CN117251943B - 一种水线位置波动曲线仿真方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水线位置波动曲线仿真方法、装置和电子设备，涉及仿真/设计优化技术领域。方法包括：获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及仿真/设计优化技术领域，尤其涉及一种水线位置波动曲线仿真方法、装置和电子设备。
背景技术
船舶水尺刻划于船体两舷侧，用于计量船舶装载量的特殊表尺。水面与水尺面刻度的交线通常称为水线，水线与水尺面刻度相交的位置（或称水线位置）是确定水尺读数的关键。
在船舶所处水域存在风浪情况下，通常通过仿真手段获取水线位置波动曲线，进而基于水线位置波动曲线获取水尺读数。具体来说，首先获取一段时间内的多个水尺读数作为对应时刻的水线位置，再利用这多个水线位置进行曲线仿真处理得到该段时间内的水线位置波动曲线，然后再对仿真得到的水线位置波动曲线进行处理得到最终的水尺读数。
但是，上述通过仿真获取的水线位置波动曲线过程中，由于仅考虑到风浪带来的水线的波动，获取的水线位置波动曲线不能反应水线位置波动的实际情况，导致最终所获取得到的水尺读数准确度较低，降低了水尺读数获取的准确性和可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水线位置波动曲线仿真方法、装置和电子设备，以解决现有仅考虑到风浪带来的水线的波动，导致最终所获取得到的水尺读数准确度较低的问题。
第一方面，本发明提供一种水线位置波动曲线仿真方法，包括：
获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；
在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；
基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；
分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；
对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。
采用上述技术方案的情况下，本发明实施例提供的水线位置波动曲线仿真方法，获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。通过对船舶进行风浪仿真和水尺读数进行仿真对水尺读数进行校正，可以通过水尺读数仿真确定水线位置波动曲线，消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，并且通过模拟船舶处于风浪状态下的姿态，获取对应的水尺面的变化情况，消除水尺在风浪影响下摇晃或者倾斜时带来的读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线，包括：
对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数；
基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型；
基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型；
运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线，包括：
运行所述船舶风浪模型，按照预设采样频率获取各个所述水尺对应的多个第一水尺读数；
基于所述外形参数对多个所述第一水尺读数进行数据换算处理，确定每个所述第一水尺读数对应的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值；
对多个所述距离改变值进行数据拟合处理，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在所述预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数，包括：
按照预设选取条件在所述水尺读数变化区间数据中确定预估船舶水尺读数；
基于所述预估船舶水尺读数结合阿基米德原理确定所述目标船舶对应的所述载重参数。
在一种可能的实现方式中，所述分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线，包括：
分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；
基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线，包括：
基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配；
获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标；
获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标；
基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线，包括：
分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；
分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；
基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数，包括：
对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据；
分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数；
将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数。
第二方面，本发明还提供一种水线位置波动曲线仿真装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；
第一确定模块，用于在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；
第二确定模块，用于基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；
融合模块，用于分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；
第二获取模块，用于对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。
在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块包括：
第一确定子模块，用于对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数；
第一仿真子模块，用于基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型；
第二仿真子模块，用于基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型；
第二确定子模块，用于运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第二确定子模块包括：
第一获取单元，用于运行所述船舶风浪模型，按照预设采样频率获取各个所述水尺对应的多个第一水尺读数；
第一确定单元，用于基于所述外形参数对多个所述第一水尺读数进行数据换算处理，确定每个所述第一水尺读数对应的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值；
第二确定单元，用于对多个所述距离改变值进行数据拟合处理，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在所述预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第一确定子模块包括：
第三确定单元，用于按照预设选取条件在所述水尺读数变化区间数据中确定预估船舶水尺读数；
第四确定单元，用于基于所述预估船舶水尺读数结合阿基米德原理确定所述目标船舶对应的所述载重参数。
在一种可能的实现方式中，所述融合模块包括：
第三确定子模块，用于分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；
融合子模块，用于基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述融合子模块包括：
匹配单元，用于基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配；
第二获取单元，用于获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标；
第三获取单元，用于获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标；
第五确定单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第五确定单元包括：
波峰纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；
波谷纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；
曲线拟合子单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第二获取模块包括：
第四确定子模块，用于对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据；
第五确定子模块，用于分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数；
目标水尺读数确定子模块，用于将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得执行第一方面任一可能的实现方式描述的水线位置波动曲线仿真方法。
本发明实施例提供的方案，获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。该方案在通过仿真获取目标水线位置波动曲线过程中，一方面考虑了风浪带来的水线位置波动的影响，仿真获取的初始的水线位置波动曲线，另一方面考虑了风浪对船舶姿态（摇晃或倾斜等）的影响，仿真获取了水尺面变化曲线，并通过匹配和融合初始的水线位置波动曲线和水尺面变化曲线，得到目标水线位置波动曲线，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的一种水线位置波动曲线仿真方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提供的另一种水线位置波动曲线仿真方法的流程示意图；
图3示出了本发明实施例提供的一种水线位置波动曲线仿真装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；
图5为本发明实施例提供的芯片的结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在风浪情况下对船舶进行水尺读数时，现有技术仅考虑到风浪会引起水面的波动，即风浪带来的水尺面附近水线的波动对水尺读数的影响。而在实际策水尺测量过程中，风浪会引起船舶姿态或大或小的变化，例如船身的摇晃或倾斜，这将导致水尺面相对于预设基准面水平面的相对距离的变化，进而导致水尺读数不准。针对上述问题，本发明实施例的方案，在仿真获取水线位置波动曲线的过程中引入了水尺面变化曲线，提出了一种新的水线位置波动曲线仿真方案，下面将对该方案进行详细描述。
图1示出了本发明实施例提供的一种水线位置波动曲线仿真方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101：获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数。
其中，所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向等。具体的，风浪周期指的是一整个风浪从开始到结束所需的时间，通常以秒为单位；浪高指的是波浪顶部到波谷底部的距离，通常以米为单位；波长指的是波峰之间或波谷之间的水平距离，通常以米为单位；波向指的是波浪传播的方向，通常用角度表示。所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数等。
具体地，船舶的外形参数可以通过船舶的CAD设计图纸获取，该设计图纸中包含了用于船舶外形仿真的各种船舶尺寸和船舶形状等参数，同时也包含了船舶上个水尺的设置位置参数，该设置位置参数可以指示各水尺与船舶船体的相对位置，并包含水尺自身的尺寸和刻度。
步骤102：在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据。
其中，水尺读数变化区间数据为水尺在一定时间段内的数值变化区间，具体的，各个水尺的大致的水尺读数变化区间可以通过人工目测读取，具体来说，可以通过采集各水尺在一定时间段内的目视读数，由于目视读数不用考虑排出水面波动影响，进而可以获取一个水尺读数变化区间，可以用于后续仿真时确定仿真船舶的大致载重情况。
在本发明中，水线位置波动曲线指的是横轴为时间，纵轴为各个时间点对应的水尺的水线位置，该曲线可以体现出水尺在一定时间段内的水线位置波动情况，具体的，可以基于预设时间段内的每个水尺的水尺读数，结合各水尺面的刻度进行仿真，得到水线波动模型，进一步的，在运行该水线波动模型的过程中，可以采集一定时间段内的水线位置，并对各水线位置进行拟合得到水线位置波动曲线。具体来说，本步骤的仿真不考虑船舶受风浪的影响，可以认为船舶姿态始终保持不变。
步骤103：基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线。
在本发明中，对于每个所述水尺，可以根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数；基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型；基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型；运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
步骤104：分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线。
在本发明中，分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
步骤105：对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。
在本发明中，对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据，分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数，将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数，可以消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，以及风浪引起的船舶姿态变化导致的水尺面的波动带来的水尺读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确。
综上所述，本发明实施例提供的水线位置波动曲线仿真方法，获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。通过对船舶进行风浪仿真和水尺读数进行仿真对水尺读数进行校正，可以通过水尺读数仿真确定水线位置波动曲线，消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，并且通过模拟船舶处于风浪状态下的姿态，获取对应的水尺面的变化情况，消除水尺在风浪影响下摇晃或者倾斜时带来的读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
图2示出了本发明实施例提供的另一种水线位置波动曲线仿真方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
步骤201：获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数。
其中，所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向。具体的，风浪周期指的是一整个风浪从开始到结束所需的时间，通常以秒为单位；浪高指的是波浪顶部到波谷底部的距离，通常以米为单位；波长指的是波峰之间或波谷之间的水平距离，通常以米为单位；波向指的是波浪传播的方向，通常用角度表示。
在本发明中，可以通过以下几种方式单独获取风浪参数，或将各种方式获取的风浪参数进行融合后确定最终的风浪参数。
具体的，可以包括以下获取方式：方式一为现场观测和测量，通过在现场布置传感器和测量设备，直接观测和记录水域的风浪参数，例如，使用风速计和波浪计等设备来测量风速、风向、浪高和浪向等参数。
方式二为遥感技术和卫星图像，可以利用遥感技术和卫星图像获取大范围的水域风浪参数，例如，通过分析卫星图像中的海面纹理和颜色，进一步可以估算风浪的大小和方向。
方式三为数值模拟和计算，可以利用气象和海洋动力学模型，对水域的风浪状况进行数值模拟和计算，得到风浪参数的预测值，例如，利用波浪模型、风浪模型等来计算风浪的大小、方向、周期等参数。
方式四为调查和统计：通过调查和统计过往的风浪数据，建立风浪数据库，从而获取水域的平均风浪参数或极端风浪参数，例如，通过收集历史气象数据、船舶航行数据等来分析水域的风浪状况。
需要说明的是，可以根据实际应用需求和条件选择合适的方式获取水域的风浪参数，本发明实施例对其不作具体限定。
在本发明中，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数。
步骤202：在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据。
其中，水尺读数变化区间数据为水尺在一定时间段内的数值变化区间，具体的，各个水尺的大致的水尺读数变化区间可以通过人工目测读取，具体来说，可以通过采集各水尺在一定时间段内的目视读数，由于目视读数不用考虑排出水面波动影响，进而可以获取一个水尺读数变化区间，可以用于后续仿真时确定仿真船舶的大致载重情况。
在本发明中，水线位置波动曲线指的是横轴为时间，纵轴为各个时间点对应的水尺的水线位置，该曲线可以体现出水尺在一定时间段内的水线位置波动情况，具体的，可以基于预设时间段内的每个水尺的水尺读数，结合各水尺面的刻度进行仿真，得到水线波动模型，进一步的，在运行该水线波动模型的过程中，可以采集一定时间段内的水线位置，并对各水线位置进行拟合得到水线位置波动曲线。具体来说，本步骤的仿真不考虑船舶受风浪的影响，可以认为船舶姿态始终保持不变。
步骤203：对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数。
在本发明中，可以通过以下步骤训练确定所述目标船舶对应的载重参数，具体包括：
步骤A1：按照预设选取条件在所述水尺读数变化区间数据中确定预估船舶水尺读数。
其中，预设选取条件可以为随机选取，还可以为水尺读数变化区间数据中的中间读数，也可以为按照预设比例进行读数选取，本发明实施例对比不作具体限定，可以根据实际应用场景做具体设置。
步骤A2：基于所述预估船舶水尺读数结合阿基米德原理确定所述目标船舶对应的所述载重参数。
步骤204：基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型。
在本发明中，可以将载重参数和外形参数输入至仿真工具中，对目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到初始船舶风浪模型。
具体的，船舶CFD仿真软件是通过计算流体力学方法，模拟船体与风浪相互作用的流场和受力情况。常见的软件可以包括ANSYS Fluent、Open FOAM等。船舶运动仿真软件是通过数值模拟方法，预测船舶在不同海况下的姿态响应、稳定性和舒适性等。常见的软件可以包括SHIPMO、MOSES，和WAMIT等。船舶航行模拟器是结合软硬件系统提供真实的船舶操纵感受，模拟船舶在不同海况下的运动。常见的模拟器包括全景视觉系统、操纵台、运动平台等。本申请实施例对具体仿真工具不作限定，可以根据实际应用场景做具体选择。
步骤205：基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型。
在本发明中，在得到初始船舶风浪模型后，可以将风浪参数输入至该初始船舶风浪模型中对当前风浪情况进行仿真，可以得到目标船舶的船舶风浪模型。
步骤206：运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在本发明中，对每个水尺的水尺读数进行仿真指的是对其进行风浪仿真，可以包括船舶拖曳仿真或风浪模拟仿真，以模拟船舶受当前风浪影响的摇晃或倾斜情况，并定量获取船舶各水尺在当前风浪情况下的水尺面相对比无风浪情况时升高或降低数据，拟合得到每个水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线。也即是可以获取船舶受风浪影响时水尺面上升和下降的连续变化情况，为后续误差消除的数据处理过程提供更丰富和准确的数据基础。
需要说明的是，水尺面变化曲线指的是横轴为时间，纵轴为各个时间点对应的水尺的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值，该曲线可以体现出当前风浪情况下的在预设时间区间内的水尺面变化情况。
其中，本发明对预设时间区间的具体数值不作限定，可以根据实际应用场景做具体设置。上述步骤206的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤B1：运行所述船舶风浪模型，按照预设采样频率获取各个所述水尺对应的多个第一水尺读数。
其中，本发明实施例对预设采样频率的具体数值不作限定，可以根据实际应用场景做具体设置。
子步骤B2：基于所述外形参数对多个所述第一水尺读数进行数据换算处理，确定每个所述第一水尺读数对应的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值。
其中，该距离改变值可以包括水尺面相对于预设基准水平面的上升距离或下降距离，需要说明的是，在无风浪情况下，水尺面的各刻度到基准水平面的垂直距离不变，而在有风浪情况下，水尺面的各刻度到基准水平面的距离是随风浪变化的，因此可以通过获取距离改变值来进行进一步的数据拟合，以得到水尺面变化曲线。
子步骤B3：对多个所述距离改变值进行数据拟合处理，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在所述预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在本发明中，可以对多个上升距离和/或下降距离进行数据拟合处理，得到每个水尺在当前风浪情况下的在预设时间区间内的水尺面变化曲线。
步骤207：分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点。
在本发明中，在得到水尺面变化曲线和水线位置波动曲线后，需要确定两者的匹配点，具体的，在仿真后的拟合阶段可以将上述两个曲线拟合为对应的正弦曲线，进一步的，可以通过相关性分析方法对两个正弦曲线的相关性进行分析，例如，可以采用皮尔逊相关系数（Pearson correlation coefficient）法。具体地，可以以某一对应的波动周期的波峰点作为匹配点。
步骤208：基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在本发明中，上述步骤208的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤C1：基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配。
子步骤C2：获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标。
子步骤C3：获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标。
子步骤C4：基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线。
具体的，曲线的波峰对应于风浪的波峰，风浪的波峰使得船舶的水尺面相对于预设基准水平面上升，而实际的水线位置应该参照预设基准水平面，因此实际的水线位置需要加上这部分上升的距离，因此可以分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；曲线的波谷对应于风浪的波谷，风浪的波谷使得船舶的水尺面相对于预设基准水平面下降，而实际的水线位置应该参照预设基准水平面，因此实际的水线位置需要减去这部分下降的距离，因此可以分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线，遵循水尺面波动和水线位置波动的相关性，符合水尺读数原理，可以保证水尺读数的准确性。
步骤209：对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。
在本发明中，可以通过以下子步骤获取最终的目标水尺读数，具体包括：
子步骤D1：对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据。
子步骤D2：分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数。
子步骤D3：将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数，可以消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，以及风浪引起的船舶姿态变化导致的水尺面的波动带来的水尺读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确。
具体的，本发明实施例对水尺的个数不作限制，可以是6个，也可以是其他个数，可以根据具体应用场景做调整。
在本申请中，可以通过对船舶进行风浪仿真和对船舶水尺读数进行仿真以实现对水尺读数的校正，可以通过水尺读数仿真确定水线位置波动曲线，消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，并且通过模拟船舶处于风浪状态下的姿态，获取对应的水尺面的变化情况，消除水尺在风浪影响下摇晃或者倾斜时带来的读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，具体的，通过验证可以得到，本申请提供的水线位置波动曲线仿真方法可以使得水尺读数的读数识别率达到98%，读数准确率在±0.5厘米，计重结果误差小于0.5‰，并且，水尺读数识别时长可以缩短至10-12分钟，以保证水尺读数的准确率和获取速度。
