RU2767293C1 - Ship ice thickness gauge - Google Patents

Ship ice thickness gauge Download PDF

Info

Publication number
RU2767293C1
RU2767293C1 RU2021114064A RU2021114064A RU2767293C1 RU 2767293 C1 RU2767293 C1 RU 2767293C1 RU 2021114064 A RU2021114064 A RU 2021114064A RU 2021114064 A RU2021114064 A RU 2021114064A RU 2767293 C1 RU2767293 C1 RU 2767293C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controller
image
module
ship
ice
Prior art date
Application number
RU2021114064A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Сероветников
Михаил Игоревич Ковчин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение Аквастандарт»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение Аквастандарт» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение Аквастандарт»
Priority to RU2021114064A priority Critical patent/RU2767293C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767293C1 publication Critical patent/RU2767293C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring devices.
SUBSTANCE: invention relates to measuring devices, and in particular to methods and devices for remote measurement of the size of objects, including moving ones. The ship's ice thickness gauge contains an image module placed in the body, which forms a digital image of an object, an image processing controller with an interface module, while the identification and localization of measurement objects is carried out in the video image stream received from the image module by comparing the obtained images with a database of ice forms recorded in the memory module connected to the controller, the controller is connected to the distance to the object and the angle of inclination of the optical axis of the image module, taking into account the spatial position of the image module relative to the measured object, the controller is also connected to temperature and relative humidity sensors that measure the temperature of the air inside the case and the outside air and the relative humidity of the outside air with the ability to control heating the protective glass of the meter body in order to exclude its icing.
EFFECT: improving the accuracy of ice thickness measurements.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительным устройствам, а именно к способам и устройствам для дистанционного измерения размеров объектов, в том числе движущихся [G01B 7/02, G01B 11/06, G01B 11/10, G01B 11/26, G01B 15/02].The invention relates to measuring devices, namely to methods and devices for remote measurement of the size of objects, including moving [G01B 7/02, G01B 11/06, G01B 11/10, G01B 11/26, G01B 15/02].

Из уровня техники известна РЕЙКА НА ЛИНЕ [Инструкция для наблюдений над льдами с корабля. Л.: Морской транспорт - 1956. 53 с.], используемая для глазомерной съемки толщины льдин на ходу судна и представляющая собой деревянную доску длиной 50 см и шириной 7-10 см, разделенную на дециметры, участки рейки длиной 1 дм окрашены попеременно белой и черной или белой и красной красками, посередине рейки выполнено отверстие для линя. Способ применения указанного устройства заключается в спуске на ходу судна рейки на лед и визуальное определение толщины льдин, встающих на ребро у борта судна.Known from the prior art RAIL ON LINE [Instruction for observing ice from a ship. L .: Sea transport - 1956. 53 s.], used for visual survey of the thickness of ice floes on the move of the vessel and representing a wooden board 50 cm long and 7-10 cm wide, divided into decimeters, sections of the rail 1 dm long are painted alternately white and black or white and red paints, in the middle of the rail there is a hole for the line. The method of using this device consists in lowering the slats on the ice while the ship is moving and visually determining the thickness of the ice floes that stand on edge at the side of the ship.

Недостатком данного аналога является низкая точность определения толщины льдин, а также высокая трудоемкость обусловленная невозможностью автоматизации такого способа измерения толщины льда.The disadvantage of this analog is the low accuracy of determining the thickness of the ice floes, as well as the high labor intensity due to the impossibility of automating this method of measuring the thickness of the ice.

Также известен другой аналог - ЛЕДОМЕР ЦУРИКОВА И ПЕРВАКОВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛЬДИН НА ХОДУ СУДНА [Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 9. Гидрометеорологические наблюдения на морских станциях. Часть III. Гидрометеорологические наблюдения, производимые штурманским составом на морских судах (Наблюдения над погодой и состоянием моря). Л.: Гидрометеоиздат - 1966], состоящий из металлической штанги длиной 60 см с делениями, на конце штанги смонтирован кронштейн с короткой трубкой, параллельной штанге, на штангу надет подвижной хомутик с опорным винтом, к хомутику прикреплена металлическая рамка с вставленной в нее пластинкой из прозрачного материала, на пластинку нанесена прямоугольная сетка с делениями. Способ измерения толщины льда описанным ледомером основан на решении подобных треугольников, у которых большими катетами являются расстояние от глаза наблюдателя до измеряемого объекта - вывороченной на ребро льдины АС и расстояние от глаза до рамки АВ, а малыми катетами - измеряемая толщина СЕ и ее проекция на сетку BD. Для измерений должна быть известна высота глаза наблюдателя над поверхностью льда АС. В момент нахождения льдины на траверзе замечается число делений сетки BD, соответствующее толщине льдины СЕ.Another analogue is also known - ICEMETER TSURIKOVA AND PERVAKOV FOR DETERMINING THE THICKNESS OF ICE ON THE SHIP'S PROGRESS [Instructions for hydrometeorological stations and posts. Issue 9. Hydrometeorological observations at sea stations. Part III. Hydrometeorological observations made by the navigation staff on ships (Observations on the weather and the state of the sea). L .: Gidrometeoizdat - 1966], consisting of a metal rod 60 cm long with divisions, a bracket with a short tube parallel to the rod is mounted at the end of the rod, a movable collar with a support screw is put on the rod, a metal frame is attached to the collar with a plate inserted into it from transparent material, a rectangular grid with divisions is applied to the plate. The method for measuring the thickness of ice by the described ice meter is based on solving similar triangles, in which the large legs are the distance from the observer's eye to the object being measured - the ice floe turned onto the edge AC and the distance from the eye to the frame AB, and the small legs are the measured thickness CE and its projection onto the grid B.D. For measurements, the height of the observer's eye above the NPP ice surface must be known. At the moment the ice floe is on the traverse, the number of divisions of the grid BD corresponding to the thickness of the ice floe CE is noticed.

Недостатком аналога является низкая точность и оперативность, а также невозможность осуществления процесса измерения непрерывно.The disadvantage of the analogue is the low accuracy and efficiency, as well as the impossibility of carrying out the measurement process continuously.

Известен СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА, СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ЛЬДА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛЬДА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ЛЬДА И ДИСТАНЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ [RU 2712969 C2, опубл.: 03.02.2020], в котором способ дистанционного измерения толщины льда, отличающийся тем, что с помощью электромагнитного индукционного датчика осуществляют дистанционное измерение кажущейся толщины льда, включающей в себя толщину снежного покрова на поверхности льда; с помощью электромагнитных волн осуществляют дистанционное измерение толщины указанного снежного покрова; и на основе указанной кажущейся толщины льда и указанной толщины снежного покрова определяют истинную толщину льда.Known METHOD FOR REMOTE MEASUREMENT OF ICE THICKNESS, METHOD FOR REMOTE MEASUREMENT OF STRENGTH OF ICE, DEVICE FOR REMOTE MEASUREMENT OF ICE THICKNESS, DEVICE FOR REMOTE MEASUREMENT OF STRENGTH OF ICE AND REMOTE MEASURING MODULE [RU 2712969 C2, publ. , characterized in that with the help of an electromagnetic induction sensor, a remote measurement of the apparent ice thickness is carried out, including the thickness of the snow cover on the ice surface; using electromagnetic waves carry out remote measurement of the thickness of the specified snow cover; and based on said apparent ice thickness and said snow thickness, the true ice thickness is determined.

Недостатком описанного способа является низкая помехоустойчивость применяемых электромагнитных индукционных датчиков.The disadvantage of the described method is the low noise immunity of the applied electromagnetic induction sensors.

Наиболее близким по технической сущности является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЛЬДИН С БОРТА СУДНА [RU 70983 U1, опубл.: 20.02.2008], содержащее телевизионную камеру, устройство обработки в виде персонального или карманного компьютера, выход которого соединен с устройством отображения изображения в виде монитора, отличающееся тем, что в его состав включен аналого-цифровой преобразователь телевизионного видеосигнала в цифровую матрицу данных изображения, вход которого соединен с выходом телевизионной камеры, а выход - с входом устройства обработки.The closest in technical essence is a DEVICE FOR MEASURING THE THICKNESS OF ICE BOARDS [RU 70983 U1, published: 20.02.2008], containing a television camera, a processing device in the form of a personal or pocket computer, the output of which is connected to an image display device in the form of a monitor , characterized in that it includes an analog-to-digital converter of a television video signal into a digital image data matrix, the input of which is connected to the output of a television camera, and the output is connected to the input of the processing device.

Основными недостатками прототипа являются низкие качество и оперативность выполнения измерений толщины льда, обусловленные, во-первых, обледенением и конденсацией влаги на объективе камеры, во-вторых, наличием неконтролируемых изменений ориентации телевизионной камеры, вызванные кренами и дифферентами корпуса судна в процессе его движения во льдах, в-третьих, ограниченной работоспособностью оптической системы при отсутствии естественного освещения, в-четвертых, длительная ручная обработка данных.The main disadvantages of the prototype are the low quality and efficiency of measuring the thickness of the ice, due, firstly, to icing and moisture condensation on the camera lens, and secondly, the presence of uncontrolled changes in the orientation of the television camera, caused by rolls and trims of the ship's hull during its movement in ice , thirdly, the limited performance of the optical system in the absence of natural light, and fourthly, lengthy manual data processing.

Технический результат заключается в повышении точности измерений толщины льда.The technical result is to increase the accuracy of ice thickness measurements.

Указанный технический результат достигается за счет того, что судовой измеритель толщины льда, содержащий размещенный в корпусе модуль изображения, формирующий цифровое изображение объекта, контроллер обработки изображения с интерфейсным модулем, отличающийся тем, что идентификацию и локализацию объектов измерения осуществляют в потоке видеоизображения, получаемого с модуля изображения путем сравнения получаемых изображений с базой данных ледовых форм, записанных в модуле памяти, подключенного к контроллеру, к контроллеру подключены измерители расстояния до объекта и угла наклона оптической оси модуля изображения, учитывающие пространственное положение модуля изображения относительно измеряемого объекта, к контроллеру также подключены датчики температуры и относительной влажности, измеряющие температуру воздуха внутри корпуса и наружного воздуха и относительную влажность наружного воздуха с возможностью управления нагревом защитного стекла корпуса измерителя, с целью исключения его обледенения.The specified technical result is achieved due to the fact that the ship's ice thickness gauge contains an image module placed in the housing that forms a digital image of the object, an image processing controller with an interface module, characterized in that the identification and localization of measurement objects is carried out in the video image stream received from the module images by comparing the obtained images with the database of ice forms recorded in the memory module connected to the controller, the distance to the object and the angle of the optical axis of the image module are connected to the controller, taking into account the spatial position of the image module relative to the measured object, temperature sensors are also connected to the controller and relative humidity, measuring the temperature of the air inside the case and the outside air and the relative humidity of the outside air with the ability to control the heating of the protective glass of the meter body, in order to exclude its eating.

В частности, к контроллеру подключен датчик позиционирования, выполненный в виде спутникового GNSS-приёмника с возможностью местоопределения объекта измерения.In particular, a positioning sensor is connected to the controller, made in the form of a satellite GNSS receiver with the ability to locate the measurement object.

В частности, к контроллеру подключен модуль связи с возможностью удаленного управления, загрузки в модуль памяти баз данных и передачи результатов измерений на сервер данных.In particular, a communication module is connected to the controller with the possibility of remote control, loading databases into the memory module and transferring the measurement results to the data server.

В частности, нагрев защитного стекла корпуса измерителя выполняют нагревательным элементом, смонтированным на защитном стекле.In particular, heating of the protective glass of the meter housing is performed by a heating element mounted on the protective glass.

В частности, нагрев защитного стекла включают при температуре внутри корпуса меньше или равной точке росы.In particular, heating of the protective glass is switched on when the temperature inside the housing is less than or equal to the dew point.

В частности, точку росы определяют по измеренным значениям температуры и относительной влажности наружного воздуха.In particular, the dew point is determined from the measured values of temperature and relative humidity of the outside air.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг.1 показан судовой измеритель толщины льда на палубе судна.Figure 1 shows the ship's ice thickness gauge on the deck of the vessel.

На фиг.2 показана блок-схема судового измерителя толщины льда.Figure 2 shows a block diagram of a ship's ice thickness gauge.

На фигурах обозначено: 1 - корпус, 2 - опорно-поворотный механизм, 3 - стойка крепления, 4 - модуль изображения, 5 - измеритель расстояния, 6 - измеритель угла наклона, 7 - датчик позиционирования, 8 - контроллер, 9 - защитное стекло, 10 - датчик температуры, 11 - нагревательный элемент, 12 - датчик наружной температуры, 13 - датчик относительной влажности, 14 - модуль памяти, 15 - интерфейсный модуль, 16 - источник света, 17 - датчик освещенности, 18 - выворот льда, 19 - палуба судна.The figures indicate: 1 - housing, 2 - swivel mechanism, 3 - mounting stand, 4 - image module, 5 - distance meter, 6 - tilt angle meter, 7 - positioning sensor, 8 - controller, 9 - protective glass, 10 - temperature sensor, 11 - heating element, 12 - outdoor temperature sensor, 13 - relative humidity sensor, 14 - memory module, 15 - interface module, 16 - light source, 17 - light sensor, 18 - ice eversion, 19 - deck ship.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

Судовой измеритель толщины льда содержит корпус 1 (см.Фиг.1), смонтированный с помощью опорно-поворотного механизма 2 к стойке крепления 3, закрепленной к палубе судна 19. Корпус 1 выполнен герметичным. Опорно-поворотный механизм 2 выполнен с возможностью изменения угла наклона корпуса 1 в вертикальной плоскости.The ship's ice thickness meter contains a housing 1 (see Figure 1), mounted using a turntable 2 to the rack mounting 3, fixed to the deck of the vessel 19. The housing 1 is sealed. The slewing mechanism 2 is configured to change the angle of inclination of the housing 1 in the vertical plane.

Внутри корпуса 1 смонтировано измерительное устройство, выполненное в виде модуля изображения 4, измерителя расстояния 5 и измерителя угла наклона 6. Модуль изображения 4 выполнен, например, в виде цифровой фото-, видеокамеры, модуля технического зрения. Измеритель расстояния 5 выполнен, например, в виде четырех точечного лазерного дальномера. Измеритель угла наклона 6 выполнен, например, в виде двух осевого инклинометра.Inside the housing 1, a measuring device is mounted, made in the form of an image module 4, a distance meter 5 and an angle meter 6. The image module 4 is made, for example, in the form of a digital photo, video camera, a vision module. The distance meter 5 is made, for example, in the form of a four-point laser rangefinder. The tilt angle meter 6 is made, for example, in the form of a two-axis inclinometer.

Измерительное устройство также содержит датчик позиционирования 7, выполненный в виде спутникового GNSS-приёмника.The measuring device also contains a positioning sensor 7, made in the form of a satellite GNSS receiver.

Модуль изображения 4, измеритель расстояния 5 и измеритель угла наклона 6 подключены к контроллеру 8 (см.Фиг.2).The image module 4, the distance meter 5 and the angle meter 6 are connected to the controller 8 (see Figure 2).

Одна из граней корпуса 1 выполнено в виде прозрачного для модуля изображения 4, измерителя расстояния 5 и измерителя угла наклона 6 окна, закрытого защитным стеклом 9. Защитное стекло 9 снабжено датчиком температуры 10, смонтированным внутри корпуса 1 и нагревательным элементом 11.One of the faces of the body 1 is made in the form of an image 4 transparent for the module, a distance meter 5 and an angle meter 6 of a window covered with a protective glass 9. The protective glass 9 is equipped with a temperature sensor 10 mounted inside the body 1 and a heating element 11.

Снаружи корпуса 1 у защитного стекла 9 смонтированы датчики наружной температуры 12 и относительной влажности 13 воздуха.Outside the housing 1, near the protective glass 9, sensors of the outside temperature 12 and relative humidity 13 of the air are mounted.

Датчик температуры 10, нагревательный элемент 11, датчик наружной температуры 12 и датчик относительной влажности 13 подключены к контроллеру 8.Temperature sensor 10, heating element 11, outdoor temperature sensor 12 and relative humidity sensor 13 are connected to controller 8.

К контроллеру 8 подключены модуль памяти 14 и интерфейсный модуль 15. Интерфейсный модуль 15 выполнен с возможностью ввода/вывода и отображения информации и результатов измерений.A memory module 14 and an interface module 15 are connected to the controller 8. The interface module 15 is configured to input/output and display information and measurement results.

Судовой измеритель толщины льда также снабжен источником света 16 и датчиком освещенности 17. Источник света 16 выполнен в виде прожектора.The ship's ice thickness gauge is also equipped with a light source 16 and a light sensor 17. The light source 16 is made in the form of a spotlight.

В одном из вариантов реализации контроллер 8 снабжен модулем связи (на фигурах не показан) с возможностью удаленного управления судовым измерителем толщины льда, загрузки в модуль памяти 14 баз данных и передачи результатов измерений на удаленный сервер данных, в том числе и облачный (на фигурах не показаны).In one of the embodiments, the controller 8 is equipped with a communication module (not shown in the figures) with the ability to remotely control the ship's ice thickness gauge, load databases into the memory module 14 and transfer the measurement results to a remote data server, including a cloud one (not shown in the figures). shown).

Судовой измеритель толщины льда работает следующим образом.Ship ice thickness gauge works as follows.

Корпус 1 с опорно-поворотным механизмом 2 монтируют на стойке крепления 3 на палубе судна 19 в районе максимальной частоты проявления выворотов льда обусловленной конструкцией корпуса целевого судна. Корпус 1 ориентируют с помощью опорно-поворотного механизма 2 на высоте места размещения над поверхностью моря, в положении визирования на морскую поверхность близкой к вертикали, совпадающей с оптической осью модуля изображения 4.The hull 1 with the slewing mechanism 2 is mounted on the mount 3 on the deck of the ship 19 in the region of the maximum frequency of ice eversion due to the design of the target ship's hull. The housing 1 is oriented with the help of the turntable 2 at the height of the location above the sea surface, in the position of sighting on the sea surface close to the vertical, coinciding with the optical axis of the image module 4.

Цифровое изображение льда из модуля изображения 4 в виде матрицы цифровых значений яркости передают в контроллер 8, где его сравнивают с данными базы ледовых форм, записанных в модуле памяти 14 на предмет наличия выворота льда 18, пригодного к проведению измерений. и определяют местоположение.The digital image of ice from the image module 4 in the form of a matrix of digital brightness values is transmitted to the controller 8, where it is compared with the data of the database of ice forms recorded in the memory module 14 for the presence of an eversion of ice 18 suitable for measurements. and determine the location.

В случае идентификации выворота льда 18 определяют его местоположение на местности с помощью датчика позиционирования 7 и записывают полученные данные в модуль памяти 14. Далее, по данным базы ледовых форм в контроллере 8 осуществляют его локализацию путем фиксирования маркерных точек на графическом изображении, несущем однозначную информацию об искомой толщине льда и снега.In the case of identifying the eversion of ice 18, its location on the ground is determined using the positioning sensor 7 and the obtained data is recorded in the memory module 14. Further, according to the database of ice forms in the controller 8, its localization is carried out by fixing marker points on the graphic image, which carries unambiguous information about desired thickness of ice and snow.

С измерителя угла наклона 6 и измерителя расстояния 5 мгновенные значения отклонения оптической оси модуля изображения 4 от вертикального положения и расстояния до объекта измерения соответственно передают в контроллер 8. В контроллере 8 осуществляют анализ данных и производят выбор точки или группы точек, лежащих на объекте измерения, рассчитывают поправки геометрических параметров оптической системы модуля изображения 4 для выбранных точек и с помощью фотограмметрии по известным расстоянию до объекта, углу его наклона и разрешению оптической системы (фокусному расстоянию) модуля изображения 4 рассчитывают толщину льдины и снежного покрова.From the tilt angle meter 6 and the distance meter 5, the instantaneous values of the deviation of the optical axis of the image module 4 from the vertical position and distance to the measurement object are respectively transmitted to the controller 8. In the controller 8, the data is analyzed and a point or group of points lying on the measurement object is selected, corrections of the geometrical parameters of the optical system of the image module 4 for the selected points are calculated and, using photogrammetry, the thickness of the ice floe and snow cover is calculated using the known distance to the object, its tilt angle and the resolution of the optical system (focal length) of the image module 4.

Результаты измерений и расчетов для каждого из объектов измерений передают для визуального отображения в интерфейсный модуль 15 и записывают в модуль памяти 14 вместе с данными о температуре и относительной влажности наружного воздуха.The results of measurements and calculations for each of the measurement objects are transmitted for visual display to the interface module 15 and recorded in the memory module 14 along with data on the temperature and relative humidity of the outside air.

При работе измерительного устройства судового измерителя толщины льда датчиками наружной температуры 12 и относительной влажности 13 измеряют температуру относительную влажность наружного воздуха и передают измеренные значения в контроллер 8, где по полученным значениям производят расчет точки росы Тр. Датчиком температуры 10 в этот же момент времени измеряют температуру Т поверхности защитного стекла 9 внутри корпуса 1 и также передают измеренное значение в контроллер 8.When the measuring device of the ship's ice thickness gauge is operating, the external temperature sensors 12 and relative humidity 13 measure the temperature and relative humidity of the outside air and transmit the measured values to the controller 8, where the dew point Tr is calculated from the obtained values. The temperature sensor 10 at the same time measures the temperature T of the surface of the protective glass 9 inside the housing 1 and also transmits the measured value to the controller 8.

В контроллере 8 сравнивают значения точки росы Тр и температуры Т поверхности защитного стекла 9. Если значение Т меньше или равно Тр, то на поверхности защитного стекла может образоваться иней или лед и в этом случае включают подогрев защитного стекла 9 с помощью нагревательного элемента 11, при этом подогрев выполняют до момента равенства Тр и Т.In the controller 8, the values of the dew point Tp and the temperature T of the surface of the protective glass 9 are compared. If the value of T is less than or equal to Tp, then frost or ice may form on the surface of the protective glass, and in this case, the heating of the protective glass 9 is turned on using the heating element 11, with In this case, heating is performed until Tr and T are equal.

Датчиком освещенности 17, предварительно настроенным на пороговое значение минимальной допустимой для работы модуля изображения 4 яркости, фиксируют значение освещенности и в случае ее снижения ниже упомянутого порогового значения, включают источник света 16.The light sensor 17, pre-configured to the threshold value of the minimum brightness allowed for the operation of the image module 4, fixes the illumination value and, if it drops below the mentioned threshold value, the light source 16 is turned on.

Технический результат - повышение точности измерений толщины льда достигается за счет исключения искажения изображения и превышения погрешности измерений расстояния до объекта измерения путем контроля с помощью датчиков температуры 10, наружной температуры 12 и относительной влажности 13 за обледенением защитного стекла 9 корпуса 1, прозрачного для модуля изображения 4 и измерителей расстояния 5 и угла наклона 6 модуля изображения 4 и включением в случае необходимости нагревательного элемента 11 упомянутого защитного стекла 9. Кроме того, повышение точности измерений толщины льда достигается за счет внесения корректирующих поправок в геометрические параметры оптической системы модуля изображения 4 путем измерения в режиме реального времени при захвате изображения объекта с помощью измерителей расстояния 5 до объекта и угла наклона 6 оптической оси модуля изображения 4, учитывающие его пространственное положение относительно измеряемого объекта, в том числе и при движении судна.EFFECT: increasing the accuracy of ice thickness measurements is achieved by eliminating image distortion and exceeding the measurement error of the distance to the measurement object by monitoring, using temperature sensors 10, outside temperature 12 and relative humidity 13, behind the icing of the protective glass 9 of the housing 1, transparent to the image module 4 and distance meters 5 and angle 6 of the image module 4 and, if necessary, turning on the heating element 11 of the said protective glass 9. In addition, increasing the accuracy of ice thickness measurements is achieved by making corrective corrections to the geometric parameters of the optical system of the image module 4 by measuring in the mode real-time when capturing an image of an object using distance meters 5 to the object and the angle of inclination 6 of the optical axis of the image module 4, taking into account its spatial position relative to the measured object, including when the ship is moving.

Claims (6)

1. Судовой измеритель толщины льда, содержащий размещенный в корпусе модуль изображения, формирующий цифровое изображение объекта, контроллер обработки изображения с интерфейсным модулем, отличающийся тем, что идентификацию и локализацию объектов измерения осуществляют в потоке видеоизображения, получаемого с модуля изображения путем сравнения получаемых изображений с базой данных ледовых форм, записанных в модуле памяти, подключенного к контроллеру, к контроллеру подключены измерители расстояния до объекта и угла наклона оптической оси модуля изображения, учитывающие пространственное положение модуля изображения относительно измеряемого объекта, к контроллеру также подключены датчики температуры и относительной влажности, измеряющие температуру воздуха внутри корпуса и наружного воздуха и относительную влажность наружного воздуха с возможностью управления нагревом защитного стекла корпуса измерителя с целью исключения его обледенения.1. A ship ice thickness gauge containing an image module placed in the housing that forms a digital image of an object, an image processing controller with an interface module, characterized in that the identification and localization of measurement objects is carried out in the video image stream received from the image module by comparing the received images with the base data of ice forms recorded in the memory module connected to the controller, meters of the distance to the object and the angle of inclination of the optical axis of the image module are connected to the controller, taking into account the spatial position of the image module relative to the measured object, temperature and relative humidity sensors are also connected to the controller, measuring the air temperature inside the housing and outside air and the relative humidity of the outside air with the ability to control the heating of the protective glass of the meter body in order to prevent its icing. 2. Судовой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что к контроллеру подключен датчик позиционирования, выполненный в виде спутникового GNSS-приёмника с возможностью местоопределения объекта измерения.2. The ship meter according to claim 1, characterized in that a positioning sensor is connected to the controller, made in the form of a satellite GNSS receiver with the ability to locate the measurement object. 3. Судовой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что к контроллеру подключен модуль связи с возможностью удаленного управления, загрузки в модуль памяти баз данных и передачи результатов измерений на сервер данных.3. The ship's meter according to claim 1, characterized in that a communication module is connected to the controller with the possibility of remote control, loading databases into the memory module and transferring the measurement results to the data server. 4. Судовой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что нагрев защитного стекла корпуса измерителя выполняют нагревательным элементом, смонтированным на защитном стекле.4. The ship's meter according to claim 1, characterized in that the protective glass of the meter housing is heated by a heating element mounted on the protective glass. 5. Судовой измеритель по п. 1, отличающийся тем, что нагрев защитного стекла включают при температуре внутри корпуса меньше или равной точке росы.5. The ship's meter according to claim 1, characterized in that the heating of the protective glass is turned on at a temperature inside the case less than or equal to the dew point. 6. Судовой измеритель по п. 5, отличающийся тем, что точку росы определяют по измеренным значениям температуры и относительной влажности наружного воздуха.6. Ship meter according to claim 5, characterized in that the dew point is determined from the measured values of temperature and relative humidity of the outside air.
RU2021114064A 2021-05-18 2021-05-18 Ship ice thickness gauge RU2767293C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114064A RU2767293C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Ship ice thickness gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114064A RU2767293C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Ship ice thickness gauge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767293C1 true RU2767293C1 (en) 2022-03-17

Family

ID=80737073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114064A RU2767293C1 (en) 2021-05-18 2021-05-18 Ship ice thickness gauge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767293C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349501B1 (en) * 2012-08-13 2014-01-09 한국해양과학기술원 Measurement system of sea ice thickness by using video camera
RU2510608C1 (en) * 2012-11-15 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
RU2548641C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Method of ice cover thickness determination during models testing of ships and offshore engineering structures in ice test basin and device for its implementation
RU2559159C1 (en) * 2014-05-05 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Ice thickness measuring method
RU2712969C2 (en) * 2014-12-16 2020-02-03 Джапан Ойл, Гас Энд Металс Нэйшнл Корпорэйшн Method for remote measurement of ice thickness, method for remote measurement of ice strength, device for remote measurement of ice thickness, device for remote measurement of ice strength and remote measuring module
CN112614177A (en) * 2020-12-16 2021-04-06 大连理工大学 Sea ice thickness identification system and method suitable for ship ice area sailing test

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349501B1 (en) * 2012-08-13 2014-01-09 한국해양과학기술원 Measurement system of sea ice thickness by using video camera
RU2510608C1 (en) * 2012-11-15 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
RU2548641C1 (en) * 2013-12-30 2015-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Method of ice cover thickness determination during models testing of ships and offshore engineering structures in ice test basin and device for its implementation
RU2559159C1 (en) * 2014-05-05 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Ice thickness measuring method
RU2712969C2 (en) * 2014-12-16 2020-02-03 Джапан Ойл, Гас Энд Металс Нэйшнл Корпорэйшн Method for remote measurement of ice thickness, method for remote measurement of ice strength, device for remote measurement of ice thickness, device for remote measurement of ice strength and remote measuring module
CN112614177A (en) * 2020-12-16 2021-04-06 大连理工大学 Sea ice thickness identification system and method suitable for ship ice area sailing test

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6310644B1 (en) Camera theodolite system
CN103234555B (en) Photoelectric stable platform installs Zero positioning method
CN101666642B (en) Digital level capable of automatically measuring
CN110645921A (en) Ice-shaped three-dimensional measurement method based on polarization imaging
CN103759634A (en) Near-infrared laser spot field-of-view parameter measurement device and method
CN110456328A (en) Multi-line laser radar calibration system and scaling method
CN110285770B (en) Bridge deflection change measuring method, device and equipment
JPS5912966B2 (en) Method and device for automatically leveling a goniometer
US5161242A (en) Automated repeating sextant (ARS)
KR101157318B1 (en) System for measuring snowfall and method thereof
CN108225563B (en) Field environment sky polarization modeling alignment measuring device
CN115127472A (en) Infrared light source stereoscopic vision geological crack deformation measurement system and method
CN108896169A (en) A kind of navigational lighting aid hard real time high-speed detection system
RU2767293C1 (en) Ship ice thickness gauge
RU2635336C2 (en) Method of calibrating optical-electronic device and device for its implementation
US20120198710A1 (en) Method and apparatus for azimuth determination
CN201503267U (en) Digital water level capable of measuring automatically
CN112730422B (en) Nuclear power station containment defect detection method and system
CN106482743B (en) A kind of rapid detection method of relative position measurement equipment
KR101144200B1 (en) Map data collecting system for plotting instrument
JP2004044372A (en) Submerged caisson submergence guidance system, submergence guidance method, and underwater distance measurement method
KR101835513B1 (en) Image processing system for precise sequential processing of aerial photographed image data
RU70983U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THICKNESS OF ICE FROM BOARD
CN109959365B (en) Sea-sky-line positioning method based on pose information measurement
CN110453578A (en) A kind of urban road detection robot system