CN116680837A - 船舶c型储罐舱容测算方法及装置和控制器 - Google Patents

船舶c型储罐舱容测算方法及装置和控制器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种船舶C型储罐舱容测算方法，包括以下步骤：S1：根据储罐的设计图纸，建立储罐内部空间的三维几何模型；S2：将三维几何模型转换为三维点云格式；S3：通过储罐内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，计算三维点云中位于平面下方的点的数量S1，得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据；S4：使用不同液位高度和不同纵倾角度的组合重复上述S3步骤，生成舱容计算表；S5：实船使用时，测量储罐内液货的当前液位高度和纵倾角度，根据测量得到的液位高度和纵倾角度查询舱容计算表，从而获得储罐内当前液货的体积。本发明还提供一种控制器及船舶C型储罐舱容测算装置。

Description

船舶C型储罐舱容测算方法及装置和控制器
技术领域
本发明涉及储罐容量计算技术领域，尤其是涉及一种船舶C型储罐舱容测算方法及装置和控制器。
背景技术
船舶上的C型储罐多用来储存LNG(液化天然气)、石油、化工原料等液货(即液态货物)。考虑到液货船的横纵倾会造成非满舱装载液体的等体积自由流动，从而导致液货重心、自由液面惯性矩等相关参数发生改变，因此在计算液货船的浮态和稳性时，需要根据船舶当前的横纵倾重新确定非满舱液体的自由液面，从而计算装载液体的参数。
目前，国际上船舶舱容量计算主要有容量比较法和几何测量法。容量比较法是以水为介质，通过标准金属量器来直接传递容量值，每次从标准金属量器注水后，待液面平稳，测量舱内相对应的液面高度，并重复上述步骤直到舱液高达到计量舱高时停止，测量数据经过专用计算机软件处理，给出船舶舱在不同纵倾状态下不同液面的舱容量值。而几何测量法是用钢卷尺或经纬仪等仪器对船舶舱的几何尺寸进行计量，测量数据经过专用计算机软件处理，给出船舶舱在不同纵倾状态下不同液面的舱容量值。然而，容量比较法会耗费大量的水资源，且人工劳动强度大，检测时间长，检定过程繁琐；几何测量法的自动化程度低，也同样存在计算过程繁琐、效率低的问题。
有鉴于此，有必要设计一种快速、准确的船舶C型储罐舱容测算方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种船舶C型储罐舱容测算方法，其能够快速准确地测算储罐内当前液货的体积，同时对舱容计算表存储设备的要求低，大大节省了舱容计算的时间和设备成本。
本发明提供一种船舶C型储罐舱容测算方法，包括以下步骤：
S1：根据储罐的设计图纸，建立所述储罐内部空间的三维几何模型，并根据所述三维几何模型计算所述储罐内部的总舱容V总；
S2：将所述三维几何模型转换为三维点云格式，即使用密集的无体积的点均匀布满整个所述三维几何模型形成三维点云，同时针对所述三维点云建立三维坐标系，并对所述三维点云中的每个点赋予三维坐标；其中，所述三维点云中所有的点的总数量为S；
S3：通过所述储罐内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用所述平面模拟液面；使用所述平面切割所述三维点云，利用所述三维点云中位于所述平面以下的点模拟液货；计算所述三维点云中位于所述平面下方的点的数量S1，并根据V总、S1和S计算所述储罐内液货的体积V，得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据；其中：V＝V总*(S1/S)；
S4：使用不同液位高度和不同纵倾角度的组合重复上述S3步骤，得到不同液位高度和不同纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，并根据所述对应数据生成舱容计算表；
S5：实船使用时，在所述储罐内设置液位传感器和纵倾传感器，分别利用所述液位传感器和所述纵倾传感器测量所述储罐内液货的当前液位高度和纵倾角度，根据测量得到的液位高度和纵倾角度查询所述舱容计算表，从而获得所述储罐内当前液货的体积。
进一步地，上述S2步骤中，所述三维坐标系的X轴平行于所述储罐的径向方向，Y轴平行于所述储罐的轴向方向，Z轴平行于所述储罐的高度方向；
上述S3步骤具体包括：
在所述三维坐标系中选取基准点，并在所述三维坐标系中生成所述平面，所述平面穿过所述基准点，并根据液货的纵倾角度定义所述平面的斜率；所述平面关于Y轴和Z轴的方程式为：a*(y-y1)+z＝z1，a＝tanθ；其中，a为所述平面的斜率，θ表示液货的纵倾角度，y和z分别表示Y轴坐标变量值和Z轴坐标变量值，y1表示所述基准点的Y轴坐标值，z1表示所述基准点的Z轴坐标值；
对上述方程式进行变形，得到M＝a*(y-y1)+z-z1，将所述三维点云中的点的Y轴坐标值和Z轴坐标值代入上式中，若得到的M值小于0，则说明该点位于所述平面下方；将所述三维点云中各个点的Y轴坐标值和Z轴坐标值分别代入上式中，统计所述三维点云中位于所述平面下方的点的数量S1；
根据公式V＝V总*(S1/S)计算所述储罐内液货的体积V，即得到当液货的液位高度为z1、纵倾角度为θ时液货的体积V。
进一步地，上述S4步骤中，通过改变所述基准点的Z轴坐标值，从而模拟改变液货的液位高度，并保持所述基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值不变，且所述基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值分别与所述液位传感器的液位监测点的X轴坐标值和Y轴坐标值保持一致；通过改变所述平面的斜率，从而模拟改变液货的纵倾角度。
进一步地，上述S5步骤中，还在所述储罐内设置有横摇传感器，利用所述横摇传感器测量所述储罐内液货的当前横摇角度，并通过所述横摇角度对所述液位传感器测得的液位高度进行修正；然后根据修正后的液位高度和纵倾角度查询所述舱容计算表，从而获得所述储罐内当前液货的体积。
进一步地，所述储罐为C型储罐，所述储罐的径向截面为圆形；上述S5步骤中，修正后的液位高度H’＝r-(r-H)*cosα，其中，r为所述储罐的半径，H为所述液位传感器测得的液位高度，α为液货的横摇角度。
进一步地，上述S2步骤中，利用泊松盘采样算法将所述三维几何模型转换为所述三维点云格式。
本发明还提供一种控制器，包括：
存储器，所述存储器中存储有指令；
处理器，当所述指令被所述处理器执行时，实现以上所述的船舶C型储罐舱容测算方法。
本发明还提供一种船舶C型储罐舱容测算装置，包括以上所述的控制器；所述船舶C型储罐舱容测算装置还包括用于设置在储罐内的液位传感器、纵倾传感器和横摇传感器，所述液位传感器、所述纵倾传感器和所述横摇传感器分别用于测量所述储罐内液货的当前液位高度、纵倾角度和横摇角度，所述液位传感器、所述纵倾传感器和所述横摇传感器均与所述控制器电信号连接。
本发明提供的船舶C型储罐舱容测算方法，通过将储罐的三维几何模型转换为三维点云格式，并对三维点云中的每个点赋予三维坐标；通过储罐内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用该平面模拟液面，然后使用该平面切割三维点云，根据每个点的三维坐标可以方便地计算得到该点是否位于液面下方，从而统计得到三维点云中位于该平面下方的点的数量S1，然后根据V总、S1和S即可计算储罐内液货的体积V，进而得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，最后形成舱容计算表。在实船使用时，只需要利用液位传感器和纵倾传感器测量储罐内液货的当前液位高度和纵倾角度，通过查询舱容计算表，即可得到储罐内当前液货的体积。该测算方法计算过程简单可靠，能够快速准确地测算储罐内当前液货的体积，而且由于舱容计算表中可只存储液位高度和纵倾角度与液货体积之间的对应数据，不仅加快了舱容计算速度，而且降低了对舱容计算表存储设备的要求，从而大大节省舱容计算的时间和设备成本。
附图说明
图1为本发明实施例中储罐的立体结构示意图。
图2为本发明实施例中储罐的三维点云模型结构示意图。
图3为本发明实施例中储罐的轴截面示意图。
图4为本发明实施例中储罐的径向截面示意图。
图5为本发明实施例中船舶C型储罐舱容测算装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
如图1至图5所示，本发明实施例提供的船舶C型储罐舱容测算方法，尤其适用于C型储罐(即储罐1整体大致呈圆柱形，储罐1的径向截面为圆形)，当然也适用于其它形状的储罐。该船舶C型储罐舱容测算方法包括以下步骤：
S1：根据储罐1的设计图纸，建立储罐1内部空间的三维几何模型，并根据三维几何模型计算储罐1内部的总舱容V总；
S2：将三维几何模型转换为三维点云格式，即使用密集的无体积的点均匀布满整个三维几何模型形成三维点云，同时针对三维点云建立三维坐标系，并对三维点云中的每个点赋予三维坐标；其中，三维点云中所有的点的总数量为S；
S3：通过储罐1内液货(即液体货物)的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用平面模拟液面；使用平面切割三维点云，利用三维点云中位于平面以下的点模拟液货；计算三维点云中位于平面下方的点的数量S1，然后根据V总、S1和S计算储罐1内液货的体积V，即得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据；其中：V＝V总*(S1/S)；
S4：使用不同液位高度和不同纵倾角度的组合重复上述S3步骤，得到不同液位高度和不同纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，并根据对应数据生成舱容计算表(该舱容计算表储存在下述的控制器5中)；
S5：实船使用时，在储罐1内设置液位传感器2和纵倾传感器3，分别利用液位传感器2和纵倾传感器3测量储罐1内液货的当前液位高度和纵倾角度，根据测量得到的液位高度和纵倾角度查询舱容计算表，从而获得储罐1内当前液货的体积。
具体地，本实施例提供的船舶C型储罐舱容测算方法，通过将储罐1的三维几何模型转换为三维点云格式，并对三维点云中的每个点赋予三维坐标；通过储罐1内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用该平面模拟液面，然后使用该平面切割三维点云，根据每个点的三维坐标可以方便地计算得到该点是否位于液面下方，从而统计得到三维点云中位于该平面下方的点的数量S1，然后根据V总、S1和S即可计算储罐1内液货的体积V，进而得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，最后形成舱容计算表。在实船使用时，只需要利用液位传感器2和纵倾传感器3测量储罐1内液货的当前液位高度和纵倾角度，通过查询舱容计算表，即可得到储罐1内当前液货的体积。该测算方法计算过程简单可靠，能够快速准确地测算储罐1内当前液货的体积，而且由于舱容计算表中可只存储液位高度和纵倾角度与液货体积之间的对应数据，不仅加快了舱容计算速度，而且降低了对舱容计算表存储设备(即下述的控制器5)的要求，从而大大节省舱容计算的时间和设备成本。
如图1至图4所示，作为一种实施方式，上述S2步骤中，三维坐标系的X轴平行于储罐1的径向方向，Y轴平行于储罐1的轴向方向，Z轴平行于储罐1的高度方向。
上述S3步骤具体包括：
在三维坐标系中选取基准点(为了方便理解，该基准点示意在图3和图4中；实际上，该基准点应该出现在图2的三维点云模型中)，并在三维坐标系中生成平面(即相当于液面)，平面穿过基准点，即根据该基准点的Y轴坐标值定义平面的高度(也即定义液面的高度)；并根据液货的纵倾角度定义平面的斜率(即利用该平面的斜率模拟液货的纵倾角度)。
参考图3，该平面关于Y轴和Z轴的平面方程式为：a*(y-y1)+z＝z1，a＝tanθ；其中，a为平面的斜率，θ表示液货的纵倾角度，y和z分别表示Y轴坐标变量值和Z轴坐标变量值，y1表示基准点的Y轴坐标值，z1表示基准点的Z轴坐标值。
对上述方程式进行变形，得到M＝a*(y-y1)+z-z1，将三维点云中的点的Y轴坐标值和Z轴坐标值代入上式中，若得到的M值小于0，则说明该点位于平面下方；将三维点云中各个点的Y轴坐标值和Z轴坐标值分别代入上式中，统计三维点云中位于平面下方的点的数量S1；
根据公式V＝V总*(S1/S)计算储罐1内液货的体积V，即得到当液货的液位高度为z1、纵倾角度为θ时液货的体积V。
上述S4步骤中，通过改变基准点的Z轴坐标值，从而模拟改变液货的液位高度，并保持基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值不变(即基准点在X轴方向和Y轴方向上不动，基准点只进行上下移动)，且基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值分别与液位传感器2的液位监测点(例如为液位传感器2的探头)的X轴坐标值和Y轴坐标值保持一致(由于本申请控制液位高度和纵倾角度为变量，而其它参数为常量，故在数据模拟时其它参数保持不变。即在实船运用时，液位传感器2的液位监测点的X轴坐标值和Y轴坐标值需要与基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值保持一致，也即液位传感器2的液位监测点与基准点在同一竖直线上；而根据液位传感器2使用类型的不同，液位传感器2的液位监测点(例如探头)的高度可以是固定的，也可以是跟随液位上下浮动的)。同时，通过改变平面的斜率，从而模拟改变液货的纵倾角度。
如图4及图5所示，作为一种实施方式，上述S5步骤中，还在储罐1内设置有横摇传感器4，利用横摇传感器4测量储罐1内液货的当前横摇角度，并通过横摇角度对液位传感器2测得的液位高度进行修正；然后根据修正后的液位高度和纵倾角度查询舱容计算表，从而获得储罐1内当前液货的体积。
具体地，由于船舶在航行过程中，储罐1内的液货除了会出现纵倾外，还会出现横摇(也即侧倾)，故需要设置横摇传感器4测量液货的横摇角度，并根据横摇角度对液位传感器2测得的液位高度进行修正，以保证测算结果的准确性。同时，舱容计算表只需存储液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，无需存储横摇角度与液货体积V之间的对应数据(在实船运用时，根据横摇传感器4测得的横摇角度对液位高度实时修正即可)，从而大大减少数据量，进而大大减少所需要的存储资源。
如图4所示，作为一种实施方式，储罐1为C型储罐，储罐1的径向截面为圆形。上述S5步骤中，修正后的液位高度H’＝r-(r-H)*cosα，其中，r为储罐1的半径，H为液位传感器2测得的液位高度，α为液货的横摇角度。需要说明的是，由于C型储罐的横截面为圆形，储罐1内的液货在横摇后可视为储罐1整体进行旋转，故可通过上述公式修正液位高度；若储罐1为其它形状，则可能需要通过其它方式进行计算。
作为一种实施方式，上述S1步骤中，储罐1内部的总舱容V总可通过三维建模软件对三维几何模型进行测量计算得到。
作为一种实施方式，上述S2步骤中，利用泊松盘采样算法(也即泊松圆盘采样算法)将三维几何模型转换为三维点云格式。
具体地，泊松盘采样算法是一种用于生成随机点集的算法，它可以用于许多应用领域，如计算机图形学、计算机视觉、地理信息系统等。泊松盘采样算法的原理是基于泊松分布的随机采样，泊松分布是一种描述随机事件发生次数的概率分布，它的特点是事件发生的概率与时间或空间的长度成正比。在泊松盘采样算法中，将空间分成若干个小区域，每个区域内只能有一个采样点；然后，我们在每个区域内随机生成一个点，并检查该点是否与其他点的距离大于一定的阈值；如果满足条件，则将该点添加到采样点集中，否则重新生成一个点。这个过程不断重复，直到达到预设的采样点数或无法再添加新的点为止。泊松盘采样算法的优点是可以生成均匀分布的随机点集，并且可以控制点的密度。
以下举例说明上述计算过程：
提供一个储罐1，该储罐1为C型储罐；根据储罐1的设计图纸，建立储罐1内部空间的三维几何模型，储罐1的直径为12800mm(即半径为6400mm)，通过三维建模软件测得储罐1的总舱容为2850m3。
将三维几何模型采用泊松盘采样算法转换为三维点云格式，使点均匀布满整个三维几何模型，点总数为41832个，并对每个点赋予三维坐标。
根据液位高度和纵倾角度以及液位传感器2的液位监测点在储罐1中的位置，定义一个平面。本实施例中，液位传感器2的液位监测点位于横向中心位置(参看图4，即液位传感器2的液位监测点位于储罐1的中轴线上)。如图3及图4所示，以储罐1的底部中心为圆心建立三维坐标系，在三维坐标系中选取基准点，该基准点的Y轴坐标和Z轴坐标分别为(3500，2800)，即该基准点在水平方向上距离储罐1中心3500mm，在竖直方向上距离储罐1底部2800mm；纵倾角度为10°；则该平面关于Y轴和Z轴的方程式为：
tan10°*(y-3500)+z＝2800；
对上述方程式进行变形，得到M＝tan10°*(y-3500)+z-2800。将三维点云中的点的Y轴坐标值和Z轴坐标值代入上式中，若得到的M值小于0，则说明该点位于平面下方；将三维点云中各个点的Y轴坐标值和Z轴坐标值分别代入上式中，统计三维点云中位于平面下方的点的数量为15855个。与总点数相比，得到储罐1中剩余液货的百分比为：15855/41832*100％＝37.9％，显然可以得到储罐1中剩余液货的体积为：2850*37.9％＝1080m3。
按上述方法将储罐1的液位高度等分为100个，即128mm为一个刻度；将纵倾角度在-15°～15°范围内等分为30份，即1°为一个刻度。使用计算机程序编程，得到各液位高度和纵倾角度的舱容，总计为：100*30＝3000个数据，得到舱容计算表，如下表所示：
液位高度 纵倾角度 舱容(液货体积)
H1 θ1 V1
H2 θ2 V2
… … …
Hn θn Vn
实船使用时，在储罐1中设置液位传感器2、纵倾传感器3和横摇传感器4，测得储罐1中液货的液位高度H、横摇角度α及纵倾角度θ；由于C型储罐的横截面为圆形，故储罐1内的液货在横摇后可视为储罐1整体进行旋转，计算修正后的液位高度H’＝6400-(6400-H)*cosα。然后根据修正后的液位高度H’和纵倾角度θ查询上述舱容计算表，即可获得储罐1内当前液货的体积。
由于液位高度可通过横摇角度α计算后进行修正，故舱容计算表中无需存储横摇角度与液货体积V之间的对应数据，使得控制器5的存储规模减小了数十倍，大大减少了所需要的存储资源。
本发明实施例还提供一种控制器5，包括：
存储器，所述存储器中存储有指令；
处理器，当所述指令被所述处理器执行时，实现如以上所述的船舶C型储罐舱容测算方法。
如图5所示，本发明实施例还提供一种船舶C型储罐舱容测算装置，包括上述的控制器5。所述船舶C型储罐舱容测算装置还包括用于设置在储罐1内的液位传感器2、纵倾传感器3和横摇传感器4，液位传感器2、纵倾传感器3和横摇传感器4分别用于测量储罐1内液货的当前液位高度、纵倾角度和横摇角度，液位传感器2、纵倾传感器3和横摇传感器4均与控制器5电信号连接。
本发明实施例提供的船舶C型储罐舱容测算方法，通过将储罐1的三维几何模型转换为三维点云格式，并对三维点云中的每个点赋予三维坐标；通过储罐1内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用该平面模拟液面，然后使用该平面切割三维点云，根据每个点的三维坐标可以方便地计算得到该点是否位于液面下方，从而统计得到三维点云中位于该平面下方的点的数量S1，然后根据V总、S1和S即可计算储罐1内液货的体积V，进而得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，最后形成舱容计算表。在实船使用时，只需要利用液位传感器2和纵倾传感器3测量储罐1内液货的当前液位高度和纵倾角度，通过查询舱容计算表，即可得到储罐1内当前液货的体积。该测算方法计算过程简单可靠，能够快速准确地测算储罐1内当前液货的体积，而且由于舱容计算表中可只存储液位高度和纵倾角度与液货体积之间的对应数据，不仅加快了舱容计算速度，而且降低了对舱容计算表存储设备(即下述的控制器5)的要求，从而大大节省舱容计算的时间和设备成本。
同时，通过设置横摇传感器4测量液货的横摇角度，并根据横摇角度对液位传感器2测得的液位高度进行修正，以保证测算结果的准确性。同时，舱容计算表只需存储液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，无需存储横摇角度与液货体积V之间的对应数据(在实船运用时，根据横摇传感器4测得的横摇角度对液位高度实时修正即可)，从而大大减少数据量，进而大大减少所需要的存储资源。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据储罐的设计图纸，建立所述储罐内部空间的三维几何模型，并根据所述三维几何模型计算所述储罐内部的总舱容V总；
S2：将所述三维几何模型转换为三维点云格式，即使用密集的无体积的点均匀布满整个所述三维几何模型形成三维点云，同时针对所述三维点云建立三维坐标系，并对所述三维点云中的每个点赋予三维坐标；其中，所述三维点云中所有的点的总数量为S；
S3：通过所述储罐内液货的液位高度和纵倾角度这两个广义坐标定义一个平面，利用所述平面模拟液面；使用所述平面切割所述三维点云，利用所述三维点云中位于所述平面以下的点模拟液货；计算所述三维点云中位于所述平面下方的点的数量S1，并根据V总、S1和S计算所述储罐内液货的体积V，得到液位高度和纵倾角度与液货体积V之间的对应数据；其中：V＝V总*(S1/S)；
S4：使用不同液位高度和不同纵倾角度的组合重复上述S3步骤，得到不同液位高度和不同纵倾角度与液货体积V之间的对应数据，并根据所述对应数据生成舱容计算表；
S5：实船使用时，在所述储罐内设置液位传感器和纵倾传感器，分别利用所述液位传感器和所述纵倾传感器测量所述储罐内液货的当前液位高度和纵倾角度，根据测量得到的液位高度和纵倾角度查询所述舱容计算表，从而获得所述储罐内当前液货的体积。
2.如权利要求1所述的船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，上述S2步骤中，所述三维坐标系的X轴平行于所述储罐的径向方向，Y轴平行于所述储罐的轴向方向，Z轴平行于所述储罐的高度方向；
上述S3步骤具体包括：
在所述三维坐标系中选取基准点，并在所述三维坐标系中生成所述平面，所述平面穿过所述基准点，并根据液货的纵倾角度定义所述平面的斜率；所述平面关于Y轴和Z轴的方程式为：a*(y-y1)+z＝z1，a＝tanθ；其中，a为所述平面的斜率，θ表示液货的纵倾角度，y和z分别表示Y轴坐标变量值和Z轴坐标变量值，y1表示所述基准点的Y轴坐标值，z1表示所述基准点的Z轴坐标值；
对上述方程式进行变形，得到M＝a*(y-y1)+z-z1，将所述三维点云中的点的Y轴坐标值和Z轴坐标值代入上式中，若得到的M值小于0，则说明该点位于所述平面下方；将所述三维点云中各个点的Y轴坐标值和Z轴坐标值分别代入上式中，统计所述三维点云中位于所述平面下方的点的数量S1；
根据公式V＝V总*(S1/S)计算所述储罐内液货的体积V，即得到当液货的液位高度为z1、纵倾角度为θ时液货的体积V。
3.如权利要求2所述的船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，上述S4步骤中，通过改变所述基准点的Z轴坐标值，从而模拟改变液货的液位高度，并保持所述基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值不变，且所述基准点的X轴坐标值和Y轴坐标值分别与所述液位传感器的液位监测点的X轴坐标值和Y轴坐标值保持一致；通过改变所述平面的斜率，从而模拟改变液货的纵倾角度。
4.如权利要求1所述的船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，上述S5步骤中，还在所述储罐内设置有横摇传感器，利用所述横摇传感器测量所述储罐内液货的当前横摇角度，并通过所述横摇角度对所述液位传感器测得的液位高度进行修正；然后根据修正后的液位高度和纵倾角度查询所述舱容计算表，从而获得所述储罐内当前液货的体积。
5.如权利要求4所述的船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，所述储罐为C型储罐，所述储罐的径向截面为圆形；上述S5步骤中，修正后的液位高度H’＝r-(r-H)*cosα，其中，r为所述储罐的半径，H为所述液位传感器测得的液位高度，α为液货的横摇角度。
6.如权利要求1所述的船舶C型储罐舱容测算方法，其特征在于，上述S2步骤中，利用泊松盘采样算法将所述三维几何模型转换为所述三维点云格式。
7.一种控制器，其特征在于，包括：
存储器，所述存储器中存储有指令；
处理器，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的船舶C型储罐舱容测算方法。
8.一种船舶C型储罐舱容测算装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的控制器；所述船舶C型储罐舱容测算装置还包括用于设置在储罐内的液位传感器、纵倾传感器和横摇传感器，所述液位传感器、所述纵倾传感器和所述横摇传感器分别用于测量所述储罐内液货的当前液位高度、纵倾角度和横摇角度，所述液位传感器、所述纵倾传感器和所述横摇传感器均与所述控制器电信号连接。
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CN117571085A (zh) * 2023-12-06 2024-02-20 广州市航易信息科技有限公司 一种大型船舶用自动液位矫正机构及其方法
CN117571085B (zh) * 2023-12-06 2024-05-28 广州市航易信息科技有限公司 一种大型船舶用自动液位矫正机构及其方法

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