综上所述，本发明实施例提供的水线位置波动曲线仿真方法，获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。通过对船舶进行风浪仿真和水尺读数进行仿真对水尺读数进行校正，可以通过水尺读数仿真确定水线位置波动曲线，消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，并且通过模拟船舶处于风浪状态下的姿态，获取对应的水尺面的变化情况，消除水尺在风浪影响下摇晃或者倾斜时带来的读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
图3示出了本发明实施例提供的一种水线位置波动曲线仿真装置的结构示意图，如图3所示，所述水线位置波动曲线仿真装置300包括：
第一获取模块301，用于获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；
第一确定模块302，用于在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；
第二确定模块303，用于基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；
融合模块304，用于分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；
第二获取模块305，用于对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。
在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块包括：
第一确定子模块，用于对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数；
第一仿真子模块，用于基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型；
第二仿真子模块，用于基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型；
第二确定子模块，用于运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第二确定子模块包括：
第一获取单元，用于运行所述船舶风浪模型，按照预设采样频率获取各个所述水尺对应的多个第一水尺读数；
第一确定单元，用于基于所述外形参数对多个所述第一水尺读数进行数据换算处理，确定每个所述第一水尺读数对应的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值；
第二确定单元，用于对多个所述距离改变值进行数据拟合处理，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在所述预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第一确定子模块包括：
第三确定单元，用于按照预设选取条件在所述水尺读数变化区间数据中确定预估船舶水尺读数；
第四确定单元，用于基于所述预估船舶水尺读数结合阿基米德原理确定所述目标船舶对应的所述载重参数。
在一种可能的实现方式中，所述融合模块包括：
第三确定子模块，用于分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；
融合子模块，用于基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述融合子模块包括：
匹配单元，用于基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配；
第二获取单元，用于获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标；
第三获取单元，用于获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标；
第五确定单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第五确定单元包括：
波峰纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；
波谷纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；
曲线拟合子单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线。
在一种可能的实现方式中，所述第二获取模块包括：
第四确定子模块，用于对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据；
第五确定子模块，用于分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数；
目标水尺读数确定子模块，用于将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数。
综上所述，本发明实施例提供的水线位置波动曲线仿真装置，可以通过第一获取模块，获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数；通过第一确定模块，在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；通过第二确定模块，基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；通过融合模块，分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；通过第二获取模块，对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数。通过对船舶进行风浪仿真和水尺读数进行仿真对水尺读数进行校正，可以通过水尺读数仿真确定水线位置波动曲线，消除风浪引起的水线波动带来的水尺读数误差，并且通过模拟船舶处于风浪状态下的姿态，获取对应的水尺面的变化情况，消除水尺在风浪影响下摇晃或者倾斜时带来的读数误差，使得风浪情况下基于目标水线位置波动曲线获取的水尺读数更加准确，提高了水尺读数获取的准确性和可靠性。
本发明提供的一种水线位置波动曲线仿真装置，用于实现如图1至图2任一所示的水线位置波动曲线仿真方法，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例中的电子设备可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本或者个人数字助理（personaldigital assistant，PDA）等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器（NetworkAttached Storage，NAS）、个人计算机（personal computer，PC）、电视机（television，TV）、柜员机或者自助机等，本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例中的电子设备可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓（Android）操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本发明实施例不作具体限定。
图4示出了本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。如图4所示，该电子设备400包括处理器410。
如图4所示，上述处理器410可以是一个通用中央处理器（central processingunit，CPU），微处理器，专用集成电路（application-specific integrated circuit，ASIC），或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。
如图4所示，上述电子设备400还可以包括通信线路440。通信线路440可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
可选的，如图4所示，上述电子设备还可以包括通信接口420。通信接口420可以为一个或多个。通信接口420可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。
可选的，如图4所示，该电子设备还可以包括存储器430。存储器430用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。
如图4所示，存储器430可以是只读存储器（read-only memory，ROM）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器（random access memory，RAM）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM）、只读光盘（compactdisc read-only memory，CD-ROM）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器430可以是独立存在，通过通信线路440与处理器410相连接。存储器430也可以和处理器410集成在一起。
可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，处理器410可以包括一个或多个CPU，如图4中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，终端设备可以包括多个处理器，如图4中的第一处理器4101和第二处理器4102。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
图5是本发明实施例提供的芯片的结构示意图。如图5所示，该芯片500包括一个或两个以上（包括两个）处理器410。
可选的，如图5所示，该芯片还包括通信接口420和存储器430，存储器430可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供操作指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器（non-volatile random access memory，NVRAM）。
在一些实施方式中，如图5所示，存储器430存储了如下的元素，执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集。
在本发明实施例中，如图5所示，通过调用存储器存储的操作指令（该操作指令可存储在操作系统中），执行相应的操作。
如图5所示，处理器410控制终端设备中任一个的处理操作，处理器410还可以称为中央处理单元（central processing unit，CPU）。
如图5所示，存储器430可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器430的一部分还可以包括NVRAM。例如应用中存储器、通信接口以及存储器通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图5中将各种总线都标为总线系统540。
如图5所示，上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器（digital signal processing，DSP）、ASIC、现成可编程门阵列（field-programmable gate array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述实施例中由终端设备执行的功能。
一方面，提供一种芯片，该芯片应用于终端设备中，芯片包括至少一个处理器和通信接口，通信接口和至少一个处理器耦合，处理器用于运行指令，以实现上述实施例中由水线位置波动曲线仿真方法执行的功能。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘（digital video disc，DVD）；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘（solid state drive，SSD）。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种水线位置波动曲线仿真方法，其特征在于，包括：
获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数，所述设置位置参数用于指示各水尺与船舶船体的相对位置，并包含水尺自身的尺寸和刻度；
在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；
基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；
分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；
对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数；
所述分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线，包括：
分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；
基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线；
所述基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线，包括：
基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配；
获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标；
获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标；
基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线；
所述基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线，包括：
分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；
分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；
基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线；
所述分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点，包括：
在仿真后的拟合阶段将所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线拟合为对应的正弦曲线，通过相关性分析方法对两个正弦曲线的相关性进行分析，确定某一对应的波动周期的波峰点为所述匹配点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线，包括：
对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数；
基于所述载重参数和所述外形参数在仿真工具中对所述目标船舶的船舶姿态进行仿真，得到所述目标船舶的初始船舶风浪模型；
基于所述风浪参数结合所述初始船舶风浪模型在所述仿真工具中对所述目标船舶对应的当前风浪情况进行仿真，得到所述目标船舶的船舶风浪模型；
运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运行所述船舶风浪模型，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在预设时间区间内的所述水尺面变化曲线，包括：
运行所述船舶风浪模型，按照预设采样频率获取各个所述水尺对应的多个第一水尺读数；
基于所述外形参数对多个所述第一水尺读数进行数据换算处理，确定每个所述第一水尺读数对应的水尺面相对于预设基准水平面的距离改变值；
对多个所述距离改变值进行数据拟合处理，确定在所述当前风浪情况下每个所述水尺在所述预设时间区间内的所述水尺面变化曲线。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于每个所述水尺，根据所述水尺对应的所述水尺读数变化区间数据确定所述目标船舶对应的载重参数，包括：
按照预设选取条件在所述水尺读数变化区间数据中确定预估船舶水尺读数；
基于所述预估船舶水尺读数结合阿基米德原理确定所述目标船舶对应的所述载重参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数，包括：
对于每个所述水尺，确定所述目标水线位置波动曲线在多个周期内的多个波峰对应的波峰水尺位置数据和波谷对应的波谷水尺位置数据；
分别确定每个所述水尺对应的多个所述波峰水尺位置数据和波谷水尺位置数据的平均值，将所述平均值作为所述水尺对应的水尺读数；
将各个所述水尺对应的所述水尺读数进行求和取平均值处理，得到最终的所述目标水尺读数。
6.一种水线位置波动曲线仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标船舶所处水域当前的风浪参数和所述目标船舶的外形参数；所述风浪参数包括风浪周期、浪高、波长、波向、风速和风向，所述外形参数包括船舶尺寸、船舶形状和船舶上各水尺的设置位置参数，所述设置位置参数用于指示各水尺与船舶船体的相对位置，并包含水尺自身的尺寸和刻度；
第一确定模块，用于在当前风浪情况下对各水尺进行持续读数，并基于在预设时间段内每个所述水尺的水尺读数进行仿真，确定每个所述水尺的水线位置波动曲线和水尺读数变化区间数据；
第二确定模块，用于基于所述风浪参数、多个所述水尺读数变化区间数据和所述外形参数进行风浪仿真，确定每个所述水尺对应的船舶运动导致的水尺面变化曲线；
融合模块，用于分别对每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行匹配和融合处理，得到每个所述水尺对应的目标水线位置波动曲线；
获取模块，用于对多个所述水尺对应的多个所述目标水线位置波动曲线进行数据处理，获取最终的目标水尺读数；
所述融合模块包括：
第三确定子模块，用于分别确定每个所述水尺对应的所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线之间的匹配点；
融合子模块，用于基于所述匹配点对所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线进行曲线融合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线；
所述融合子模块包括：
匹配单元，用于基于所述匹配点进行所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线的匹配；
第二获取单元，用于获取所述水线位置波动曲线中各个波峰和各个波谷对应的第一纵坐标；
第三获取单元，用于获取各个所述波峰和各个所述波谷在所述水尺面变化曲线中对应的第二纵坐标；
第五确定单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述第一纵坐标和多个所述第二纵坐标，确定所述目标水线位置波动曲线；
所述第五确定单元包括：
波峰纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波峰对应的所述第一纵坐标加上对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波峰对应的波峰纵坐标；
波谷纵坐标确定子单元，用于分别将各个所述波谷对应的所述第一纵坐标减去对应的所述第二纵坐标，得到各个所述波谷对应的波谷纵坐标；
曲线拟合子单元，用于基于每个所述水尺对应的多个所述波峰纵坐标和多个所述波谷纵坐标进行曲线拟合处理，得到每个所述水尺对应的所述目标水线位置波动曲线；
所述第三确定子模块用于在仿真后的拟合阶段将所述水尺面变化曲线和所述水线位置波动曲线拟合为对应的正弦曲线，通过相关性分析方法对两个正弦曲线的相关性进行分析，确定某一对应的波动周期的波峰点为所述匹配点。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得执行权利要求1-5任一所述的水线位置波动曲线仿真方法。
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