CN202048915U - 水下激光定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水下激光定位系统，主要由激光发射器、激光接收屏、水下电视摄像头、水下电视摄像头监视屏、激光接收屏监视屏组成，其特征是在水下运动物体待安装位置处设置激光发射器(1)，在水下运动物体上安装激光接收屏(2)和水下电视摄像头(3)，其中激光发射器由9组激光器件(11)构成，所述激光器件(11)横向5组排列，纵向以横向中心处激光器件对称两边分别排列2组，横纵向排列的激光器件9组共同构成十字形，在激光接收屏(2)以及激光接收屏监视屏(2′)上显示有与激光发射器构成的十字形大小对应的十字图像。该实用新型能在15m范围对水下运动物体的定位，大大提高了水下运动物体与待安装处对位的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋及水下工程施工技术领域，具体涉及一种水下激光定位系统。
背景技术
目前，水电站大坝水下孔洞修复施工作业过程中，在流速大、水体浑浊且流态紊乱的水体中给水中的目标进行定位时，其测得的实际位置受到水流的影响而无法精确定位，给水下施工质量带来危害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述问题，提供一种用于引导水下运动物体能够准确对中和就位的水下激光定位系统，用于水电站大坝水下孔洞修复之水下自动定位浮体封堵门操纵就位。
本实用新型采用如下技术方案：
一种水下激光定位系统，主要由激光发射器、激光接收屏、水下电视摄像头、激光接收屏监视屏、水下电视摄像头监视屏组成，所述激光发射器安装在水下运动物体待安装处，所述激光接收屏和水下电视摄像头安装在水下运动物体上，所述激光接收屏监视屏、水下电视摄像头监视屏均安装在水面的船体控制室内，所述激光接收屏通过视频电缆与安装在船只上的激光接收屏监视屏相连，所述水下电视摄像头通过视频电缆与安装在船只上的水下电视摄像头监视屏相连。
本实用新型的系统中还采用了以下技术措施：
所述激光发射器由9组激光器件构成，所述激光器件横向5组排列，纵向以横向中心处激光器件对称两边分别排列2组，横纵向排列的9组激光器件横纵向的连线共同构成十字形，所述激光发射器发出十字激光束，所述的激光发射器通过固定螺栓将其固定在激光发射器固定器上。
激光接收屏以及激光接收屏监视屏上刻画有与激光发射器构成的十字形大小对应的十字图像，所述十字图像由横向线和纵向线以十字交叉方式构成。
相邻的激光器件等间距排列，横纵向排列的9组激光器件交叉部分呈90°直角。
所述的激光发射器通过固定螺栓固定在激光发射器固定器上，通过激光发射器固定装置安装在水下运动物体待安装处，所述的激光发射器的横向排列的半导体二极管激光器必须保持水平状态，与之相应的纵向的半导体二极管激光器保持与横向排列的半导体二极管激光器呈垂直状态
其中所述的激光发射器的激光器件选用LASER DIODE公司的2001型二极管激光器，该激光器的主要参数为：波长630-680nm，输出功率小于1mW。二极管激光器相邻两个等间距一字排列在激光发射器的上，横向一共排列5个二级管激光器，以横向排列的中心部位的激光发射器为中心，纵向对称分别布置两组二极管激光器，横纵向交错位置呈90°。
本实用新型的有益效果是：(1)由于在现有的激光器件中，半导体二极管激光器不仅具有一般激光器的高单色性、高相干性、高方向性、准直性等特征，还具有尺寸小、重量轻、低压驱动、直接调制等一系列优点，而且在水下成像和水下测距方面得到成功运用，本装置的激光器的有效对中距离可达15m，完全满足一般水下运动物体的操纵和就位控制作业要求。(2)采用水下电视摄像头方式简便快捷寻找并确定水下目标，降低成本和设置难度，满足动态定位要求。(3)适用于在各种水体中使用，尤其适合于在流速大、水体浑浊、流态紊乱严重的水体中的动态定位。(4)结构简单，只需在水面上操纵引导水下运动物体(如自动定位浮体封堵门)的准确对中和就位。
附图说明
图1是本实用新型的激光发射器结构示意图。
图2是本实用新型的水下激光定位系统构成示意图框图。
图3是实施例中在水下施工中使用时的定位工作示意图。
图4是本实用新型远距离对中效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对实用新型作进一步的说明。
一种水下激光定位系统，如图1、图2、图3、图4所示，主要由激光发射器1、激光接收屏2、水下电视摄像头3、激光接收屏监视屏2′、水下电视摄像头监视屏3′组成，所述的水下电视摄像头3安置在水下运动物体上，水下电视摄 像头监视屏3′安装在水面的船体上，激光发射器1安装在水下运动物体待安装位置处，通过激光发射器固定装置固定在水下运动物体待安装位置，激光接收屏2安装在水下运动物体的重心点处，通过激光接收屏固定器固定，激光接收屏监视屏2′安装在水面的船体上。
所述激光发射器1(如图1所示)由9组激光器件11构成，所述激光器件横向5组排列，纵向以横向中心处激光器件对称两边分别排列2组，横纵向排列的9组激光器件共同构成十字形，所述激光发射器发出十字形激光束14，在激光接收屏上刻有与激光发射器构成的十字形大小对应的十字图像，激光接收屏安装时应该保持其上的十字图像的横向线210呈水平状态，相邻的激光器件等间距排列，横纵向排列的9组激光器件交叉部分呈90°直角。
所述激光接收屏2和水下电视摄像头3分别与各自安装在船只上的激光接收屏监视屏2′、水下电视摄像头监视屏3′通过视频电缆(图中未示)相连。
所述的激光发射器1通过固定螺栓12固定在激光发射器固定器上，通过激光发射器固定器背向安装在水下运动物体待安装位置处，所述的激光发射器上横向排列的半导体二极管激光器保持水平状态安装，与之对应的纵向半导体二极管激光器与横向的半导体二极管激光器呈垂直关系。
所述的激光接收屏2安装时必须保持其十字图像的横向线保持水平状态。
所述的激光器件选用LASER DIODE公司的2001型二极管激光器，该激光器的主要参数为：波长630-680nm，输出功率小于1mW。
水下摄像头3内置有高精度、宽频带的电视摄像机，并配置有特殊照明光源，能适应一般江河水中工作。水下摄像头由地面控制器通过传输电缆供给电源，水下摄像机摄取的电视图像信号经由视频电缆送到地面，通过接口，在水下电视摄像头监视屏上显示。
本实用新型的操作过程是：1)根据用户的要求选用合适的水下运动物体起吊装置；2)根据用户要求安装的水下运动物体，确定水下运动物体的重心点，将激光接收屏通过激光接收屏固定装置固定在该重心点，同时将水下摄像头通过摄像头固定器固定在该水下运动物体上，其位置在激光接收屏同一个安装平面附近；3)根据用户要求安装水下运动物体的待安装位置提前进入水下安装激 光发射器；4)水下运动物体通过起吊装置吊入水中，由水下电视摄像头将水下运动物体的水下环境画面传递给水下电视摄像头监视屏，通过观察水下电视摄像头监视屏的画面控制水下运动物体接近待安装处，同时观察由激光接收屏传输给其电视接收视屏的画面，操纵引导水下运动物体直至激光发射器的十字激光束14落在激光接收屏水上电视接收视屏图像中十字线的光斑重叠就位(如图4所示，图中圆点为激光束落在激光接收屏监视屏上的光斑)，通过上述过程即可准确对中和就位完成安装。
试验表明，测试激光靶对封堵试验门的有效对中距离可达15m，完全满足一般水下运动物体的操纵和就位控制作业要求。
为了便于理解，结合附图与实施例已对本实用新型做了叙述，可以理解本实用新型有很多其他实施例，但本实用新型不限于这些图与实施例，本实用新型包括本实用新型精神与范围内的所有权利要求范围内的修正案。
Claims (4)
1.一种水下激光定位系统，主要由激光发射器(1)、激光接收屏(2)、水下电视摄像头(3)、激光接收屏监视屏(2′)、水下电视摄像头监视屏(3′)组成，其特征是：所述激光发射器(1)安装在水下运动物体待安装处，所述激光接收屏(2)和水下电视摄像头(3)安装在水下运动物体上，所述激光接收屏监视屏(2′)、水下电视摄像头监视屏(3′)均安装在水面的船体控制室内，所述激光接收屏(2)通过视频电缆与安装在船只上的激光接收屏监视屏(2′)相连，所述水下电视摄像头(3)通过视频电缆与安装在船只上的水下电视摄像头监视屏(3′)相连。
2.根据权利要求1所述的一种水下激光定位系统，其特征为：所述激光发射器(1)由9组激光器件(11)构成，所述激光器件横向5组排列，纵向以横向中心处激光器件对称两边分别排列2组，横纵向排列的9组激光器件横纵向的连线共同构成十字形，所述激光发射器发出十字激光束(14)，所述的激光发射器(1)通过固定螺栓(12)将其固定在激光发射器固定器上。
3.根据权利要求1所述的一种水下激光定位系统，其特征为：激光接收屏(2)以及激光接收屏监视屏(2′)上刻画有与激光发射器(1)构成的十字形大小对应的十字图像，所述十字图像由横向线(210)和纵向线(211)以十字交叉方式构成。
4.根据权利要求2所述的一种水下激光定位系统，其特征为：相邻的激光器件(11)等间距排列，横纵向排列的9组激光器件交叉部分呈90°直角。
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| CN105629981A (zh) * | 2016-02-04 | 2016-06-01 | 青岛市光电工程技术研究院 | 一种水下激光导引方法 |
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| CN109443306A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-03-08 | 陈子坤 | 一种水下激光定距装置 |
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