船舶底部纵剖轮廓线扫描测量方法

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1、第１４卷第２期交通运输工程学报Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．２２０１４年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｒ．２０１４文章编号：１６７１１６３７（２０１４）０２００６２０６船舶底部纵剖轮廓线扫描测量方法吴俊１，２，丁繰奇１，余葵１，李晓飚１，马希钦１（１．重庆交通大学西南水运工程科学研究所，重庆４０００１６；２．重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室，重庆４０００１６）摘要：分析了船舶底部纵剖轮廓线的单点测量原理，利用声波测量组件往复扫描，测量多个吃水部位，将船舶航

2、速、扫描距离、扫描速度等数据进行有效处理，提出了一种新的基于单波束声呐传感器的船舶底部纵剖轮廓线测量方法。以声波接收场的面积为约束条件，给出了船舶底部边缘的判断判据，推导了船舶底部轮廓线的重构公式，并利用小比尺船模进行仿真试验。试验结果表明：当船舶航速为２ｃｍ·ｓ－１时，测得１９个轮廓点数据，船艏、船艉吃水分别为２．９１、３．０９ｃｍ，吃水差为－１时，测得１０个轮廓点数据，船艏、船尾吃水分别为２．７９、３．１５ｃｍ，０．１８ｃｍ；当船舶航速为４ｃｍ·ｓ吃水差为０．３６ｃｍ。所有测点一致性较好，船舶航行姿态与实际相符。关键词：船舶

3、工程；纵剖轮廓线；声呐传感器；扫描；测量方法；吃水中图分类号：Ｕ６６６．７５文献标志码：Ａ犛犮犪狀狀犻狀犵犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犿犲狋犺狅犱狅犳犫狌狋狋狅犮犽犮狅狀狋狅狌狉犾犻狀犲犪狋狊犺犻狆犫狅狋狋狅犿１，２，ＤＩＮＧＳｈｅｎｑｉ１，ＹＵＫｕｉ１，ＬＩＸｉａｏｂｉａｏ１，ＭＡＸｉｑｉｎ１ＷＵＪｕｎ（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏ

4、ｆＩｎｌａｎｄＷａｔｅｒｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１６，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｂｕｔｔｏｃｋｃｏｎｔｏｕｒｌｉｎｅａｔｓｈｉｐｂｏｔｔｏｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｓｅｖｅｒａｌｄｒａｕｇｈｔｐｏｉｎｔｓｔｈｒｏｕｇｈｒｅｃｉｐｒｏｃ

5、ａｔｉｎｇｓｃａｎｎｉｎｇ，ｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｈｉｐｓａｉｌｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｓｃａｎｎｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄｗｅｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｃｅｓｓｅｄ，ａｎｄａｎｅｗｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｂｕｔｔｏｃｋｃｏｎｔｏｕｒｌｉｎｅａｔｓｈｉｐｂｏｔｔｏｍｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅｂｅａｍｓｏｎａｒｓｅｎｓｏｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｒｅａｗａｓｔａｋｅｎａｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈ

6、ｅｊｕｄｇｅｍｅｎｔｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｓｈｉｐｂｏｔｔｏｍｅｄｇｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｏｆｂｕｔｔｏｃｋｃｏｎｔｏｕｒｌｉｎｅａｔｓｈｉｐｂｏｔｔｏｍｗａｓｄｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇｓｍａｌｌｓｃａｌｅｄｓｈｉｐｍｏｄｅｌ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓ－１，１９ｃｏｎｔｏｕｒｐｏｉｎｔｓａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ，ｔｈｅｄｒａｕｇｈｔｓｏｆｓｈｉｐｂｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｓｈｉｐｓａｉｌｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ２ｃ

7、ｍ·ｓａｎｄｐｏｏｐａｒｅ２．９１ａｎｄ３．０９ｃｍｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｔｒｉｍｉｓ０．１８ｃｍ．Ｗｈｅｎｓｈｉｐｓａｉｌｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ－１，１０ｃｏｎｔｏｕｒｐｏｉｎｔｓａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ，ｔｈｅｄｒａｕｇｈｔｓｏｆｓｈｉｐｂｏｗａｎｄｐｏｏｐａｒｅ２．７９ａｎｄ３．１５ｃｍ４ｃｍ·ｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｔｒｉｍｉｓ０．３６ｃｍ．Ａｌｌｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｐｏｉｎｔｄａｔａａｒｅｏｆｇｏｏｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ａｎｄｔｈｅｓａｉｌｉｎｇａｔｔｉｔｕｄｅｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ

8、ｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｓｔａｔｅ．１ｔａｂ，１１ｆｉｇｓ，１９ｒｅｆｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｈｉｐｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｂｕｔｔｏｃｋｃｏｎｔｏｕｒｌｉｎｅ；ｓｏｎａｒｓｅｎｓｏｒ；ｓｃａｎｎｉｎｇ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｄｒａｕｇｈ