面图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，激光检测系统10基于激光斜射区域位置完成激光斜射测量工作；图像截取模块203截取第二区域图像，第二区域图像包括在连续视频数据中，截取水面与船舶的交接线，和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像。

本实施例的融合分析系统30包括获取模块301、预处理模块302、分析模块303、通讯模块304和预警模块305，且融合分析系统30与上位机连接；获取模块301用于获取经A/D转化电路103转化后的数字信号，和经图像截取模块203截取后的两个区域图像信息，两个区域图像信息包括第一区域图像和第二区域图像；分析模块303基于获取模块301获取的数据，进行船舶吃水的分析，其中分析模块303包括：

第一计算单元3031，用于基于激光检测系统10的激光斜射至第一区域图像后的计算，输出第一吃水距离值；第二计算单元3032，用于基于平面投影方法对第二区域图像的计算，输出第二吃水距离值；第三计算单元3033，用于基于皮尔森相关系数计算方法，计算第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数；比对单元3034，用于预设第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数的阈值，并根据阈值对第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果；校准单元3035，用于对不满足比对单元3034的比对结果时，对第一吃水距离值和第二吃水距离值的校准。参考图3所示，具体地计算分析如下：

第一计算单元3031通过式(1)计算得到检测点至水面的距离值S，并通过式(2)计算得到第一吃水距离值D₁，如下：

其中，S为测量点至水面的距离值，C为激光在空气中的传播速度，t为激光传播来回过程的总时间，cosα为斜射方向与垂直方向夹角的余弦值；

D₁＝L-S (2)；

其中，L为船体底部至测量点的高度值；

第二计算单元3032通过获取预设时间T内的N张监控图片，计算每张图片的吃水深度，并通过式(3)计算得到第二吃水距离值D₂，如下：

其中，H_t为当前时刻t船舶的吃水深度，t₀、t_N分别为预设时间T的开始时刻与结束时刻，W_t为权重函数；

第三计算单元3033通过式(4)计算出第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数r，如下：

其中，X为第一吃水距离值D₁，Y为第二吃水距离值D₂，

为第一吃水距离值D₁的均值，/>

为第二吃水距离值D₂的均值。

第一吃水距离值D₁的均值

和第二吃水距离值D₂的均值/>

均采用去除最大值和最小值后的均值处理；激光检测系统10和图像检测系统20对于测量点的检测次数，设为至少10次，采集周期间隔时间为1-20秒。

本实施例优选地，预处理模块302包括用于去除获取模块301异常值的异常值剔除单元，异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据；通讯模块304包括CAN通讯接口，且通讯模块304通过CAN通讯接口与上位机连接，上位机与声光报警器连接。

本实施例的融合分析系统30还包括存储模块306，用于缓存分析模块303的历史分析计算结果数据，且存储模块306预设存储有图像检测系统20监测的样本图像数据以及船舶吃水值匹配表，样本图像数据包括水面与船舶的交接线和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像。

本实施例校准单元3035对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对所述存储模块306中的样本图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或或初始化激光检测系统10和图像检测系统20对于测量点的检测工作。

需要强调的是，本实施例的激光检测系统10中的激光传感器101和角度传感器102，以及图像检测系统20中的CCD摄像机201均安装在同一支架50上，支架50水平安装在测量点位置，且支架50采用电动控制，与上位机连接。

基于上述可知，本申请相比传统的船舶吃水检测系统，具有以下优点：1、无需设置多个传感器进行检测，成本相比之下本方案更加的低廉；2、相比传统的图像分析处理或激光的吃水检测，避免了船体底部与水面交接处浪花高度的影响，本申请采用的是斜射平静水面结合图像分析处理的技术方案，具有很好针对性，特别是运行中的浪花较大的船体的吃水检测；3、具有融合分析的系数分析和校准的技术方案，不仅进一步地提高了数据的准确性，减小了误差影响，且更加的智能化得出检测的最终结果；4、该系统为一体式设计可直接架设在船体的吃水线上方，对船舶吃水区域图像以及静态区域水面进行拍摄，并与上位机连接，实现了该系统功能的拓展，有利于船舶吃水检测系统智能化的应用。

本实施例结合上述船舶吃水自动检测系统，还提出该系统的工作方法，如下：

步骤一，数据获取，通过图像检测系统20中的CCD摄像机201获取图像数据，通过图像截取模块203对于获取图像中的第一区域图像和第二区域图像进行截取，同时通过图像数据压缩模块202将CCD摄像机201图像数据进行压缩后传输至融合分析系统30中；

步骤二，激光斜射自调节，激光检测系统10根据第一区域图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，电动调节激光传感器101的激光斜射角度，直至将激光传感器101的激光斜射点射入激光斜射区域，并进行多次激光斜射测量工作，通过A/D转化电路103将激光传感器101的模拟信号传输至融合分析系统30中；

步骤三，融合分析，通过获取模块301获取经A/D转化电路103转化后的数字信号，以及第二区域图像时，还包括对数据的预处理，通过预处理模块302去除获取模块301异常值的异常值剔除单元，异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据；通过分析模块303中的第一计算单元3031计算并输出第一吃水距离值，第二计算单元3032计算并输出第二吃水距离值，并通过第三计算单元3033计算第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数后，通过比对单元3034根据阈值对第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果，用于对不满足比对单元3034的比对结果，通过校准单元3035对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准后输出融合分析结果，以及通过预警模块305进行预警；校准单元(3035)对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对存储模块306中样本的图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或或初始化激光检测系统10和图像检测系统20对于测量点的检测工作。

综上所述，本发明利用图像数据分析和激光斜射融合，不仅能够通过图像处理找到平静的水面结合激光斜射形成激光斜射数据，并且通过图像区域处理后获得船舶吃水区域图像，与标准的水尺刻度的距离进行比较，进而得到图像数据分析的吃水检测数据，再将两种数据通过多组检测的均值处理、系数判定与校准，可以得到准确且可靠的船体检测数据。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，包括激光检测系统(10)、图像检测系统(20)和融合分析系统(30)，所述激光检测系统(10)和图像检测系统(20)均与所述融合分析系统(30)连接，所述激光检测系统(10)包括用于激光斜射测量距离值的激光传感器(101)、用于检测所述激光传感器(101)倾斜角度值的角度传感器(102)、以及用于转化所述激光传感器(101)的模拟信号的A/D转化电路(103)，所述图像检测系统(20)包括用于获取图像数据的CCD摄像机(201)、用于压缩处理所述CCD摄像机(201)图像数据的图像数据压缩模块(202)、以及用于截取所述图像数据压缩模块(202)中预选区域图像数据的图像截取模块(203)；

所述融合分析系统(30)包括获取模块(301)、预处理模块(302)、分析模块(303)、通讯模块(304)和预警模块(305)，且所述融合分析系统(30)与上位机连接；

所述获取模块(301)用于获取经A/D转化电路(103)转化后的数字信号，和经图像截取模块(203)截取后的两个区域图像信息，两个区域图像信息包括第一区域图像和第二区域图像；

所述分析模块(303)基于所述获取模块(301)获取的数据，进行船舶吃水的分析，分析模块(303)包括：

第一计算单元(3031)，用于基于激光检测系统(10)的激光斜射至第一区域图像后的计算，输出第一吃水距离值；所述第一计算单元(3031)通过式(1)计算得到检测点至水面的距离值S，并通过式(2)计算得到第一吃水距离值D₁，如下：

其中，S为测量点至水面的距离值，C为激光在空气中的传播速度，t为激光传播来回过程的总时间，cosα为斜射方向与垂直方向夹角的余弦值；

D₁＝L-S (2)；

其中，L为船体底部至测量点的高度值；

第二计算单元(3032)，用于基于平面投影方法对第二区域图像的计算，输出第二吃水距离值；所述第二计算单元(3032)通过获取预设时间T内的N张监控图片，计算每张图片的吃水深度，并通过式(3)计算得到第二吃水距离值D₂，如下：

其中，H_t为当前时刻t船舶的吃水深度，t₀、t_N分别为预设时间T的开始时刻与结束时刻，W_t为权重函数；

第三计算单元(3033)，用于基于皮尔森相关系数计算方法，计算所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数；所述第三计算单元(3033)通过式(4)计算出第一吃水距离值D₁和第二吃水距离值D₂的相关系数r，如下：

其中，X为第一吃水距离值D₁，Y为第二吃水距离值D₂，

为第一吃水距离值D₁的均值，/>

为第二吃水距离值D₂的均值；

比对单元(3034)，用于预设所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数的阈值，并根据所述阈值对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果；

校准单元(3035)，用于对不满足比对单元(3034)的比对结果时，对所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的校准；

所述融合分析系统(30)还包括存储模块(306)，用于缓存所述分析模块(303)的历史分析计算结果数据，且存储模块(306)预设存储有所述图像检测系统(20)监测的样本图像数据以及船舶吃水值匹配表，所述样本图像数据包括水面与船舶的交接线和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像；所述第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对所述存储模块(306)中的样本图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；或

计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或

初始化所述激光检测系统(10)和图像检测系统(20)对于测量点的检测工作。

2.如权利要求1所述的一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，所述图像截取模块(203)截取第一区域图像，所述第一区域图像包括在连续视频数据中，截取采样区域内生成的图片特征，图片特征的更新率满足阈值的静态水面图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，所述激光检测系统(10)基于激光斜射区域位置完成激光斜射测量工作；

所述图像截取模块(203)截取第二区域图像，第二区域图像包括在连续视频数据中，截取水面与船舶的交接线，和船舶侧面上比例标记线位置区域的图像。

3.如权利要求1所述的一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，所述第一吃水距离值D₁的均值

和第二吃水距离值D₂的均值/>

均采用去除最大值和最小值后的均值处理；

所述激光检测系统(10)和图像检测系统(20)对于测量点的检测次数，设为至少10次，采集周期间隔时间为1-20秒。

4.如权利要求1所述的一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，所述预处理模块(302)包括用于去除所述获取模块(301)异常值的异常值剔除单元，所述异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据；

所述通讯模块(304)包括CAN通讯接口，且通讯模块(304)通过CAN通讯接口与上位机连接，所述上位机与声光报警器连接。

5.如权利要求1所述的一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，所述激光检测系统(10)中的激光传感器(101)和角度传感器(102)，以及图像检测系统(20)中的CCD摄像机(201)均安装在同一支架(50)上，支架(50)水平安装在测量点位置，且支架(50)采用电动控制，与上位机连接。

6.一种船舶吃水自动检测方法，应用于如权利要求1所述的一种船舶吃水自动检测系统，其特征在于，包括：

步骤一，数据获取，通过图像检测系统(20)中的CCD摄像机(201)获取图像数据，通过图像截取模块(203)对于获取图像中的第一区域图像和第二区域图像进行截取，同时通过图像数据压缩模块(202)将CCD摄像机(201)的图像数据进行压缩后传输至融合分析系统(30)中；

步骤二，激光斜射自调节，激光检测系统(10)根据第一区域图像，将第一区域图像生成激光斜射区域，电动调节激光传感器(101)的激光斜射角度，直至将激光传感器(101)的激光斜射点射入激光斜射区域，并进行多次激光斜射测量工作，通过A/D转化电路(103)将激光传感器(101)的模拟信号传输至融合分析系统(30)中；

步骤三，融合分析，通过获取模块(301)获取经A/D转化电路(103)转化后的数字信号，以及第二区域图像，通过分析模块(303)中的第一计算单元(3031)计算并输出第一吃水距离值，第二计算单元(3032)计算并输出第二吃水距离值，并通过第三计算单元(3033)计算所述第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数后，通过比对单元(3034)根据阈值对第一吃水距离值和第二吃水距离值的相关系数进行阈值比对，输出比对结果，用于对不满足比对单元(3034)的比对结果，通过校准单元(3035)对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准后输出融合分析结果，以及通过预警模块(305)进行预警；

校准单元(3035)对第一吃水距离值和第二吃水距离值进行校准，具体地校准通过比对存储模块(306)中样本的图像数据，关联相应的样本图像数据后，输出船舶吃水值匹配表中对应的船舶吃水值作为校准结果输出；或

计算第一吃水距离值和第二吃水距离值与对应均值的差值，选取差值小的第一吃水距离值或第二吃水距离值作为校准结果输出；或初始化激光检测系统(10)和图像检测系统(20)对于测量点的检测工作。

7.如权利要求6所述的一种船舶吃水自动检测方法，其特征在于，通过获取模块(301)获取经A/D转化电路(103)转化后的数字信号，以及第二区域图像信息时，还包括对数据的预处理，通过预处理模块(302)去除获取模块(301)异常值的异常值剔除单元，异常值剔除单元去除误差超过阈值的数据和缺失的数据。

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